CC BY
87
УДК 664
Продукты космического питания -
кисели плодово-ягодные сублимационной сушки
В. Ф. Добровольский, д-р техн. наук, Л. П. Павлова, канд. техн. наук, Л. В. Лукьянова, Н. И.Евстигнеева
НИИ пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии - филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»
Кисель - традиционный продукт русской кухни, полезный и питательный. Широко используемый в диетическом и здоровом питании, он является лечебно-профилактическим напитком. Кисель оказывает благотворное влияние на функциональную активность различных систем организма, повышает его детоксикаци-онные способности, препятствуя всасыванию чужеродных и токсичных веществ, благотворно воздействует на функции печени, почек, органов кроветворения.
Известен традиционный способ производства киселя, предусматривающий подготовку рецептурных компонентов, смешивание сахара, картофельного крахмала, плодового или ягодного экстракта, а также при необходимости пищевого красителя, лимонной или винной кислоты и фасовку в пакеты [1]. Получаемые по этому способу кисели не могут быть использованы для питания космонавтов, так как в условиях Международной космической станции (МКС) продукты сублимационной сушки восстанавливаются космонавтами водой, имеющей температуру не выше 80...85 °С.
Для внедрения такого полезного продукта в рацион питания космонавтов специалистами НИИ ПП и СПТ была разработана специальная технология производства киселей сублимационной сушки для космического питания в условиях МКС. При этом учитывались специальные требования, предъявляемые к продуктам для космонавтов: минимальные масса и объём, полноценный состав, длительные сроки хранения в условиях МКС (без холодильника, при температуре 25 °С с возможным повышением до 30 °С), минимальные затраты времени на приготовление блюд, возможность приёма пищи из упаковки в условиях невесомости, хорошая перевариваемость и высокая усвояемость, микробиологическая безопасность продуктов в течение всего срока хранения в условиях космического объекта [2].
При подборе и анализе различных фруктов и ягод для использования в киселях было выбрано традиционное биологически активное сырьё: клюква, брусника, вишня и яблоки, являющиеся источниками моносахаридов, витаминов, ферментов, пектиновых веществ, органических кислот и минеральных элементов в сбалансированных для организма человека соотношениях.
Фрукты и ягоды, придавая киселям прекрасные органолептические качества, обеспечивают организм необходимыми ему микронутриен-тами (витаминами, минеральными веществами) и другими биологически активными веществами (фла-воноидами, фитостеринами, терпе-ноидами, органическими кислотами, пищевыми волокнами и др.), которые способствуют улучшению самочувствия человека, усиливают его со-
противление неблагоприятным условиям среды, положительно влияют на сердечно-сосудистую, мозговую, нервную, пищеварительную и выделительную функции [3].
Для такого продукта, как кисель, большое значение имеет консистенция восстановленного продукта, которая должна быть гелеобразной и однородной, не содержащей никаких комочков. Это может быть обеспечено быстрой и равномерной восстанавливаемостью по всему объёму продукта при обводнении высушенного киселя и приготовлении из него напитка.
Для достижения гелеобразной консистенции киселей вместо традиционно используемого крахмала был выбран пектин - натуральное желирующее и структурообразующее вещество, которое содержится в клеточных стенках и межклеточных образованиях всех растений.
Пектин извлекают из естественного растительного сырья - яблок, свёклы, цитрусовых практически в неизменном виде, при этом в нем сохраняются все ценные свойства.
Пектин относится к пищевым волокнам, которые обладают выраженным противовирусным и противоязвенным эффектом, не всасываются и не расщепляются микрофлорой кишечника, поэтому оказывают положительное влияние на степень и скорость всасывания других веществ, тем самым регулируя пищеварение и перистальтику кишечника. Применение пектина в качестве желирующего вещества для изготовления киселей сублимационной сушки позволяет нейтрализовать и выводить из организма человека радионуклиды и соли тяжёлых металлов.
PROPER NUTRITION - THE BASIS OF THE NATION'S HEALTH
Помимо лечебных свойств пектин обладает многочисленными технологическими преимуществами, такими как стандартизуемая желирующая сила, хорошая растворимость и температурная устойчивость, что позволяет получить продукт с необходимыми текстурными и органолепти-ческими свойствами. Это делает пектин и пектинсодержащие продукты ценной добавкой при производстве пищевых продуктов [4].
Из широкого спектра пектинов для киселей был выбран яблочный пектин высокой степени этерифика-ции, который хорошо растворяется в горячей и холодной воде, нейтрален по вкусу, позволяет получить продукт с заданными реологическими свойствами [5].
В процессе лабораторных технологических исследований и последующих дегустаций было подобрано соотношение компонентов в рецептурах киселей: пюре из ягод и яблок, сахарной пудры и пектина.
В зависимости от состава плодово-ягодного сырья содержание пектина в одной порции киселя составляло 2,0-4,0 г, что соответствовало рекомендуемым уровням потребления пектина [6].
Использование различных сочетаний из ягод и яблок позволяет получить ассортимент киселей с широкой гаммой вкусовых оттенков без добавления каких-либо синтетических вкусовых добавок и красителей, а использование яблочного пектина придаёт продукту профилактическую направленность.
Плодово-ягодное пюре обогащает организм человека витаминами, органическими кислотами и пектинами.
Для достижения заданных свойств разрабатываемого продукта - киселя плодово-ягодного сублимационной сушки - была выбрана оптимальная как по технологичности производства, так и по качеству готового продукта технологическая схема, при которой сублимационной сушке подвергали только приготовленное плодово-ягодное пюре, а пектин и сахарную пудру добавляли перед фасованием.
В ходе экспериментов были подобраны режимы тепловой обработки пектина и сахарной пудры для снижения их микробиологической обсе-мененности.
Способ производства киселя сублимационной сушки предусматривал подготовку рецептурных компонентов, приготовление плодового и /или ягодного пюре. Однокомпо-нентное пюре или смесь пюре нагревали до температуры около 85 °С, что обеспечивало инактивацию
нативных ферментов и пастеризацию, и направляли на сублимационную сушку, которую осуществляли при традиционных параметрах процесса. Высушенное пюре размалывали, просеивали и смешивали в рецептурном соотношении с пектином и сахарной пудрой. Полученную смесь фасовали под вакуумом в порционные пакеты из термосваривае-мого комбинированного материала и герметизировали [7].
Результаты проведенных технологических исследований были использованы при разработке технической документации (ТД) на кисели плодово-ягодные сублимационной сушки специального назначения, включающей технические условия, технологическую инструкцию на их производство и рецептуры.
Рецептуры включают нормы расхода сырья, которые разработаны с учетом специфики производства продуктов для космонавтов: повышенные требования к качеству сырья, малые объемы производства, ручная обработка сырья и др.
В производственных условиях цеха космического питания ФГУП Бирюлёвского экспериментального завода по разработанной технической документации были выработаны опытные партии киселей плодово-ягодных сублимационной сушки по установленной технологии в следующем ассортименте: клюквенный, яблочно-брусничный, яблочно-вишнёвый.
Для определения (установления) сроков годности разработанных киселей были проведены контрольные испытания, включающие комплекс исследований на соответствие требованиям технических условий.
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к продуктам питания космонавтов, опытные партии киселей были заложены в термостаты в условиях, соответствующих условиям на космическом корабле, - с кратковременным повышением температуры. В процессе хранения киселей сублимационной сушки исследовали следующие показатели качества: органолептические свойства, содержание влаги, титруемую кислотность.
Предварительная кулинарная обработка, инактивирующая ферментные системы, низкая влажность киселей и вакуумная упаковка продукта в герметичную тару сводят к минимуму степень его гидролитического расщепления.
Массовая доля влаги и титруемая кислотность киселей на протяжении всего периода хранения оставались практически без изменений. Стабильность испытываемых продуктов
при хранении подтвердилась также высокими органолептическими оценками. Микробиологические исследования плодово-ягодных киселей сублимационной сушки показали, что они соответствуют требованиям разработанных технических условий.
По результатам контрольных испытаний срок хранения полученных по описанной технологии киселей составляет 24 месяца, что позволяет использовать их в составе рационов космического питания при перепадах температуры и относительной влажности воздуха, характерных для орбитальных комплексов.
Разработанные кисели плодово-ягодные сублимационной сушки имеют хорошие технологические и потребительские свойства за счет использования только натуральных компонентов при их изготовлении, и отработанной технологической схемы производства (они не содержат консервантов, искусственных красителей, ароматизаторов, регуляторов кислотности и т. д.).
На способ производства киселя специального назначения получен патент на изобретение. Разработанные кисели плодово-ягодные сублимационной сушки специального назначения включены в рацион питания космонавтов и поставляются на МКС с октября 2015 г.
Кисели, полученные по данной технологии и упакованные под ва-
куумом в плёночные пакеты для обезвоженных продуктов, выдерживали статические, динамические и термические нагрузки, связанные с транспортировкой на орбитальный космический объект, где легко восстанавливались питьевой водой температурой 58.85 °С в течение 15-20 минут, образуя однородные вязкие напитки с органолептическими свойствами, характерными для киселей.
Таким образом, данная технология позволяет получить кисели, пригодные к использованию для питания в условиях космического полёта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборник технологических инструкций по производству консервов. Т. III. - М.: Пищепромиздат, 1963. -С. 76-81.
2. Добровольский, В. Ф. Научно- теоретические и практические основы обеспечения членов экипажей космических кораблей и станций полноценным питанием/ В. Ф. Добровольский, А. Н. Агуреев, В. В. Поляков, Р. Р. Каспранский. - М., 2007.
3. vioLetnotes.com> Польза и вред фруктов и ягод
4. http://www.soyuzopttorg.ru/ sit. e/ tehnology/ pektin
5. Сарафанова, Л. А. Пищевые добавки: энциклопедия/Л. А. Сарафанова. -СПб: ГИОРД 2003. - С. 405.
6. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.
7. Патент на изобретение № 2446707 С1 от 10.04.2012 г. (заявка № 2011100090 от 11.01.2011 г.) «Способ производства киселя специального назначения».
Продукты космического питания - кисели плодово-ягодные сублимационной сушки
Ключевые слова
космическое питание; сублимационная сушка; техническая документация; технология; яблочный пектин
Реферат
Кисель - традиционный продукт русской кухни, полезный и питательный. Широко используемый в диетическом и здоровом питании, он является лечебно-профилактическим напитком. Для внедрения такого полезного продукта в рацион питания космонавтов специалистами НИИ ПП и СПТ была разработана специальная технология производства киселей сублимационной сушки для космического питания в условиях МКС. При разработке киселей плодово-ягодных сублимационной сушки учитывались специальные требования, предъявляемые к продуктам для космонавтов. При подборе и анализе различных фруктов и ягод для использования в киселях было выбрано традиционное биологически активное сырьё: клюква, брусника, вишня и яблоки, а для достижения гелеобразной консистенции киселей - пектин. Использование различных сочетаний ягод и яблок позволяет получить ассортимент киселей с широкой гаммой вкусовых оттенков без добавления каких-либо синтетических вкусовых добавок и красителей, а использование яблочного пектина придаёт продукту профилактическую направленность. Результаты проведенных технологических исследований были использованы при разработке технической документации (ТД) на кисели плодово-ягодные сублимационной сушки специального назначения, включающей технические условия, технологическую инструкцию на их производство и рецептуры. В производственных условиях цеха космического питания ФГУП Бирюлёвского экспериментального завода по разработанной технической документации были получены опытные партии киселей плодово-ягодных сублимационной сушки трех наименований. По результатам контрольных испытаний срок хранения полученных по описанной технологии киселей составляет 24 месяца, что позволяет использовать их в составе рационов космического питания при перепадах температуры и относительной влажности воздуха, характерных для орбитальных комплексов. Разработанные кисели плодово-ягодные сублимационной сушки имеют хорошие технологические и потребительские свойства за счет использования только натуральных компонентов при их изготовлении, и отработанной технологической схемы производства. На способ производства киселя специального назначения получен патент на изобретение. Разработанные кисели плодово-ягодные сублимационной сушки специального назначения включены в рацион питания космонавтов и поставляются на МКС с октября 2015 г.
Авторы
Добровольский Виктор Францевич, д-р техн. наук, Павлова Людмила Павловна, канд. техн. наук, Лукьянова Людмила Васильевна, Евстигнеева Наталья Ивановна, НИИ пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии - филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»6, 142718, Московская обл., Ленинский р-н, пос. Измайлово, д. 22, [email protected]
Space Food - Fruit and Berry Kisels of Freeze-Drying
Key words
Space feeding; freeze-drying; technical documentation; technology; apple pectin
Abstracts
Fruit jelly is a traditional nourishing Russian dish, which is widely used in a healthy diet, and represents a treatment-and-prophylactic drink. A special production technology for freeze-dried fruit jellies was developed by experts of NII of Food Concentration Industry and Special Food Technology in order to include this healthy dish in the food ration of astronauts in the International Space Station environment. Special requirements imposed on space food were also taken into account. As a result of the examination and analysis of different kinds of fruits and berries our experts chose traditional biologically active primary products: cranberries, red bilberries, cherries and apples. Pectin was chosen to produce a jelly-like effect. Different berry-and-apple combinations make it possible to get a range of jellies with a wide scale of flavors without using any synthetic additives and coloring agents. Apple pectin makes the product serve a prophylactic purpose. The results of the technological research were used while developing technical documentation (TD) for special purpose freeze-dried fruit jellies. The documentation comprises technical specifications, technological instruction for production of jellies, and recipes. Three types of check samples of freeze-dried fruit jellies were produced in the space feeding workshop of Biryulevo Experimental Plant, Federal State Unitary Enterprise. They were made on the basis of the developed technical documentation. According to the results of the control tests, the storage period of the jellies, made by using the above technology, is 24 months. That makes it possible to include them in food ration to feed astronauts in such conditions as change of temperature and relative air humidity, which is typical of the orbital complex environment. The developed freeze-dried fruit jellies have good technological and consumptive qualities as they are made from natural components and have a proven production scheme. An invention patent on the production of the special purpose jelly has been acquired. The developed freeze-dried fruit jellies of special purpose have been included in the food ration of astronauts and have been delivered to the International Space Station since October, 2015.
Authors
Dobrovolsky Victor Frantcevich, Doctor of Technical Sciences, Pavlova Lyudmila Pavlovna, Candidate of Technical Sciences, Lukyanova Lyudmila Vasilevna, Evstigneeva Natal'a Ivanovna, NII of Food Concentration Industry and Special Food Technology -Branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution of Federal Research Centre for Nutrition Biotechnology and Food Safety, 22, Izmaylovo Settlement, Leninsky District, Moscow Oblast, 142718, [email protected]
