CC BY
32DOI: 10.25712^т2072-8921.2019.01.017 УДК 65 658.512.88
РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПИЩЕВОЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ АРКТИКИ
В.Г. Попов, Г.Д. Кадочникова, Л.Н. Буракова, В.Ю. Неверов, В.В Тригуб,
И.В. Мозжерина, С.А. Белина
В статье рассматривается вопрос разработки рецептуры комплексной пищевой физиологически функциональной системы, предназначенной для укрепления сердечнососудистой системы и обладающей мембранотропными, антиоксидантными, иммуномоду-лирующими свойствами. Она обогащена путем введения оптимальных соотношений ее ин-гридиентов, которые содержат витамины, макро- и микроэлементы, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна. Это позволяет улучшить обменные процессы, снизить гемокоакуляцию и придать системе противосклеротический эффект В ходе исследований определены необходимые ингредиенты, а также способы, методы и условия их сбора, доставки и хранения. Разработана технология приготовления комплексной пищевой физиологически функциональной системы и найдено оптимальное соотношение составляющих компонентов. Установлено влияние нагревания в биохимическом реакторе при производстве системы на органолептические и физико-химических показатели. На основании результатов проведенных экспериментов, где было проанализировано несколько рецептур, и химического состава каждого ингредиента был получен физико-химический состав разрабатываемой системы в необработанном виде и его соответствие суточным нормам потребления витаминов, микро- и макроэлементов. На основании анализа полученных данных, было установлено превышение содержания выше представленных веществ на 10,5% - 100,9% от суточной нормы, что свидетельствует о функциональной направленности данной системы.
Ключевые слова: комплексная пищевая физиологическая функциональная система, шиповник, боярышник, мята, корень свеклы, маточное молочко, экстракт клевера сухой, фос-фолипиды, янтарная кислота, сердечнососудистая система, мембранотропные, антиокси-дантные, иммуномодулирующие свойства.
Проведя всестороннюю оценку среды проживания и деятельности людей, климат России определяют, как достаточно суровый, что характеризуется высокими значениями сумм отрицательных средних суточных температур воздуха. Однако рассматриваемая территория имеет большой потенциал произрастания лекарственных растений, способных дополнить рацион питания, как населения Арктики, так и жителей других регионов страны.
Территориальное ограничение Арктической зоны было определено на основании Указа Президента РФ от 2 мая 2014 г. № 296 "О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации" [1].
Численность постоянного населения в Арктической зоне России на начало 2013 года составляла около 2 331 000 человек (1,6 % населения России). Средняя плотность — 0,63 человека на один квадратный километр. В Российской Арктике живут представители 90
127 национальностей, и более 70 % из них называют себя русскими [2, 3].
Питание коренного населения Крайнего Севера характеризуется высоким содержанием в рационе белка и животных жиров, в результате широкого употребления мясных и рыбных продуктов, иногда в сыром виде. Высокая калорийность рациона, преобладание белково-жирового компонента сочетаются с недостатком витаминов, костеобразующих минеральных компонентов и микроэлементов. Во взаимосвязи с этими показателями находятся несколько увеличенная масса тела, почти полное отсутствие астенического типа телосложения, значительный удельный вес лиц мускульного типа в популяции. Представленные особенности обусловлены рационами питания населения различных климатических зон, которые достаточно полно отражают специфику алиментарного фактора, который при несбалансированном питании и хроническом недоедании оказывает отрица-ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 1 2019
тельное влияние и на адаптационные возможности организма. В частности, при сравнительном анализе состояния здоровья кочевников и оседлого населения отмечается ухудшение показателей биологической и социальной адаптации к новым условиям у мигрирующего населения, заболеваемость которого коррелирует с недостатками в питании (нехватка и крайне ограниченный ассортимент продуктов, нарушение технологии приготовления пищи и др.). Однако это относится не только к кочевым племенам, но и к сезонным рабочим, геологам, строителям и представителям других профессий, связанных с работой в полевых и экспедиционных условиях.
Согласно исследованиям Научного отдела медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике Кольского научного центра РАН по проблеме здоровья населения в Арктической зоне Российской Федерации, д.б.н. профессора Н.К. Белишевой и к.б.н. доцента В.Н. Петровой было установлено, что в структуре заболеваемости взрослого населения преобладают болезни органов кровообращения - 18%, на втором месте болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани - 14.4%, на третьем месте болезни органов дыхания - 14%, болезни глаза и его придаточного аппарата занимают четвертое место - 10.6%. В структуре заболеваемости взрослого населения старше трудоспособного возраста (женщины с 55 лет и мужчины с 60 лет) болезни системы кровообращения занимают ведущее место и составляют 29%. Далее следуют болезни глаза и придаточного аппарата - 15.5%, костно-мышечной системы и соединительной ткани -13.7%, органов дыхания - 7.8%, органов пищеварения - 6.7%. Вышеперечисленные заболевания составляют около 73% всей болезненности жителей Арктической зоны. Однако согласно Российских рекомендации Российского кардиологического общества по «Профилактике сердечно-сосудистых заболеваний» было установлено, что рассматриваемый вид заболеваемости также (ССЗ) является ведущей причиной смерти в индустриально развитых странах, в России и многих развивающихся странах [2, 3].
Это обуславливает необходимость изучения пищевых комплексов, направленных на повышение эффективности функционирования сердечно-сосудистой системы. Таким образом, цель исследования заключается в разработке рецептуры и технологии получения специализированных продуктов питания (СПП) на основе комплексной пищевой фи-
зиологически функциональной системы (КПФФС), предназначенной для производства мучных и кондитерских изделий, укрепляющих сердечно-сосудистую систему, обладающих мембранотропными, антиоксидантны-ми, иммуномоделирующими свойствами.
В настоящее время создание функциональных продуктов питания массового спроса, представляющих собой новое поколение пищевых продуктов, является одним из направлений развития технологий производства пищевых продуктов, которая позволяет предупреждать возникновение различных заболеваний, связанных в частности с условиями проживания и труда в условиях с высокоширотными природными факторами среды и ассоциированной солнечной активностью, путем повышения иммунитета, укрепления сердечно-сосудистой системы.
Анализ результатов ранее проводимых исследований механизмов протекания атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) позволил выявить факторы риска, к которым относят гиперхолестеринемию, артериальнаю гипертензию, избыточную массу тела и курение, а также их комбинации, которые повышают риск возникновения ССЗ в 3-10 раз. Однако большинство представленных факторов определяется особенностями питания, которое следует также учитывать при профилактике ССЗ, а именно.
1. Максимально разнообразное питание, которое включает все основные группы пищевых продуктов. В частности, мясо, которое обеспечивает организм белком, легко усвояемым железом, витамином В12; молоко и молочные продукты, которые являются основными поставщиками кальция, витамина В2, молочного белка с высокой биологической ценностью; хлеб и хлебобулочные продукты -основные источники углеводов (крахмала), энергии, растительного белка, витаминов В1 и В2, селена; плоды и овощи - важнейшие источники витамина С, флавоноидов, пищевых волокон, органических кислот.
2. Соответствие энергетической ценность рациона питания фактическим энергетическим затратам человека.
3. Оптимизация липидного компонента рациона, заключающаяся в ограничении общего количества жира и поиске баланса жирно-кислотного состава рациона питания: снижение квоты насыщенных жиров и повышение доли полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) при обеспечении правильных соотношений омега-3 и омега-6 жирных кислот. Ограничение общего количества жира в рационе, которое может быть достигнуто путем
включения в питание продуктов с умеренным содержанием жира.
4. Содержание не менее 30% растительных масел в пищевых жирах, в качестве которых целесообразно использовать подсолнечное и кукурузное масла, как источники оме-га-6 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) и соевое масло, как источник омега-3 ПНЖК.
5. Сбалансированное количество двух основных классов углеводов: полисахаридов и сахаров, а также достаточное количество неперевариваемых полисахаридов (пищевых волокон). Это может быть достигнуто за счет включения в рацион достаточного количества хлеба и хлебобулочных изделий, круп, макарон и ограничения сахара и сладких блюд. Содержание сахаров в рационе не должно быть выше 40-50 г, а кондитерских изделий 20-25 г/сутки. Источниками пищевых волокон служат: хлеб, особенно, из цельного зерна, круп (гречневой и овсяной), фрукты и овощи, сухофрукты.
6. Использование в рационе разнообразных плодов и овощей, источников ряда важных нутриентов, в том числе, антиокси-дантов (флавоноиды, витамин С, в-каротин), способствующих перевариванию и всасыванию других пищевых продуктов и блюд, нормализующих перистальтику кишечника, снижающих уровень холестерина, способствующих нормализации желчеотделения.
При этом пищевые функциональные продукты должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 54059-2010 «Продукты пищевые функциональные. ...», который регламентирует функции необходимые для разрабатываемых сердечно-сосудистых систем.
1. Антиоксидантная защита липидов клеточных мембран и липопротеидов витамины А, Е, С; микроэлементы селен, цинк.
2. Сосудорасширяющий, антиритмический эффекты флавоноиды.
3. Питание и кровоснабжение сердечной мышцы витамины В1, В13 были определены
ингредиенты для составления КПФФС.
Отличительные признаки и эффективность разрабатываемых функциональных систем, а именно их пищевая и энергетическая ценность, устанавливаются также Национальным стандартом Российской федерации. «Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности.» от 6.09.2013 г.
Представленные рекомендации и требования были учтены при разработке КПФСС, в качестве ингредиентов которой рассматривались лекарственные растения, произрастающие в условиях Субарктической и Арктической зоны богатые витаминами А, С, Е, В1, В13, а также микроэлементы селен, цинк и флавонойды. А также путем разработки оптимальной технологии введения КПФФС для получения специализированных продуктов питания.
В результате анализа ранее проведенных исследований и нормативно-правовых документов было установлено, что для профилактики сердечно-сосудистых патологий разрабатываемая система должна способствовать улучшению обменных процессов, уменьшению гемокоагуляции; обладать про-тивосклеротическим, терапевтическим эффектом, которые обеспечиваются сочетанием животного и растительного белка, его сбалансированностью по аминокислотному составу, ограничением энергетической ценности продукта и поваренной соли, а также холестерина, наряду с достаточным обеспечением организма белком и оптимальным жировым составом.
Проведя патентный поиск (RU 2 636817 C2, RU 2 243781 RU 2 415611 подобрали растительные компоненты для приготовления КПФФС [4, 5]. Она включала в себя: шиповник коричный, боярышник кроваво-красный, листья мяты перечной, корень свеклы столовой, химический состав которых представлен в таблице 1 [6].
Таблица 1 - Химический состав сырья для конструирования системы на 100г
Сырье В1, мг В6, мг С, мг К, мг Ca, мг Mg, мг Fe, мг
Шиповник коричный Fructus Rozae 0,07 0,08 1000 485 409 69 1,3
Боярышник кроваво-красный Crataegus sanguínea Pall 0,06 - 90 45 45,2 15 -
Листья мяты перечной Folia Menthae piperitae 0,08 0,13 31,82 569 243 80 5,08
Корень свеклы столовой /Beta vulgaris L 0,02 0,07 10 288 37 22 1,4
Маточное молочко 1,7 5,5 5 1000 151 100 11
Клевер луговой красный/ Trifolium pretense L. 0,93 0,9 16,1 955 202 157 18,5
Ингредиенты для получения системы собраны в стадии биологической зрелости в Тюменском, Ялуторовском и Заводоуковском районе доставляются для переработки в г. Тюмень автотранспортом в течении 12 часов, что способствует наименьшим потерям: влаги, витаминов и микроэлементов. Отсутствие изменения содержания влаги и сухих веществ в растительном сырье, которые определяются методов высушивания до постоянной массы, обусловлено как методом, так и временем хранения.
Технология приготовления системы ингредиентов включает следующие операции: инспекция, мойка, сушка, измельчение, смешение.
Инспекция. Сырье, поступившее на переработку, сортируют по качеству, степени зрелости, цвету. Удаляют мятые, незрелые, перезрелые экземпляры, посторонние органические и минеральные примеси.
Мойка производится питьевой водой температурой 16-18 °С.
Сушка осуществляется с помощью вакуумной сублимационной сушки. Процесс включает следующие этапы:
- предварительное замораживание до -15оС, далее до - 25оС в камере сублиматора;
- первичная сушка сублимирует кристаллы воды, которые образуются из свободной влаги (или механически связанной воды), содержание которой в продукте достигает 90-95%;
- вторичная сушка удаляет адсорбци-
Таблица 2 - Состав КПФФС
Далее полученные смеси выдерживали при интенсивном перемешивании (2500 об/мин), в течение 10-12 мин, затем обезвоживали методом сублимационной сушки, измельчали высушенный продукт до размера
онно связанную воды, при этом химически связанная вода не удаляется.
Измельчение производится на микромельнице.
Заключительный этап технологии приготовления системы заключается в диспергировании обезжиренного лецитина в растворе воды при температуре 65°С, в полученную водно-жировую эмульсию последовательно вводят порошок янтарной кислоты и смесь растительного сырья в определенном соотношении. Введение в данном случае растительного лецитина позволяет улучшить анти-оксидантные свойства и органолептические и физико-химические показатели качества продуктов, так как он обладает эмульсирующими, влагоудерживающими свойствами. При этом такие ингредиенты системы, как фос-фолипиды, янтарная кислота, минеральный компонент, экстракты растительного сырья используют в соответствии с регламентируемой суточной нормой как для системы, так и для специализированного продукта. Однако выбор соотношения также осуществлялся путем поиска оптимальных значений концентрации витаминов, микро- и макроэлементов в готовой системе. Для этого было разработано несколько рецептур, предусматривающих различное соотношение ингредиентов, что представлено в таблице 2. [7, 8]
частиц не более 15 мкм [7, 8, 9, 10] и определяли органолептические показатели системы, приготовленной по различным рецептурам, что представлено в таблице 3.
Компоненты КПФСС, гр I II III IV V
Шиповник коричный/ Fructus Rozae 2,1 1,9 2,5 4,2 3,4
Боярышник кроваво-красный/ Crataegus sanguínea Pall 1,2 1,4 2,0 1,8 3,1
Листья мяты перечной/ Folia Menthae piperitae 0,5 1,0 1,1 0,8 0,7
Корень свеклы столовой/ Beta vulgaris L 1,8 1,3 3,1 4,2 2,4
Маточное молочко 10 7 8 9,0 10
Клевер луговой красный Trifolium pretense L. 9 11 7,8 4,5 4,9
Са&2. 3% 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Янтарная кислота, 5%. 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6
Фосфолипиды,20% 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Итого 33,6 33,6 33,6 33,6 33,6
Таблица 3 - Органолептические показатели разработанных рецептур пищевой системы
Рецептура Органолептические показатели
1 Однородная масса, гомогенизированная
2 Однородная масса, негомогенизи-рованная
3 Не сохраняет форму, рассыпается
4 Разнородная масса, неоднородный цвет
5 Однородная масса, не сохраняет форму, рассыпается
Наилучшими органолептическими показателями обладала рецептура I, что позволило выявить оптимальное соотношение компонентов, представленных в таблице 3 и на рисунке 1 [6] .
I шиповник мята
I маточное молочко I СаС12.
I Фосфолипиды
Рисунок 1 - Состав КПФСС, %
На основании полученного оптимального соотношения ингредиентов и их химического состава, был рассчитан химический состав необработанной КПФСС, который представлен в таблице 4.
Таблица 4 - Химический состав на 33,6 г. функциональной добавки
Сырье, % Фосфолипиды Янтарная кислота, мг В9, 10-3 мг С, мг К, мг Ca, мг Fe, мг
Шиповник - - 79 54,4 64 37 0,12
Боярышник - - 9 6,7 5 3 0
Мята - - 3 1,1 22 9 0,18
Корень свеклы - - 1 1,1 32 4 0,15
Маточное молочко, 10% - - 0 0,25 100 8 0,56
Клевер - - 2 0,7 86 10 0,8
Са^2. 3% - - - - 720 -
Янтарная кислота, 5%. - 1200 - - - -
Фосфолипиды, 20% 2,0 - - - -
итого 2,0 1200 94 64,2 309 790 1,9
суточная норма 7,0 2000 200 100 2000 1000 10
% от суточной нормы 28,5 25 47000 64,2 15 79 19
На основании анализа полученных данных о химическом составе КПФСС, было установлено превышение содержания витаминов, микро- и макроэлементов на 10,5% - 100,9% от суточной нормы, что свидетельствует о функциональной направленности данной системы. В дальнейшем планируется изучение особенностей и создание технологии введения разработанной системы в хлебобулочные изделия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года: распоряжение Правительства РФ от 25.10.2010г. № 1873-р // Рос. Газ. - 2010. - № 5328. - 19 с
2. Стратегия развития пищевой и перераба-
тывающей промышленности Российской Федерации до 2020 года [Электронный ресурс]: распоряжение Правительства Российской Федерации от 17.04.2012 № 559-р. - 2012. - Режим доступа: http://docs.cntd.ru/ document/902343994.
3. Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года [Электронный ресурс]: распоряжение Правительства Российской Федерации от 29.06.2016 № 1364-р. - 2016. - Режим доступа: http://government.ru /media.
4. Пат. 2341087 Российской Федерации, МПК А2Ю 13/08. Способ производства сахарного печенья / Носенко С.М., Ткешелашвили М.Е., Киселева М.В., Типисева И.А.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Объединенные кондитеры". - № 2006142250/13; заявл. 30.11.06; опубл. 10.06.08, Бюл. №16
5. Пат. 2243781 Российской Федерации, МПК А61К 35/78. Биологически активная добавка для профилактики сердечно-сосудистых / Прокопьева Л.А. (RU), Прохорова Л.И. (RU); заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество "Эвалар". - № 2003116567/15; заявл. 03.06.03; опубл. 10.01.05, Бюл. №1
6. Дикорастущие и культивируемые в Сибири ягодные и плодовые растения: учеб. пособие / А.Б. Горбунов [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1980. - С. 262-264.
7. Попов, В.Г. Современные подходы к организации производства функциональных продуктов для населения, проживающего в отдельных регионах Российской Федерации/ В.Г. Попов, С.А. Бели-на // Научное обозрение. - 2016. - № 14. - С. 253257
8. Артемьев, А.В. Разработка и оценка потребительских свойств функциональных продуктов специального назначения с использованием растительных фосфолипидов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.15 / А.В. Артемьев. - Краснодар, 2004. - 21 с
9. Ксенофонтов, А.В. Совершенствование технологии гидратации масел семян рапса современной селекции: дис. .канд. техн. наук: 05.18.06 / А.В. Ксенофонтов. - Краснодар, 2003. - 130 с
10. Саенко, И.И. Бетацианины корнеплодов красной столовой свеклы / И.И. Саенко, О.В. Тара-сенко., В.Е. Дейнека, Л.А. Дейнека // Научные ведомости. Естественные науки. - 2012. -№3. - С. 195-200.
Попов Владимир Григорьевич, доктор технических наук, профессор кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: popovvg@tyuiu.ru.
Кадочникова Галина Дементьевна, доктор биологических наук, профессор кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: daniel-k90@mail.ru.
Буракова Людмила Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «(Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: burakovaln@tyuiu.ru.
Неверов Владислав Юрьевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «(Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: neverovvj@tyuiu.ru.
Тригуб Вера Викторовна, кандидат биологических наук, доцент кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «(Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: trigubvv@tyuiu.ru.
Мозжерина Ирина Васильевна, кандидат технических наук, доцент кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «(Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: mozzherina.2012@mail.ru.
Белина Светлана Александровна, старший преподаватель кафедры товароведения и технологии продуктов питания, ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e - mail: belinasa@tyuiu.ru.
