CC BY
64
УДК 664 + 663: 66.081.6
Применение баромембранных процессов
для производства продуктов здорового питания
В.Л. Кудряшов, канд. техн. наук; Н. С. Погоржельская, канд. техн. наук; А. И. Лемтюгин;
В.В. Алексеев; Н.В. Маликова; Н.А. Фурсова
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, Москва
По литературным данным до 30 - 50% болезней россиян обусловлено некачественным питанием. Основы здорового (правильного) питания обобщенно изложены в фундаментальных и популярных изданиях, а также в справочниках, статьях и патентах [1, 2]. Исследования в этой области интенсивно продолжаются во всем мире. Уже имеющиеся знания позволяют организовать как сбалансированное здоровое домашнее питание, так и промышленное производство здоровых, функциональных и лечебно-профилактических пищевых продуктов и ингредиентов с учетом возраста, профессии, пола, интенсивности труда, среды обитания, национальных традиций, наличия заболеваний.
При промышленном производстве продуктов питания используется большое количество (порядка 500 наименований) консервантов, красителей, ароматизаторов, усилителей вкуса, гидроколлоидов, эмульгаторов, ферментов, а также множество других ингредиентов и БАДов. Они используются для упрощения и удешевления технологии, расширения ассортимента, повышения сроков хранения, безопасности, пищевой ценности и полезности продуктов питания, придания им привлекательного вида, вкуса, улучшения структуры и усвояемости.
Сегодня объем мирового рынка пищевых добавок и ингредиентов превышает 30 млрд. долл. (доля рынка России порядка 8%) при ежегодном росте на 3 - 5% [3]. К сожалению, большинство из них производятся химическим путем. Промышленное производство даже широко распространенных и востребованных ингредиентов и добавок в нашей стране зачастую отсутствует или выпускаются небольшие опытно-промышленные партии (например: пектин, бактериоцин низин, ароматизаторы, красители, антиоксиданты, пищевые волокна (ПВ) и др.). В то же время основная их часть может производиться из отечественного натурального сырья животного и растительного происхождения, что гораздо предпочтительнее, особенно
в условиях санкций. В связи с ростом сельскохозяйственного производства спрос на соответствующие ингредиенты и добавки гарантируется, что снижает коммерческие риски.
Россия как ни одна другая страна имеет возможность развивать органическое земледелие для производства и поставки на мировой рынок экологически чистых продуктов питания, а также добавок и ингредиентов. Для производства последних требуются конечно и экологически чистые технологии, которые разрабатываются во ВНИИПБТ в содружестве с другими организациями РАН. Создаваемые вновь и модернизируемые предприятия должны быть не просто импортозамещающими, а экспортоориентированными. Это вполне возможно и целесообразно только за счет внутренних кредитно-финансовых источников и использования разработок отечественной науки, направленных на создание нового технологического уклада. Его основу наряду с другими составляют также нанобиотехнологические и развивающиеся с ними в системном единстве мембранные процессы (МП). Существует широкий класс МП, которые различаются движущими силами и свойствами мембран (диаметром пор, используемыми материалами и др. параметрами) [4].
В АПК наиболее распространены баромембранные процессы (БМП): микрофильтрация (МФ), ультрафильтрация (УФ), нанофильтрация
(НФ) и обратный осмос (ОО). Эти процессы основаны на преимущественной проницаемости (под действием гидростатического давления) в зависимости от молекулярной массы (ММ) одного или нескольких компонентов истинных и коллоидных растворов через разделительные полупроницаемые перегородки -мембраны. За счет этого осуществляется разделение и концентрирование многокомпонентных растворов и их отдельных составляющих.
Основные преимущества БМП предопределяются: использованием электроэнергии в качестве единственного энергоносителя; отсутствием фазовых переходов, а также необходимости применения дополнительных реагентов и нагревания обрабатываемых растворов. Поэтому они позволяют осуществлять холодную стерилизацию, исключать тепловую денатурацию, обеспечивать низкие энергозатраты (см. таблицу) и сохранять в нативном биологически активном состоянии белки, аминокислоты, витамины, ферменты и другие биологически активные вещества (БАВ), а, следовательно, производить ингредиенты и продукты питания повышенной пищевой и биологической ценности.
Из таблицы видно, что самые низкоэнергоемкие процессы - центрифугирование, фильтрование и флотация. Но их существенный недостаток в том, что они не позволяют выделять и концентрировать растворенные
Энергозатраты при разделении и концентрировании растворов
Тип процесса разделения и концентрирования Энергозатраты, МДж /м3
Мембранные процессы:
теоретическое значение при давлении 5 МПа при однонаправленном потоке в тупик (dead-end flow); 4,9
достигаемые на современных рулонных ОО- и НФ-установках в проточном режиме (cross flow); 15 - 25
характерные для современных УФ- НФ- и МФ-установок в режиме cross flow с высокой тангенциальной скоростью в межмембранных каналах 100 - 150
Вакуум-выпаривание в 4-корпусной установке 566
Сушка 2270
Вымораживание 336
Центрифугирование, флотация 13
Фильтрование на вакуумных фильтрах 35 - 45
сухие вещества (СВ). Кроме того, они часто требуют использования коагулянтов, флокулянтов, а также вспомогательных фильтрующих материалов и сорбентов.
Для производства здоровой пищи необходимо экологически чистое сельскохозяйственное сырье. БМП позволяют исправлять некачественное сырье за счет селективного удаления из него различных ксенобиотиков, а также использовать обедненные и нетрадиционные его виды. Производство добавок в мире осуществляется в основном на предприятиях двух типов: крупнотоннажных специализированных предприятиях из пищевого сырья или крупных химических компаниях, выпускающих наряду с пищевыми ингредиентами продукцию для других непищевых отраслей [3]. При этом за счет большого объема обеспечивается низкая себестоимость, конкурентоспособность и доминирование на мировом рынке. Доля продукции российских производителей на отечественном рынке, по оценкам экспертов (РосБизнесКонсалтинг, РБК), не превышает 15 - 20%. Причем значительная часть добавок производится из импортного сырья или филиалами иностранных компаний.
Традиционно в России выпускалась ограниченная номенклатура пищевых ингредиентов и добавок. Причем из-за использования устаревших технологий и низкой конкурентоспособности ряд существовавших ранее производств в последние годы были свернуты. Тем не менее, конкурентная борьба между отечественными и зарубежными производителями не ослабевает, хотя существуют очень высокие риски обеспечения конкурентоспособности отечественной продукции. Чтобы успешно развиваться требуются значительные объемы доступного и высококачественного сельхозсырья, высокопроизводительное низкоэнергоемкое оборудование и значительные инвестиции.
Технико-экономический анализ показывает, что в сложившихся экономических условиях отечественные конкурентоспособные по критерию цена-качество производства ингредиентов должны создаваться на основе учета следующих принципов.
1. Следует создавать не отдельные предприятия, а цехи при существующих пищевых и перерабатывающих предприятиях АПК, на которых имеется первичное или вторичное сырье, пригодное для производства ингредиентов и добавок. При этом есть возможность использовать теплоэнергетическое хозяйство, водо-
подготовку, очистные сооружения и другие структурные подразделения основного предприятия, что позволит существенно снизить затраты.
2. Осуществлять тесное сквозное сотрудничество с соответствующими научными организациями страны, включая разработку технологий, рецептур оригинальных отечественных ингредиентов и добавок, а также продуктов питания с их использованием.
3. Применять современные процессы, в том числе БМП, микробиосинтез, биоконверсию, ультразвуковое (УЗ), ультрафиолетовое (УФ), экс-трузионное и другие виды эффективного оборудования и создавать унифицированные, гибкие технологические схемы.
4. Использовать отечественное растительное сырье с учетом территориального распространения, урожайности, времени созревания, в том числе путем создания зеленого конвейера, исключающего необходимость промежуточного хранения и сушки.
5. Создавать производства с привлечением иностранных инноваций на основе отечественного натурального экологически чистого сырья, энергоресурсов, инфраструктуры и логистики.
6. Использовать преимущества крафтовых технологий [5].
С учетом этих принципов на основе использования БМП в лаборатории мембранных технологий ВНИИПБТ разработан ряд технологических линий по производству различных ингредиентов и добавок, некоторые из которых приведены ниже.
Производство пищевых волокон (ПВ) для повышения биологической полноценности пищи, от которых ряд производителей продуктов питания до сих пор избавляются рафинированием, считая ненужным балластом. Оказалось, что они играют важную роль в здоровом питании, так как препятствуют развитию желудочно-кишечных, сердечнососудистых и онкологических заболеваний, сахарного диабета, ожирения и преждевременного старения, а также способствуют выведению ксенобиотиков.
ПВ - практически не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека и незначительно разрушаются только в его толстой кишке. Они обладают ионообменными, вла-гоудерживающими, жиросвязываю-щими, радиопротекторными и адсорбционными свойствами, снижают калорийность, поддерживают рост бифидо- и лактобактерий. ПВ оказывают ощутимое влияние на здоровье человека, регулируя обмен холесте-рола, липидов, углеводов, аминокис-
лот, белков, минеральных веществ и др. нутриентов.
Рекомендуемая ФАО / ВОЗ норма их потребления человеком составляет не менее 25 - 30 г/сут, что соответствует и отечественному Сан-ПиН (не менее 30 г). Производство очищенных ПВ в России только начинает создаваться, а потребность покрывается за счет дорогих (порядка 100 руб. /кг) импортных добавок У^асе!, В1песе!, Fibrogum и Fibrim.
В лаборатории мембранных технологий на основе БМП создана универсальная технологическая линия производства как растворимых, так и нерастворимых ПВ [6]. Она рассчитана на переработку любого первичного и вторичного растительного сырья, содержащего целлюлозу, полисахариды, гемицеллюлозу, пектин и лигнин. В наибольшей степени вышеназванным принципам соответствуют сахарные, пивоваренные и спиртовые заводы [6 - 8]. ПВ целесообразно производить и из пшеничной соломы.
Фруктовые, овощные и ягодные соки содержат набор витаминов, макро- и микроэлементов, полифенолов и других необходимых человеку БАВ. При этом основными критериями их качества является сохранение ор-ганолептических свойств и пищевой ценности свежевыжатых соков. С целью повышения микробиологической стабильности, уменьшения объема (что необходимо для снижения объема хранилищ и транспортных расходов, повышения длительности хранения) их обычно подвергают выпариванию, сушке или спиртованию. По сравнению с БМП они не только более энергозатратны (см. таблицу), но и осуществляются при более высоких температурах, что сопровождается денатурацией БАВ и ухудшением органолептики.
Улучшению эксплуатационных характеристик мембранных установок (МУ), а главное повышению выхода и качества соков способствует применение ферментных препаратов (ФП) [9]. Эффективность их использования [10] показана на примере разработанной нами технологии производства концентратов яблочного сока (рис. 1). В статье [10] приведены технологические схемы производства также яблочного сока спиртованного по ГОСТу 28339 - 90 и яблочного сока прямого отжима по ГОСТу Р 52184 - 2003. Наш опыт позволяет по требованию заказчиков разрабатывать и модернизировать технологии производства любых соков на основе применения БМП и ФП.
Технология производства экстрактов растительного сырья в виде раз-
НФ-ЯТрьЩГ
flftlVtiH
KüMlI.lthC фергийниш
fyiiqiiifiH
F4
yUi-.iL |nn-.i
klHILHKC tqi4"i»M i
Mipr*
>
Ном.
ИФ-шицнпри
PTFS*
KjdBjiBtlT
>
К ь
{H»-keuiir«r|ui
Ml U4ltflllUL-Ж'.'ИИ H
-Кснцв-нтрировамн-ый Сок
Рис. 1. Безотходная аппаратурно-технологическая схема производства высокоочищенного яблочного концентрированного сока по ГОСТу 52185 - 2003: 1 - соковыжималка; 2 - отстойник; 3, 4 и 5 - УФ-, НФ- и ОО-мембранные установки; 6 - вакуум-выпарка; 7 - смеситель; 8 - шнековый пресс (фильтр-пресс центрифуга)
Рис. 2. Обобщенная блок-схема производства ультраконцентратов экстрактов и пищевых волокон из растительного сырья: 1 - ультразвуковой экстрактор (УЗ); 2 - теплообменник; 3 и 4 - насосы; 5 - декантор (шнековый пресс); 6 - сушилка; 7 - измельчитель; 8 и 9 -мембранные УФ- и ОО-установки; 10 - сборник
b'oH-ifm*i 1И.1Н ООищчглд?
Рис. 3. Обобщенная блок-схема гибридной линии производства глубокоочищенных жидких концентратов и сухих гидролизатов дрожжей: 1 - УЗ гидролизер; 2 - роторно-пульсационный аппарат; 3 - проточная УЗ-установка; 4 - дроссель; 5 - биореактор; 6 и 7 - мембранные УФ-установки; 8 - центрифуга; 9 - вакуум-выпарка (или мембранная НФ- или ОО-установка); 10 - сушилка
личных ультраконцентратов (УК) также разработана на основе БМП и ФП (рис. 2). Она позволяет исключать термическую денатурацию витаминов С, В5 и В9, ферментов и других термолабильных БАВ, а также механические потери за счет рецикла экстрагента и содержащихся в нем остатков БАВ.
Технология отработана при производстве УК водных, водно-спиртовых и спиртовых экстрактов шиповника, зверобоя, имбиря, топинабура и др. Выявлены особенности и обоснованы рекомендации:
экстрагирование водой следует производить в три стадии при различных повышающихся от стадии к стадии температурах с уменьшением количества экстрагента;
при смешанном экстрагировании должна соблюдаться такая последовательность: вода ^ водно-спиртовый раствор ^ этанол;
с помощью УЗ можно ускорять экстракцию только до 60 °С;
концентрировать на ОО-мембранах можно до СВ не выше 30%.
Здоровая пища должна содержать оптимальное количество белка, полипептидов и аминокислот. Недорогим крупнотоннажным сырьем для их получения является биомасса сеяных трав, прежде всего высоко урожайных красного клевера и люцерны. Выход протеина из люцерны составляет 15 ц/га, из клевера - 10,5 ц/га, а из общепризнанного высокобелкового сырья сои - только 9 ц/га. Зеленый сок люцерны и клевера в период бутонизации содержит до 45% белка, а также витамины С, Е, К, В, Д и бета-каротин.
Наиболее ценные БАВы клевера -флавоноиды. Они обладают капилля-роукрепляющими, противовоспалительными, противоязвенными и другими лечебно-профилактическими свойствами, в том числе для лечения и профилактики атеросклероза и гипертонии. БАВы люцерны обладают антиаллергическими, антистрессовыми, гепатоксичными и противовоспалительными свойствами [11].
Перспективным сырьем для производства полноценного белка и аминокислот являются также хлебопекарные дрожжи [12]. На основе результатов исследований, проведенных во ВНИИПБТ, а также анализа литературы и патентов других авторов разработана перспективная обобщенная непрерывнодействую-щая технологическая линия крупнотоннажного производства глубо-коочищенных жидких концентратов или /и сухих гидролизатов дрожжей (рис. 3.) [13].
Роль воды в здоровом питании также чрезвычайно велика. Низкое ее
качество объясняется загрязнением природных источников питьевого водоснабжения, изношенностью и недостаточной эффективностью станций водоподготовки, вторичным загрязнением воды в трубах при ее
транспортировке потребителям. В целом, по данным Роспотребнадзора РФ, до 30 % проб поверхностных вод не соответствует санитарно-химическим и гигиеническим нормативам и до 25% - по бактериоло-
гическим. Особо тяжелое положение с качеством питьевой воды сложилось в небольших поселениях.
Использование бутилированной воды (минимальная цена которой 8 - 10 руб./л) для большинства слоев населения проблематично. Частично решить проблему получения питьевой воды практически из любого источника в удаленных поселениях, не имеющих централизованных станций ее подготовки, можно за счет использования небольших и относительно недорогих локальных МУ коллективного пользования. Для этого следует использовать их локально только для очистки питьевой воды и приготовления пищи. Устанавливать МУ целесообразно в детских дошкольных учреждениях, школах, больницах, санаториях, предприятиях, подъездах многоквартирных домов и т. д. Себестоимость очистки воды в таких установках не превысит 50 руб. / м3 [14].
В настоящее время разрабатываются индивидуальные ингредиенты, а на их основе смеси комплексных добавок для хлебопекарной, кондитерской, мясной, рыбной, плодоовощной и других отраслей пищевой промышленности, а также для конкретных продуктов:
холодных чаев, соков, киселей и других лечебно-профилактических напитков для детских учреждений, санаториев, предприятий общественного питания, для рабочих с вредными условиями труда;
алкопротекторов для алкогольной продукции;
продуктов питания, не требующих нагревания перед употреблением и др.
Добавки следует обогащать дефицитными для данной местности ингредиентами, например: йодом, селеном, железом, витаминами D, С, В и др. В этом плане полезен опыт белорусских ученых, которые разработали уникальную линейку пищевых добавок на основе натуральных компонентов для производства продуктов питания, выполняющих и роль лечебно-профилактических.
В России разработано большое количество разнообразных пищевых ингредиентов и добавок, к сожалению, их рецептуры часто сходны по составу. Для организации же крупного производства целесообразно коллегиально выявить из них оптимальные рецептуры и организовать их конкурентоспособное масштабное производство для внутреннего и мирового рынка.
Сотрудники ВНИИПБТ совместно с соисполнителями и заинтересованными организациями могут адапти-
ровать, продолжить НИР и внедрить созданные на основе БМП технологии, а также по желанию заказчиков разработать принципиально новые технологии применительно к любому другому виду сырья АПК [15]. Для ускорения проведения НИОКР и уменьшения затрат целесообразно за счет кооперации создать центр коллективного пользования мембранными и другими установками при ВНИИ крахмалопродуктов, как сохранившем в своем составе отдел технологических испытаний и опытное машиностроительное производство.
Описанные технологии могут осваиваться с использованием только российских соответствующих мировому уровню импортозамещающих мембран и мембранных элементов, выпускаемых ЗАО «НТЦ Владипор», ООО «Керамикфильтр» и ОАО «РМ Нанотех».
ЛИТЕРАТУРА
1. Тутельян, В. А. Научные основы здорового питания/ В. А. Тутельян [и др.]. - М.: Панорама, 2010. - 816 с.
2. Подклозина, В.А. Правильное питание. Полный справочник/В.А. Подклозина. - М.: Научная книга, 2013. - 770 с.
3. Строганов, А.О. Анализ места России на мировом рынке пищевых добавок/А. О. Строганов, Е.А. Леонтьева // Вестник Владивостокского госуниверситета экономики и сервиса. - 2015. -№ 4. - С. 155-164.
4. Свитцов, А.А. Введение в мембранные технологии/ А. А. Свитцов. - М.: ДеЛи принт, 2007. - 207 с.
5. Кудряшов, В.Л. Роль баромем-бранных процессов при создании производства крафтовых продуктов питания/В.Л. Кудряшов, О. П. Преснякова // Пищевая промышленность. - 2017. -№ 6. - С. 44-48.
6. Кудряшов, В.Л. Комплексная линия по производству функциональных пищевых волокон на основе мембранных процессов/ В.Л. Кудряшов, А. С. Кислов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2008. - № 1. - С. 64-66.
7. Кудряшов, В.Л. Комплексная линия переработки вторичного сырья пивзаводов на основе мембранных процессов/В. Л. Кудряшов, А. С. Кислов, О.П. Преснякова // Пиво и напитки. -2008. - № 2. - С. 22-25.
8. Кудряшов, В.Л. Производство сухих зернодрожжевых добавок из барды и их использование в пищевой промышленности/В. Л. Кудряшов, Н. С. По-горжельская, Н.В. Маликова // Ликеро-водочное производство и виноделие. -2012. - № 9 - 10. - С. 26-29.
9. Курбатова, Е. И. Исследование оптимальных условий ферментативной обработки яблочной мезги при производстве полуфабрикатов ликероводоч-ных изделий/Е.И. Курбатова [и др.] // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2005. - № 4. - С. 15-20.
10. Кудряшов, В.Л. Разработка способа производства высокоочищенных яблочных соков на основе мембранных и биотехнологических процес-сов/В.Л. Кудряшов [и др.] // В кн. Теоретические и практические аспекты развития спиртовой, ликероводочной, ферментной, дрожжевой и уксусной отраслей промышленности. - М.: ВНИИПБТ, 2011. - С. 263-270.
11. Кудряшов, В.Л. Листостебельная масса трав - новое растительное сы-рье/В.Л. Кудряшов // Пищевая промышленность. - 2013. - № 10. - С. 64-66.
12. Серба, Е.М. Исследование фракционного состава биокорректоров пищи из дрожжевой биомассы для создания на их основе функциональных продуктов целевого назначения/ Е. М. Серба [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2013. - № 11. - С. 18-21.
13. Курбатова, Е. И. Исследование и разработка гибридного способа производства глубокоочищенных жидких и сухих гидролизатов дрожжей / Е. И. Курбатова [и др.] // Сборник научных трудов ВНИ-ИПБТ «Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов». - М.: ВНИИПБТ, 2016. - С. 180-189.
14. Рябчиков, Б.Е. Современная водо-подготовка/Б.Е. Рябчиков. - М.: ДеЛи принт, 2013. - 679 с.
15. Кудряшов, В.Л. Перспективы создания экспортоориентированных производств пищевых ингредиентов на основе мембранных процессов/ В. Л. Кудряшов // Вопросы питания. - 2016. - № 4. -С. 104-105.
REFERENCES
1. Tutel'yanV.A. et al. Nauchnye osnovy zdorovogo pitaniya [Scientific foundations of healthy nutrition].Moscow, Panorama Publ., 2010. 816 p.
2. Podklozina V.A. Pravil'noe pitanie. Polnyi spravochnik [Proper nutrition. Full reference book]. Moscow, Nauchnayakniga Publ., 2013. 770p.
3. Stroganov A.O.,Leont'eva E.A. [Analysis of the place of Russia in the world market of food additives]. Vestnik Vladivostokskogo gosuniversiteta ekonomiki i servisa, 2015, no. 4, pp. 155 -164. (In Russ.)
4. Svittsov A.A. Vvedenie v membrannye tekhnologii [Introduction to Membrane Techno1ogies].Moscow, DeLi print, 2007. 207p.
5. Kudryashov V.L.,Presnyakova O.P. [The role of baromembrane processes in the production of crafted food products]. Pishchevaya promyshlennost', 2017, no. 6, pp. 44-48.(In Russ.)
6. Kudryashov V.L., Kislov A.S. [Complex line for the production of functional food fibers based on membrane processes]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya, 2008, no. 1, pp. 64-66. (In Russ.)
7. Kudryashov V.L., Kislov A.S., Presnyakova O.P. [Complex line for processing secondary raw materials of breweries based on membrane processes]. Pivo i napitki, 2008, no. 2, pp. 22-25. (In Russ.)
8. Kudryashov V.L., Pogorzhel'skaya N.S., Malikova N.V. [Production of dry grains and yeast additives from bard and their use in the food industry]. Likerovodochnoe proizvodstvo i vinodelie, 2012, no. 9-10, pp. 26-29. (In Russ.)
9. Kurbatova E.I. et al. [Research of optimal conditions for enzymatic
processing of apple pulp in the production of semi-finished products of alcoholic beverages]. Proizvodstvo spirta i likerovodochnykh izdelii, 2005, no. 4, pp. 15-20. (In Russ.)
10. Kudryashov V.L. et al. [Development of a method for the production of highly purified apple juices based on membrane and biotechnological processes]. In: Teoreticheskie i prakticheskie aspekty razvitiya spirtovoi, likerovodochnoi, fermentnoi, drozhzhevoi i uksusnoi otraslei promyshlennosti [Theoretical and practical aspects of the development of alcohol, alcoholic, fermented, yeast and acetic industries].Moscow, VNIIPBT Publ., 2011, pp. 263-270.(In Russ.)
11. Kudryashov V.L. [Leaf and stem grass mass - new plant raw materials]. Pishchevayapromyshlennost', 2013, no. 10, pp. 64-66. (In Russ.)
12. Serba E.M. et al. [Investigation of the fractional composition of biocorrectors of food from yeast biomass for the creation on their basis of functional products for
special purposes].Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya, 2013, no. 11, pp. 18-21. (In Russ.)
13. Kurbatova E.I. et al. [Research and development of a hybrid method for the production of deeply purified liquid and dry yeast hydrolysates]. Sbornik nauchnykh trudov VNIIPBT «Perspektivnye fermentnye preparaty i biotekhnologicheskie protsessy v tekhnologiyakh produktov pitaniya i kormov» [Collection of scientific works VNIIPBT "Perspective enzyme preparations and biotechnological processes in food and feed techno1ogies"].Moscow, VNIIPBTPubl., 2016, pp. 180-189. (In Russ.)
14 . Ry a b c hi ko v B.E. Sovremen-naya vodopodgotovka [Modern water treatment]. Moscow,DeLi print, 2013. 679p.
15. Kudryashov V.L. [Prospects for the creation of export-oriented productions of food ingredients based on membrane processes]. Voprosy pitaniya, 2016, no. 4, pp. 104-105. (In Russ.)
Применение баромембранных процессов для производства продуктов здорового питания
Ключевые слова
баромембранные процессы; биологически активные добавки; здоровая пища; ингредиенты; нанофильтрация; обратный осмос; пищевые волокна; ультрафильтрация
Реферат
Известно, что до 30 - 50% болезней граждан России обусловлены некачественным питанием, в том числе и питьевой водой. Продукты питания отличаются повышенной калорийностью (избыточным содержанием животных жиров и простых углеводов) при дефиците незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон (ПВ), большинства витаминов и микроэлементов. При рационе из обычных продуктов питания человека нельзя обеспечить необходимыми нутриентами и всеми биологически активными добавками в оптимальном соотношении, не превышая общее количество пищи. Проблема решается введением необходимых организму глубокосконцентрированных нутриентов, предварительно выделенных и сконцентрированных из соответствующего сырья. Выявлено, что в России есть возможность организовать не только импортозамещение этих продуктов, но и поставку их на мировой рынок. Показано, что такие производства должны создаваться на основе баромембранных процессов (БМП): ультрафильтрации; нанофильтрации и обратного осмоса. Приведены конкретные аппаратурно-технологические схемы производства: сока яблочного концентрированного по ГОСТу 52185 - 2003; ультраконцентратов экстрактов и ПВ из растительного сырья; глубокоочищенных жидких концентратов и сухих гидролизатов хлебопекарных дрожжей. Рекомендованы шесть принципов, которые следует соблюдать при создании импортозамещающих производств других различных ингредиентов. Освещена проблема получения и использования высококачественной воды не только для напитков и бутилированной воды, но и для всех продуктов питания. Подчеркнуто, что в России создано крупнейшее в Европе ОАО « РМ Нанотех» для производства соответствующих мировому уровню мембран и мембранных элементов, что позволяет решать поставленные проблемы.
Авторы
Кудряшов Вячеслав Леонидович, канд. техн. наук, Погоржельская Наталия Сергеевна, канд. техн. наук, Лемтюгин Александр Иванович, Алексеев Владимир Витальевич, Маликова Надежда Викторовна, Фурсова Наталья Александровна
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи, 111033, Москва, ул. Самокатная, д. 4Б, vera_vikir@mail.ru
Application of baromembrane processes for the production of healthy foods
Key words
baromembrane processes; biologically active additives; healthy food; ingredients; nanofiltration; reverse osmosis; alimentary fiber; ultrafiltration
Abstracts
The main value of man is the length of a full life, which depends on the absence of harmful habits, natural healthy food and of lifestyle. It is known that up to 30...50% of diseases of the Russians due to poor quality food and drinking water. Food of the Russian population are generally high in calories (excessive content of animal fats and simple carbohydrates) at deficiency of essential amino acids, polyunsaturated fatty acids, dietary fibers (DF), the majority of vitamins and minerals. Hence objectively occurs the reason due to which even theoretically impossible using conventional foods provide essential human nutrient and all biologically active additives (BAA) in sufficient quantity and the optimum ratio without exceeding the total amount of food. The problem is solved by introducing essential body nutrients previously pre-allocated and highly concentrated from the rich of their raw materials. Unfortunately, up to 80% of nutrients in Russia is imported. It was revealed that in Russia there is a possibility to organize not only their import substitution, but also supplies to the world market. It is shown that such production should be based on baromembrane processes (BMP): ultrafiltration (UF); nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO). Given specific hardware-technological schemes of production of concentrated Apple juice according to GOST 52185 - 2003; ultraconservatives of extracts and DF of herbs and other vegetative raw materials; hybrid production line of highly purified liquid concentrates and hydrolysates of dry baker's yeast. Recommended 6 principles which should be followed when creating an import-substituting production of other various ingredients. Posed the problem of obtaining and using high quality water not only in drinks and bottled water, but in all foods. Stressed that in Russia created the largest in Europe, JSC «RM Nanotech» for the production of membranes and membrane elements of world standards which allows to solve the given problem.
Authors
Kudryshov Vyacheslav Leonidovich, Candidate of Technical Science,
Pogorzhelskaya Nataliya Sergeevna, Candidate of Technical Science,
Lemtyugin Alexandr Ivanovich,
Alexeev Vladimir Vitalyevich,
Malikova Nadezhda Viktorovna,
Fursova Natalya Alexandrovna
Research Institute of Baby Food - Branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 4B, Samokatnaya St., Moscow, 111033, vera_vikir@mail.ru
