Проектирование структурированных продуктов сложного сырьевого состава Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

СЫРЬЕ И ДОБАВКИ

Проектирование структурированных продуктов сложного сырьевого состава

С.Г. Козлов

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Существующие направления производства продуктов питания нового поколения ориентированы на создание сбалансированной по пищевой и биологической ценности продукции, позволяющей удовлетворять потребности различных групп населения. Среди основных направлений государственной политики в области здорового питания особое внимание уделено биотехнологическим процессам переработки сельскохозяйственного сырья и созданию технологий производств качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава, соответствующим потребностям организма. В этой связи актуальны вопросы проектирования состава продуктов и рационов с учетом требований сбалансированности по аминокислотному, жирнокислотно-му, витаминному и минеральному составам [1].

С целью придания пищевым продуктам требуемой структуры используют различные добавки, изменяющие их реологические свойства. По своей природе эти вещества достаточно разнообразны (природные, синтетические, микробные). Вещества, формирующие консистенцию, применяют преимущественно в производстве пищевых продуктов, имеющих неустойчивую текстуру, которая должна остаться гомогенной на протяжении всей продолжительности хранения [2].

В создании новых пищевых продуктов сложного сырьевого состава перспективно направление по комбинированию молочного и растительного сырья. Это обеспечивает возможность взаимного обогащения получаемых продуктов эссенциальными ингредиентами, а также позволяет регулировать их состав в соответствии с основными требованиями науки о питании. Отдельные аспекты теории и практики создания функциональных продуктов сложного сырьевого состава рассмотрены в работах Н.Н.Липато-

Кс = (ц/с)/2шк

(1)

го нутриента в традиционном продукте, мг%; х - количество незаменимого нутриента, вводимого с сырьем для комбинирования, мг%; остальные обозначения, как в формуле (1).

Критерий органолептики (Кор) -условная шкала оценки органолепти-ческих свойств от 0 до 1 (за 1 принимаются органолептические показатели традиционного продукта).

Критерий технологичности (К^:

ва, И.А.Рогова, Н.Н.Липатова (мл.), А.Г.Храмцова, В.Д.Харитонова, Л.А.Остроумова, Н.И.Дунченко и многих других ученых [3-8].

Развивая современные теоретические представления и методологическую базу проектирования многокомпонентных продуктов, нами была сформулирована концепция, в основу которой положен принцип аналитической комбинаторики. Его сущность состоит в алгоритме (совокупности операций), направленном на физико-химические, коллоидные, технологические и иные изменения состава и структуры продукта с целью получения заданных показателей. Настоящая методология позволяет исключить эмпирический подход при поиске сырьевой базы и определении различных аспектов целесообразности комбинирования путем расчета критериев участия отдельных компонентов рецептуры в формировании качества новых продуктов. Ниже приведены наиболее важные критерии принципа аналитической комбинаторики.

Критерий стоимости профилактической потребности незаменимого нутриента пищи (Кс, руб.):

Кт = 2^/X6

(3)

где 2ет, 2ет0 - продолжительность всех операций технологического процесса производства комбинированного и традиционного продукта, соответственно, ч; V, у0 - коэффициенты, учитывающие совмещение технологических операций комбинированного и традиционного продукта, соответственно.

Критерий ограничения (К0):

К о = £*/(100-XV).

(4)

где ц - суточная потребность в незаменимом нутриенте, мг%; с - стоимость продукта, руб/кг; 2 - коэффициент, учитывающий, что профилактической дозой нутриента является содержание около половины от рекомендуемой нормы; о - содержание незаменимого нутриента в выбранном сырье для обогащения (комбинирования), мг%; к - коэффициент перевода г в кг.

Критерий повышения пищевой ценности (Кп):

Кп =( + (()]/ 100ц ,

(2)

где о - массовая доля незаменимо-

где 2<р - сумма массовых долей наиболее значимых рецептурных компонентов, %.

Рассмотрим использование принципа аналитической комбинаторики на примере создания ресурсосберегающих технологий новых видов ге-леобразных сывороточных продуктов (проектирование подобных продуктов сложного сырьевого состава с использованием данного принципа наиболее рационально).

На первом этапе выясняют, какими функциональными свойствами должен обладать новый продукт. Так, по данным ведущих ученых [1], в Западно-Сибирском регионе наиболее дефицитные вещества рациона: железо, йод, селен, кальций, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины С, В1, В2, В6, Е и др. Особенно неблагополучно обстоит дело с аскорбиновой кислотой, недостаток которой, по обобщенным данным, отмечен у 80-90 % обследуемых людей, а его глубина достигает 50-80 %. При подборе сырья необходимо учитывать, что вычисленный критерий стоимости позволяет подобрать компоненты рецептуры и указать возможные варианты внесения продуктов (в натуральном виде, пюре, экстракты, настои, морсы и т. д.). Сравнив рассчитанные значения для различных видов сырья, можно подобрать наиболее рациональные сырьевые компоненты для обогащения. При

RAW MATERIALS AND ADDITIVES

решении данной техническом задачи необходимо помнить, что источники для комбинирования отличаются разнообразными характеристиками. Например, некоторые виды сырья имеют высокую стоимость, но при этом содержат значительное количество необходимого для обогащения нутриен-та. Напротив, другие отличаются низким его содержанием, но сами по себе сырьевые компоненты доступны и дешевы. Определив критерий стоимости и сравнив данный показатель у отдельных видов сырья, использование которых возможно в рецептуре, можно выбрать сырье, которое целесообразно применять для обогащения. В качестве оценки значимости вычисленных коэффициентов можно сравнить их со стоимостью основы для обогащения (в данном случае сыворотки). Идеальным будет считаться такое сырье, у которого критерий стоимости будет максимально приближен к стоимости основы, в частности сыворотки.

После этого вычисляют критерий повышения пищевой ценности, который показывает, достаточно ли изменилась пищевая ценность продукта по сравнению с исходной рецептурой. При этом полученные значения сравнивают с физиологической нормой. В зависимости от этого увеличивают или уменьшают дозу обогащающего компонента. В данном случае необходимо учитывать тот факт, что, во-первых, комбинированным является такой молочный продукт, в котором на долю молочного сырья приходится не менее 50 %, а во-вторых, нельзя увеличивать дозу добавки с одновременным ухудшением органолептических показателей продукта. Критерий органолептики позволяет оценить полученный результат и соотнести его с требованиями потребителей:

комбинированный продукт имеет органолептические показатели, близкие к аналогичным характеристикам традиционных продуктов (Кор={0,9-1,0});

комбинированный продукт имеет оригинальные органолептические показатели, не вызывающие негативного отношения потребителей (Кор={0,8-0,9});

комбинированный продукт имеет органолептические показатели, которые не вызовут отвержения у потребителей при их достаточной подготовленности, например, при знании потребителей о его полезных качествах (Кор={0,7-0,8});

комбинированный продукт имеет неудовлетворительные органолепти-ческие показатели (К = 0,7).

ор

В дальнейшем определяют оставшиеся два критерия, позволяющие оценить возможность выпуска новой продукции в промышленных условиях. Критерий технологичности показывает, насколько длительность изготовления комбинированного продукта превышает длительность технологического процесса производства традиционного продукта, и позволяет установить целесообразность его выпуска на имеющемся оборудовании:

комбинированный продукт имеет продолжительность технологического процесса, близкую к традиционным продуктам (коэффициент Кт={0,9-1,0});

комбинированный продукт имеет продолжительность технологического процесса, принципиально не отличающуюся от традиционных продуктов (коэффициент Кт={0,8-0,9});

комбинированный продукт имеет продолжительность технологического процесса существенно более длительную по сравнению с традиционным продуктом, что указывает на необходимость внедрения дополнительного или модернизированного оборудования (коэффициент Кт = 0,8).

Критерий ограничения показывает совокупность технологических свойств компонентов, входящих в рецептуру. Например, обязательное условие высокого качества комбинированных структурированных продуктов - наличие в рецептуре гелеобразователя, сахарозы и ионов водорода, образующих единую полидисперсную структуру [3]. При этом четвертым и пятым компонентом служит растительное сырье, а также дисперсионная среда, в которой распределены все компоненты рецептуры. Обобщая результаты собственных экспериментов, а также многочисленные научные данные, можно заключить, что, комбинируя соотношение компонентов рецептуры с учетом их технологических свойств, можно считать допустимым отклонение наиболее важных компонентов традиционной рецептуры не более чем на 10-15 %. При этом удовлетворительным считается результат, при котором критерий ограничения достигает единицы.

Основываясь на принципах аналитической комбинаторики проектирования структурированных продуктов питания сложного сырьевого состава,

нами были разработаны технологии новых комбинированных гелеобраз-ных продуктов на основе молочной сыворотки и растительного сырья.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тутельян В.А., Княжев В.А. Реализация концепции государственной политики здорового питания населения России: научное обеспечение // Вопросы питания. 2000. № 3.

2. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевого сырья и продуктов питания. - М.: Пищевая промышленность, 1999.

3. Дунченко Н.И. Научное обоснование технологий производства и принципов управления качеством структурированных молочных продуктов. Ав-тореф. дис.... д-ра техн. наук. - Кемерово, 2003.

4. Липатов Н.Н. Основные направления научных исследований в молочной промышленности. Обзорная информация. - М.: АгроНИИТЭИММП, 1992.

5. Остроумов Л.А., Бобылин В.В. Методические принципы разработки технологии комбинированных молочных продуктов / Кемеровскому технологическому институту пищевой промышленности 25 лет: достижения, проблемы, перспективы. Сборник научных трудов. Ч. 1. - Кемерово, 1998.

6. Рогов И.А., Липатов Н.Н. Исследования в области совершенствования качества многокомпонентных продуктов питания / Разработка комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация). Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-технической конференции. Раздел 3Б. - Кемерово, 1991.

7. Харитонов В.Д., Павло В.В., Пис-менская В.Н. Исследование основных факторов, влияющих на формирование качественных показателей новых молочных продуктов сложного сырьевого состава // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 9.

8. Храмцов А.Г. Реализация СевероКавказским государственным техническим университетом федерального и регионального аспектов политики здорового питания в рамках научного направления «Технология живых систем» / В кн. «Федеральный и региональный аспекты политики здорового питания». Материалы международного симпозиума. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2002.