CC BY
24
СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ
Оптимизация ингредиентного состава функциональных безалкогольных напитков
Т.Ф. Киселева
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Современный уровень развития общества способствует развитию гиподинамии у различных слоев населения. Изменение в уровне энергетических затрат организма должно адекватно отражаться на изменении структуры питания людей. При игнорировании этих изменений происходит возникновение «болезней цивилизации» — избыточная масса тела и сахарный диабет. При существенном редуцировании энергетической ценности суточного рациона организму человека необходимо обеспечить весь требуемый спектр нутриентов в достаточном количестве. Поэтому так актуальна задача повышения пищевой ценности продуктов питания, которая является общей для всех экономически развитых стран, в том числе и для России. Такие пищевые продукты служат полноценными источниками всех необходимых организму пищевых веществ в адекватных количествах. Они могут быть использованы для повседневных рационов питания и за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов, сохраняющих и улучшающих здоровье потребителей, снижающих риск развития заболеваний, связанных с питанием, и могут быть классифицированы как функциональные пищевые продукты.
Подбор состава рационов отдельных приемов пищи в соответствии с дифференцированными нормами питания очень трудоемок, так как при этом необходимо учитывать оптимальное значение большого числа различных нутриентов. Продукты можно считать сбалансированными
по составу, если при их оптимизации учтена не только пищевая ценность, но и биологическая. Эта работа может быть облегчена применением современных математических методов и моделей. Для оптимизации состава пищевых продуктов в настоящее время используется большое количество разнообразных методик.
Важнейшая задача — достижение сбалансированности интересов как производителей, так и потребителей пищевых продуктов. Сложность этой задачи связана с тем обстоятельством, что потребители этих продуктов не всегда точно понимают глубину потребностей организма в экзогенном поступлении нутриентов. Вместе с тем, несмотря на непонимание и неосознание своих потребностей, эти потребности у них все же существуют, хотя и в неявной,скрытой (латентной) форме. Проблеме удовлетворения латентных потребностей, покупателей пищевых продуктов посвящены работы В.М. Киселева, который разработал Vital-концепцию оптимизации ин-гредиентного состава пищевых многокомпонентных систем [1].
Для оптимизации сырьевого состава многокомпонентных рецептур по большому числу параметров разработана оригинальная методика, основанная на минимизации недифференцированных функций (лимитированных квот компонентов смеси), известная как метод Шора, и на достижении равновесия по Нэшу при заданных ограничениях нормы отклонения [1, 2].
Вместе с тем известно, что задачи по оптимизации сырьевого соста-
Таблица 1
Показатель Облепиха Шиповник Черноплодная рябина Калина
Массовая доля сухих веществ, % 8,4 12,8 10,2 9,1
Массовая доля пектиновых веществ, % 1,2 1,9 0,6 0,8
Титруемая кислотность, % (в пересчете на яблочную кислоту) 2,8 2,3 2,4 1,9
Массовая доля витамина С, мг/100 г 98,6 720,8 26,1 46,5
Массовая доля |3-каротина, мг/100 г 6,8 1,5 — 0,7
ПИ
НАПИТКИ
4•2006
62
ва, как правило, несовместимы, т. е. трудно отыскать среднее значение параметра, которое удовлетворяло бы всем введенным ограничениям (тем более что число их должно быть довольно большим). В связи с этим возникает необходимость построения гибкого алгоритма ранжирования степени ошибок в зависимости от запросов как производителей, так и потребителей.
Значения показателей квоты компонентов выбираются, таким образом, в процессе расчетов, чтобы уменьшить или увеличить вес неравенства, так как оно не может быть решено методом гладкой оптимизации. В связи с этим был применен алгоритм минимизации с растяжением пространства вдоль разности градиентов. Вычислительный эксперимент свидетельствует о его высокой эффективности, но при условии, что предусмотрены меры по борьбе с вырожденностью матриц изменения метрики пространства. При этом, если решение приводит к выходу отдельного показателя за границы допустимого, то предусмотрено его уменьшение в п-е число раз. После ряда корректировок, как правило, получается значение данного показателя в допустимых пределах отклонения.
Число параметров оптимизации от 3 до 46, количество компонентов рассчитываемой рецептуры не ограничено, продолжительность оптимизации не более 5 мин.
Описанный метод оптимизации рецептур был использован при разработке состава напитков с заранее заданными свойствами. С учетом того что разрабатываемые напитки будут служить лишь дополнением к сбалансированному рациону, одной из задач исследования считали оптимизацию их минерального состава и максимальное повышение витаминной ценности.
Исходным материалом для составления новых видов напитков служили полуфабрикаты, приготовленные из растительного сырья Западно-Сибирского региона (облепиха, калина, шиповник, черноплодная рябина) и зернового сырья (концентрат квасного сусла, полученный на основе ржаного и ячменного солодов). Химический состав плодово-ягодного сырья приведен в табл. 1.
Концентрат квасного сусла, в свою очередь, содержит витамины группы В, органические кислоты, моно- и дисахариды. Своеобразный химический состав и широкая распространенность этих растений позволили сделать предположение о повышенной витаминной активности готовых напитков.
Таблица 2
Показатель Напиток
«Янтарный» «Витаминный»
Массовая доля белка, г/100 г 0,122 0,167
Массовая доля усвояемых углеводов, г/100 г 1,239 1,385
Массовая доля золы, г/100 г 0,124 0,173
Массовая доля кальция, мг/100 г 5,060 4,324
Массовая доля калия, мг/100 г 13,91 22,23
Массовая доля фосфора, мг/100 г 0,443 3,971
Массовая доля натрия, мг/100 г 0,880 0,935
Массовая доля магния, мг/100 г 1,872 1,247
Массовая доля железа, мг/100 г 0,410 1,401
Калий: кальций 2,75 5,139
Магний: кальций 0,369 0,288
Калий: натрий 15,80 23,75
Массовая доля витамина А+в-каротина, мг/100 г 0,04 0,10
Массовая доля витамина С, мг/100 г 3,96 15,11
Массовая доля витамина В1, мг/100 г 0,01 0,02
Массовая доля витамина В2, мг/100 г 0,04 0,03
С точки зрения оптимизации минерального состава и повышения витаминной ценности наилучший эффект был достигнут при использовании в качестве полуфабрикатов настоев облепихи, калины и концентрата квасного сусла в соотношении 3,3 : 1,0 : 0,3. При этом соотношение кальция, фосфора и магния находится в пределах регламентированного уровня, содержание витаминов С и группы В в стакане напитка обеспечивает 20%-ную суточную потребность организма в этих соединениях. Соотношение калия и натрия составляет 16 : 1, что придает напитку ярко выраженные диуретические свойства.
Разработанный напиток получил название «Янтарный». Это прозрачный напиток, кисло-сладкого вкуса, светло-коричневого цвета. Настой калины придает ему приятный аромат с легкой горчинкой, соответствующей данной ягоде.
Сочетание в рецептуре напитка «Витаминный» настоев шиповника и концентрата квасного сусла позволило на фоне достаточной минеральной сбалансированности повысить содержание аскорбиновой кислоты до уровня, обеспечивающего 40%-ную суточную потребность в ней при употреблении одного стакана напитка. Этот напиток также обеспечивает 20%-ную суточную потребность организма в витамине А (за счет в-каротина облепихи), а диуретические свойства этого напитка в 1,5 раза выше, чем у «Янтарного». Напиток «Витаминный» имеет золотистый цвет, приятный аромат, ярко выраженный вкус. Химический состав оптимизированных напитков приведен в табл. 2.
Пищевые продукты, способные оказывать благоприятный эффект
на одну или несколько человеческих функций, процессы обмена веществ в организме человека, содержащие физиологически функциональные нутриенты в количествах от 10 до 50 % их суточной физиологической потребности, называются физиологически функциональными пищевыми продуктами [3].
Замена сахарозы как ингредиента безалкогольных напитков на концентрат квасного сусла, содержащий кроме глюкозы и фруктозы комплекс полисахаридов, позволяет говорить о существенном уровне модификации углеводного состава готовых напитков и в конечном счете о снижении гликемического индекса, отражающего скорость и уровень всасывания глюкозы в кровь.
Данные химического состава оптимизированных напитков дают основание считать их функциональными продуктами питания. Включение в качестве ингредиента концентрата квасного сусла создает предпосылки для снижения гликемического индекса готовых напитков, что позволяет рекомендовать их как эффективное средство лечебно-профилактического питания при сахарном диабете и при избыточной массе тела.
ЛИТЕРАТУРА
1. Киселев В.М., Астраков С.Н. Методология формирования функциональных продуктов питания//Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. № 2. С. 43-46.
2. Шор Н.З. Методы минимизации недифференцированных функций и их приложения. — Киев: Наук. думка, 1979. С. 90-102.
3. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2005.
ТРУБА
АРМАТУРА МЕТИЗЫ
DIN, ISO, SMS Марки стали
AiSJ 3C4/3041, 316/3)61, 321
Компания Тпобал-Сталь" специализируется на поставках продукции из нержавеющей стали. Наша политика по отношению к партнерам - это индивидуальный подход к каждому клиенту. неукоснительное выполнение взятых на себя обязательств, стремление к долгосрочному
взаимовыгодному сотрудничеству,
соблюдение профессиональной этики,
Структура предприятия дает возможность быстро принимать решения, применять передовые технологии во всех сферах деятельности. Ьдиная ценовая и ассортиментная политика позволяет взаимовыгодно сотрудничать со своими партнерами на всей территории РФ
Знание российского рынка нержавеющей стали, обдуманная стратегия поведения на рынке грамотно подобранный и обученный персонал- все эти факторы позволяют нам быть в числе лидеров в области реализации импортных нержавеющих изделий и способствуют динамичному развитию компании.
г, Москва: (495) 232-67-03
г. СанктЛетербург: (812)336-91-91
г. Екатеринбург: (343) 260-66-26
www.globalsteei.ru
4 • 2006
63
