Научное обоснование и промышленная реализация комплексных подходов к совершенствованию качества продуктов детского питания на мясной основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, доктор технических наук в форме науч. докл. Тимошенко, Николай Васильевич

• Тимошенко, Николай Васильевич
• доктор технических наук в форме науч. докл.
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук в форме науч. докл. Тимошенко, Николай Васильевич

_____________________, ....................' ^ ^ _ _ . .............__ На правах рукописи

Президиум ВАК Рос

J -- ' - ^ ■„.. ,„.

етепие от

| присудил ученую степень ДОКТОРА

! лшиг,

Тимошенко Николай Васильевич.'.

У; Началы-пш у^азления ВАК России

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ПОДХОДОВ К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ НА МЯСНОЙ ОСНОВЕ

Специальность - 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2001

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Кудряшов Л.С.

Доктор медицинских наук, профессор Мамонова Л.Г.

Доктор технических наук Нелепое Ю.Н.

Ведущая организация - ГНУ НИИ детского питания РАСХН

Защита состоится "20" декабря 2001 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.006.021.01 в ГНУ ВНИИ мясной промышленности им. Горбатова В.М. РАСХН по адресу: 109316, Москва, ул.Талалихина, 26.

РОССИЙСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

о 5226 - 3 - ОН

С диссертациейз виде нау1 го доклада можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИ мясной иышленности им. Горбатова В.М. РАСХН

Диссертация в виде научного - .. 1 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Захаров А.Н,

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научное обоснование и промышленная реализация комплексных подходов к совершенствованию качества продуктов детского питания на мясной основе»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы вытекает из задач, которые обозначены и уже решаются в рамках научного обеспечения и практической реализации "Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 г.".

Объективные социальные и экономические предпосылки формирования этой концепции и формулирования проблем, решаемых в ходе .ее реализации, так же, как и необходимость выполнения настоящей диссертационной работы, резко обозначились в первой половине 90-х годов прошлого столетия. В этот же исторический период была принята и начала реализовываться Президентская программа "Дети России", включающая в качестве одного из разделов подпрограмму "Развитие индустрии детского питания".

Социально-демографические причины, которые объективно позволяют утверждать, что проблемы, связанные с обеспечением детей адекватным в качественном и количественном проявлениях питанием, являются первостепенными и заключаются в том, что в последние 10 лет около 80% грудных детей к 3-х месячному возрасту не обеспечиваются материнским молоком. Как следствие этого обстоятельства - развитие алиментарнозависимых патологических состояний, касающихся физического, психического и интеллектуального статусов детей в этот и практически все последующие периоды формирования их организма. Начиная с 5-и месячного возраста большая роль в профилактике таких состояний у детей, находившихся как на искусственном вскармливании, так и у естественно вскармливаемых детей, принадлежит продуктам питания и прикорма на мясной основе. В этой связи с

?0-х годов

КНИГА ИМЕЕТ

* 5

II

^ ь

£3

/

В переня. един, соедин. вып.

ч

о

га

Ь

с. те

К

>лее чем в ;имальных

)ССИЙСКОГО

^ «стечения

О!

~~ штания на

мясной основе неразрывно связана с решением комплекса проблем повышения их качества.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что научные и практические результаты, полученные в ходе выполнения настоящей диссертационной работы, вносят реальный вклад в решение проблемы "Развития индустрии детского питания" и, как следствие, в обеспечение детей раннего возраста высококачественными отечественными пищевыми продуктами.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью настоящей диссертации является обоснование и реализация комплексных подходов к совершенствованию качества продуктов детского питания на мясной основе. Для достижения этой цели в ходе выполнения работы решались следующие укрупненные задачи:

• осуществить системный анализ качественных и количественных представлений о комплексе специальных требований к сырью, составу и свойствам продуктов на мясной основе для питания детей раннего возраста;

• обосновать перспективные направления совершенствования качества мясного сырья для производства продуктов детского питания;

• выполнить компьютерный анализ нутриентной адекватности традиционных и перспективных видов животного и растительного сырья для производства поликомпонентных продуктов детского питания;

• осуществить классификацию сырья и добавок как источников нутриентов, обладающих специальными свойствами;

• обосновать методологию создания новых видов продуктов детского питания на базе традиционных мясного сырья и добавок;

• разработать методологию оптимизации качества нового поколения поликомпонентных продуктов детского питания на базе перспективных видов сырья и специальных добавок;

• разработать на базе полученных научных данных и реализовать в условиях ЗАО "Мясокомбинат "Тихорецкий" перспективные технологии, обеспечивающие повышение качества продуктов детского питания на основе мясного сырья или с его использованием.

Научная концепция. В основу научной концепции, развиваемой в настоящей диссертационной работе, положена гипотеза о том, что логически

обоснованные сочетания рецептурных ингредиентов позволяют целенаправленно изменять комплекс качественных характеристик продуктов детского питания. Научная новизна результатов работы.

- Осуществлена систематизация групп качественных и количественных показателей, формирующих комплекс специальных требований к сырью, составу и свойствам поликомпонентных продуктов детского питания. Предложена соответствующая укрупненная классификация, являющаяся основой для последующей иерархической дифференциации и ранжирования элементов указанных групп.

- Применительно к задачам обоснования перспективных направлений совершенствования качества мясного сырья для производства продуктов детского питания формализованы понятия: "качество", "нутриентная адекватность", "метаболическая адекватность" и "технологическая адекватность".

- Сформирована методологическая база, включающая критерии, алгоритмы и компьютерные программы для оценки показателей нутриентной адекватности виртуальных моделей сырья, являющегося потенциальными ингредиентами поликомпонентых пищевых смесей. Создан банк данных, количественно характеризующих адекватность 90 видов животного и растительного сырья целям проектирования поликомпонентных продуктов детского питания с заранее задаваемыми показателями пищевой ценности и специальных свойств.

- Предложена классификация сырья и добавок как источников нутриентов, обладающих специальными свойствами.

- Обоснована методология совершенствования рецептур новых продуктов детского питания на базе традиционных мясного сырья и добавок. Предложена блок-схема этой методологии.

- Предложена методология оптимизации качества поликомпонентных продуктов детского питания нового поколения на базе перспективных видов сырья и специальных добавок.

Практическая значимость разработок. Сформулированные научные результаты выполнения настоящей диссертационной работы явились необходимой и достаточной базой для создания принципиально новых технологических решений, защищенных 22 авторскими свидетельствами и

патентами, а также для подготовки находящихся в настоящее время на рассмотрении 11 заявок на патентование новых продуктов и (или) способов их производства.

Патентозащищенные изобретения использованы при подготовке НТД на 7 видов высокоэффективных кормовых смесей, применяемых для выращивания крупного рогатого скота, свиней и птицы. Эта группа нормативно-технической документации реализована для производства кормов, поставляемых в 33 хозяйства сырьевой зоны, обеспечивающей ЗАО "Мясокомбинат "Тихорецкий" качественно элитным молодняком КРС, свиней и птицы, мясо и другие продукты переработки которых используются при производстве продуктов питания для здоровых и больных детей.

Новые технологические решения, касающиеся состава и способов производства поликомпонентных пищевых продуктов, прямо или косвенно задействованы при подготовке НТД более чем на 150 видов продуктов детского питания на основе говядины, свинины и мяса птицы. Эта нормативно-техническая документация и регламентируемые ею рецептуры, технологические процессы и параметры их реализации освоены на заводе детских мясных консервов, входящем в ЗАО "Мясокомбинат "Тихорецкий".

В предыдущей пятилетке заводом выработано около 500 млн. банок консервов для питания детей раннего возраста. Качество этой продукции неоднократно отмечалось дипломами первой степени и золотыми медалями ВВЦ. Несмотря на внушительность этой информации, с сожалением можно констатировать, что в реальных условиях функционирования завода детских мясных консервов за счет его продукции потребность российских детей в возрасте до 1 года в этой группе продуктов питания удовлетворяется не более чем на 20%.

Особого внимания заслуживает тот факт, что результаты диссертации задействованы при разработке проектов создания новых мощностей по производству консервированных продуктов для прикорма и питания детей раннего возраста в городах Кызыл, Минусинск, Саратов и др.

Многие научные положения и практические результаты, полученные в ходе выполнения настоящей диссертации, использованы при "Разработке и внедрении научных основ создания высокоэффективных агропромышленных комплексов для производства адаптированных мясопродуктов детского пита-

4

ния", удостоенных премии Правительства РФ в области науки и техники за 1999г.

Апробация работы. Основные результаты настоящей диссертации, касающиеся научных и практических аспектов совершенствования качества поликомпонентных продуктов детского питания на мясной основе, докладывались и обсуждались на :

- Международных и Европейских конгрессах научных работников мясной промышленности (Лиллехаммер,1996г.; Барселона, 1998г.; Белград, 1999г.; Иокогама, 1999 г.; Буэнос-Айрес,2000г.; Краков, 2001г.);

Международной научно-технической конференции "Пища. Экология. Человек."(Москва, 1995 г.);

- Международной конференции "Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания" (Москва, 1997 г.);

- Международной конференции "Продукты XXI века. Технология. Качество. Безопасность" (Москва, 1998 г.);

- Международной конференции "Вклад ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания в XXI веке" (Москва, 1999 г.);

- Международной научно-практической конференции "Продовольственный рынок и проблемы здорового питания" (Орел, 1999 г.);

- Международной конференции "Экологически безопасная продукция" (Москва, 1999 г.);

- Международной научно-практической конференции "Продовольственная индустрия юга России" (Краснодар, 2000 г).

- Всероссийском конгрессе с международным участием "Питание детей: XXI век" (Москва, 2000 г.);

- Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы совершенствования производства и промышленной переработки сельскохозяйственной продукции" (Волгоград, 2001г.);

- Научно-практической конференции "Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века" (Углич,2001 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 105 научных статей, обзоров и брошюр. Кроме того, издано 5 книг, 2 из которых являются учебными пособиями, 3 - монографиями. К печатным работам относятся также официально изданные описания 22 запатентованных изобретений. Общее количество публикаций- 132.

Объем и структура работы. Диссертация в виде научного доклада состоит из вводного раздела, в котором изложена общая характеристика работы, 8 глав, выводов и списка опубликованных работ. Основное содержание диссертации изложено на 97 стр. машинописного текста, включающих 20 рисунков и 22 таблицы. На защиту выносится следующее:

- результаты системного анализа качественных и количественных представлений о комплексе специальных требований к сырью и составу продуктов на мясной основе для питания детей раннего возраста;

перспективные направления совершенствования качества мясного сырья для производства продуктов детского питания;

результаты компьютерного анализа нутриентной адекватности животного и растительного сырья, перспективного для производства поликомпонентных продуктов детского питания;

- классификации сырья и добавок как источников нутриентов, обладающих специальными свойствами, учитываемыми при проектировании продуктов адекватного детского питания;

методологии совершенствования качества продуктов на мясной основе для адекватного питания детей раннего возраста;

рецептуры, технологии, типовые схемы аппаратурного оформления промышленных процессов производства продуктов для адекватного детского питания в условиях ЗАО "Мясокомбинат" Тихорецкий" и результаты комплексной оценки их качества.

I СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИХ ИЗУЧЕНИЯ

Самостоятельным аналитическим этапом, предшествовавшим выбору общей структуры схемы проведения исследований и обоснованию ее специфики, пре-

допределяемой целью и задачами настоящей диссертационной работы, явилось изучение методологических подходов и идей, изложенных в трудах таких ученых, как Покровский A.A., Уголев A.M., Воронцов И.М., Высоцкий В.Г., Гаппа-ров М.Г., Журавская Н.К., Касьянов Г.И., Конь И.Я., Коробкина Г.С., Кудряшов Л.С., Ладодо К.С., Липатов H.H. мл, Лисицын А.Б., Мамонова Л.Г., Нелепов Ю.Н., Рогов И.А., Рядчиков В.Г., Сажинов Г.Ю., Спиричев В.Б., Стефанова И.Л., Суханов Б.П, Тутельян В.А., Фатеева Е.М., Устинова A.B., Adb-Rabou N.S., Cas-tarigne F., El-Sayed M.M., Harry R., Hendrik D., Hesp R., Hurley L.S. Kristien Y.D., Lacroix С., Ramsbottom В., Rogerst C.A., Silke.T., Schulte E., Weber K„ Williams A.A., и др.

В результате анализа трудов этих авторов, касающихся методологических и методических аспектов проведения исследований в области проектирования, оценки качества и обоснования технологий продуктов питания, диссертантом предложена схема выполнения работы, представленная на рис.1.1.

Основными объектами, комплекс показателей которых изучался в ходе реализации этой схемы, являлись:

- традиционные и перспективные виды мясного сырья, такие как жилованное мясо молодняка КРС и свиней, мясо цыплят ручной и механической обвалки, анатомически выделенные мышцы КРС, говяжьи и свиные субпродукты, баранина жиловзнная, конина жилованная, жилованное мясо окороков северных оленей;

- фракционированные компоненты молока (в жидких и сухих формах);

- цельное куриное яйцо и его белоксодержащие фракции (в жидких и сухих формах)',

- продукты переработки злаковых, бобовых, медоносных и масличных культур;

- овощи, в т.ч. корнеплоды: капуста белокочанная, цветная, красная; картофель, морковь, свекла, сельдерей, топинамбур;

- бахчевые культуры: кабачок, патиссон, тыква;

(в общей сложности - 90 видов традиционного и перспективного животного и растительного сырья)

- поликомпонентные смеси (на основе исследованных видов сырья) на различных технологических этапах производства продуктов для питания детей раннего возраста, в т.ч. готовые изделия;

- отдельные технологические операции (процессы) составления и переработки поликомпонентных пищевых смесей;

Формирование объективной информации для комплексного анализа проблемы совершенствования качества ПДП, содержаших мясное сырье

Анализ информации, формирование цели и конкретизация задач собственных исследований

Аналитические исследования

„„1_____±__________

¡1,

Экспериментальные исследования ||

Системный анализ представлений о специальных требованиях к

сырью и готовым ПДП

Компьютерный анализ арпогг информации о показателях ПЦ сырья

Верификация информации о дифференциальных показателях ПЦ сырья

Актуализация направлений совершенствования качества мясного сырья

т

Формирование параметров виртуальных моделей качества сырья

т

¡Г Исследование показателей ПЦ

поликомпонентных смесей для производства ПДП

1!= =

Выбор арпоп известных критериев и алгоритмов для оценки качества виртуальных моделей проектируемых ПДП

1

Оптимизация

рецептур

1г*

Анализ влияния технологических || _ .¡I факторов на показатели качества || 1 поликомпонентных смесей

У § _У

( Обоснование предпочтительных ц

вариантов лабораторной и промышленной технологий 1

Опытная апробация

г

I I

Г Комплексная оценка ПЦ и специальных свойств разрабатываемых ПДП

Разработка НТД. Внедрение в производство.

Рис. 1.1 Схема выполнения работы 8

- специализированные кормовые смеси, перспективные для применения в хозяйствах мясного животноводства и птицеводства, входящих в сырьевую базу для производства продуктов детского питания.

В ходе выполнения работы изучался следующий комплекс натурных или виртуально представленных объектов: физические, химические, биохимические и биологические показатели; функционально-технологические характеристики; пищевая ценность, включая переваримость и органолептику.

Для определения перечисленных групп показателей использовались:

- стандартные методы физико-химического и микро-биологического контроля в мясной промышленности;

- методы компьютерного моделирования и оценки параметров виртуальных объектов;

- методы инженерной физико-химической механики;

- методы жидкостной хроматографии;

- специальные методы оценки биологической ценности поликомпонентных продуктов питания in vitro и in vivo;

- сенсорные методы.

II СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КАЧЕСТВЕННЫХ И КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О КОМПЛЕКСЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К СЫРЬЮ, СОСТАВУ И СВОЙСТВАМ ПРОДУКТОВ НА МЯСНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ПИТАНИЯ ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА

Изучение отечественных и зарубежных публикаций, предшествовавшее написанию этой главы диссертации, позволяет утверждать о целесообразности систематизации и последующей классификации, прямо или косвенно обсуждаемых в литературе представлений о комплексе требований к сырью, составу и свойствам продуктов детского питания на мясной основе. Автором настоящей работы выделено 7 самостоятельных групп показателей, задействованных в формировании этих требований. Предлагаемые группы касаются следующих аспектов: безопасности, нутриентной адекватности, метаболической адекватности, функциональности, экологичности, хранимоспособно-сти и сопоставимой ресурсности. За исключением ресурсности, перечисленные группы являются общими как для сырья, так и для готовых продуктов. Ресурс-ность является важной группой для формирования требований применительно к сырью.

í < с, (

9 Г1

II.1 Безопасность пищевая

Это группа показателей, количественно характеризующих необходимые и достаточные условия, исключающие вероятность возникновения патологических нарушений физического, психического и интеллектуального статусов организма, вызываемых компонентами сырья и (или) готовых продуктов питания. Вероятность возникновения таких нарушений связана с возможным непреднамеренным занесением в сырье или продукты питания на различных стадиях их производства физических, химических и биологических загрязнителей, к которым относятся вещества и микроорганизмы в вегетативной или споровой формах. Совместно со специалистами Института питания РАМН и ВНИИМПа автор настоящей диссертации принял участие в формировании перечня веществ-загрязнителей, потенциально попадающих в сырье, перерабатываемое на предприятиях мясной промышленности, и в обосновании предельно допустимых уровней содержания этих загрязнителей применительно к использованию этого сырья при производстве продуктов детского питания. Информация, иллюстрирующая этот перечень и соответствующие ему предельно допустимые уровни веществ-загрязнителей, приведена в таблице ПЛ.

11.2 Нутриентная адекватность

Показатели этой группы предназначены для характеристики содержания и взаимосбалансированности в сырье и в готовых продуктах детского питания макро- и микронутриентов и их компонентов.

При формировании перечня показателей нутриентной адекватности и обосновании диапазонов изменения их численных значений применительно к производству молочных продуктов для литания детей раннего возраста исходят из общепринятого представления о том, что для здоровых детей эталоном является грудное материнское молоко.

Представляется интересным осуществление логического анализа приемлемости такого подхода применительно к продуктам на мясной основе, предназначенным для питания детей раннего возраста. Следуя рассуждениям, изложенным в публикациях акад. РАСХН Липатова H.H. (мл.) и к.т.н. Сажинова Г.Ю., можно воспользоваться приведенными ниже известными фактами.

В соответствии с современными представлениями педиатрии суточная потребность у детей в возрасте до 1 года составляет не менее 2 г белка на 1 кг массы тела. Учитывая, что к 6-и месячному возрасту нормально развивающийся ребенок достигает массы 6,5-7,5 кг, ему требуется не менее 13 г белка в сутки.

Таблица II. 1

Предельно допустимые уровни содержания веществ-загрязнителей в сырье,

предназначенном для производства продуктов детского питания

Допустимый уровень

Вещество-загрязнитель ed. изм. содержания

младше 3-х лет старше 3-х лет

мг/кг Не более:

Свинец 0,2 0,3

Кадмий 0,03 0,04

Ртуть 0,02 0,025

Медь 5,0 5,0

Цинк 50,0 60,0

Мышьяк 0,1 0,1

Олово 50,0 50,0

Пестициды:

ДЦТ 0,02 0,05

ГХЦГ (линдан) и гексахлоран

(сумма изомеров ГХЦГ) 0,15 0,15

ртутьсодержащие пестициды (грано-

зан, меркурбензол и др.) не допускаются не допускаются

все остальные пестициды,

нитраты,нитриты

нитрозамины не допускаются не допускаются

не допускаются не более 0,001

Антибиотики:

тетрациклиновой группы не допускаются не допускаются

стрептомицин ед/г не допускается не допускается

гризин не допускается не допускается

цинкбацитрацин не допускается не допускается

Гормональные препараты:

диэтилстильбэстрол мг/кг не допускается не допускается

(зстрадиол-17, Р-эстрон

эстриол) -суммарно не более 0,01 не более 0,01

эстрадиол-17 не более 0,0005 не более 0,0005

Микотоксины:

афлатоксин В1 мг/кг не допускается не допускается

Радионуклиды:

цезий Ки/кг не более 5x10'9 не более 5x10"9

стронций не более1хЮ"10 не более 5x10'10

Нормально лактирующая мать, ребенок которой до 6-и месяцев не испытывал дефицита в макро- и микропитательных веществах, по усредненным статистическим данным, продуцирует в сутки 850 мл. молока с массовой долей белка 1,2-1,4 %, в котором его содержание не превышает 12 г. Из этого следует, что с 6-и месячного возраста естественно вскармливаемые дети нуждаются в дополни-

тельном питании, компенсирующем дефицит макро- и микронутриентов, поставляемых детскому организму с грудным молоком. Так сложилось, что именно с этого возраста в рационы питания детей включаются в качестве продуктов прикорма, являющихся основными поставщиками полноценного белка, специально приготовляемые консервы, базовым сырьем для производства которых служит мясо молодняка КРС, свиней и птицы. В этой связи можно утверждать, что при выборе перечня показателей нутриентной адекватности продуктов для прикорма и питания детей раннего возраста, по крайней мере до 1 года, могут быть задействованы такие, как аминокислотный состав белка и жирнокислотный состав жирового компонента.

Таблица 11.2

Показатели состава зрелого женского молока

Нутриенты Содержание Нутриенты Содержание

Незаменимые аминокис- г/100 г N3 20,00

лоты белка

изолейцин 4,60 Б 11,20

лейцин 9.80 Р 24,00

лизин 7,50 С1 54,4

метионин+цистин 4,00 Микроэлементы мкг/1 г белка

фенилаланин+тирозин 8,60 Ре 800,00

треонин 4,60 J 2,80

триптофан 1,50 Со -

валин 5,20 Мп 2,40

гистидин Си 32,00

Жирные кислоты г/100 г жира Р -

ХНЖК 41,78 1п 240,00

1МНЖК 43,03

1ПНЖК, в т.ч.: 12,42 Витамины мг/1 г белка

линолевая 10,85 В, 3,2x10^

линоленовая 0,62 в2 4,8x10^

арахидоновая 0,95 Вб 3,2x10"'

Макроэлементы мг/1г белка В12 3,2x10 й

К 48,00 рр 3,2x10-1

Са 40,00 А 4,8х10"'!

Мя 4,00 Е 4,8x10"1

Чрезвычайно важными для оценки нутриентной адекватности существующих и вновь создаваемых продуктов на мясной основе, а также используемого для их производства сырья животного и растительного происхождения являются такие впервые предложенные в ходе выполнения настоящей диссертации показатели,

как отнесенные к 1 г белка содержания гемопоэзных и других метаболически-доминантных макро- и микроэлементов, водо- и жирорастворимых витаминов. Исходя из вышеизложенного, представляется возможным использовать для регламентации их метаболически выгодных численных значений аналогичные показатели, характерные для зрелого женского молока. Эти показатели приведены в таблице 11.2.

П.З Метаболическая адекватность

Эта группа показателей является логическим продолжением комплексной характеристики пищевой ценности продуктов детского питания, обладающих количественно представляемым набором показателей нутриентной адекватности. Показатели метаболической адекватности позволяют косвенно судить о потенциальной эффективности использования детским организмом нутри-ентов, поставляемых ему с продуктами питания в процессе их поглощения, переварения и усвоения. К таким показателям относятся: дисперсность белковых и жировых компонентов или рецептурных ингредиентов, содержащих эти компоненты; температура плавления жировой фазы; переваримость белка кислыми и щелочными протеазами желудочно-кишечного тракта.

В теоретическом плане весьма важным является формирование подгруппы показателей метаболической адекватности, способных характеризовать предшествующую витальным звеньям экзотрофической цепи технологическую деградацию макро- и микронутриентов.

В настоящее время количественное нормирование этих показателей представляется весьма затруднительным из-за недостаточной изученности вопроса. В этой связи приведенные выше рассуждения следует рассматривать как постановочные.

11.4 Функциональность

Входящие в эту группу показатели, которые в настоящей работе отождествляются с показателями технологической адекватности, количественно характеризуют способность сырья и "полупродуктов" выполнять в ходе отдельных процессов их технологической переработки в готовые изделия специальные функции, связанные с повышением эффективности реализации этих процессов. Наиболее важными среди таких показателей, применительно к специфике производства мясных консервов детского питания, являются водосвязывающая и водоудерживающая способности, жиросвязывающие, жиро-удерживающие и эмульгирующие, структурообразующие и структуростабилизи-

рующие свойства, а также адгезионно-когезионные свойства, вязкость, пластичность и упругость.

В настоящее время многочисленными исследованиями зарубежных и отечественных специалистов, в т.ч. ученых ВНИИМП, и в частности академика РАСХН Лисицына А.Б., доказано наличие устойчивой корреляции между перечисленными выше показателями функциональности и принадлежностью мяса к одной из качественных групп, биохимически классифицируемых как PSE, NOR и DFD. В этой связи представляется целесообразным ввести эти качественные группы в комплекс показателей функциональности мясного сырья.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук в форме науч. докл. Тимошенко, Николай Васильевич, 2001 год

(*) _ усредненные литературные данные

Проиллюстрированный на примере оленины экспериментально-аналитический материал, касающийся обоснования перспективности реализации направления повышения качества мясного сырья для производства детского питания за счет использования продуктов переработки животных, мясо которых по комплексу показателей пищевой ценности не уступает говядине и свинине, послужил основанием для проведения целой серии теоретических и прикладных работ, развивающих это направление. Более того, результаты этих работ, опубликованные в отечественных и зарубежных изданиях, привлекли самое пристальное внимание иностранных ученых и представителей фирм - производителей детского питания. Подробно эти результаты будут изложены и обсуждены в главах IV, V и VII настоящей диссертации.

IV КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ НУТРИЕНТНОЙ АДЕКВАТНОСТИ ТРАДИЦИОННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВИДОВ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ НА МЯСНОЙ ОСНОВЕ

Настоящая глава диссертации содержит справочные и экспериментальные данные, необходимые для компьютерной оценки пищевой адекватности

двух основных макронутриентов - белков и жиров, носителями которых являются поликомпонентные продукты детского питания на мясной основе. Применительно к пищевой адекватности белковых компонентов представлена статистическая информация, касающаяся массовой доли белка в индивидуальных источниках сырья, аминокислотного состава входящего в них белка и его переваримости кислотными и щелочными протеазами желудочно-кишечного тракта. Применительно к пищевой адекватности жировых компонентов информация касается массовой доли жира в индивидуальном ингредиенте, набора и массовых долей входящих в него насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. В качестве эталонных значений перечисленных выше показателей пищевой адекватности белковых и жировых компонентов приняты значения аналогичных показателей, соответствующие зрелому женскому молоку.

IV.1 Основные понятия методологии компьютерного анализа нутриентной

адекватности сырья

В этом разделе IV главы приводится изложенный в авторской трактовке материал, безусловно необходимый для понимания последующего существа компьютерной оценки пищевой адекватности 69 белковосодержащих и 21 жиро-содержащих потенциальных компонентов рецептур специализированных продуктов детского питания на мясной основе.

Для оценки важнейшей составляющей пищевой адекватности белковых компонентов сырья (аналогично и готовых продуктов) - их биологической ценности далее используются основополагающие показатели и критерии, предложенные академиками РАСХН Роговым И.А. и Липатовым H.H. мл. Следуя этим авторам, коэффициент утилитарности j-ой незаменимой аминокислоты - (xj, характеризующий потенциальную эффективность ее использования, количественно оценивается с помощью следующего равенства:

= Ctv.i)

W

Коэффициент рациональности аминокислотного состава - Rp, численно характеризует сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме (эталону). В случае, когда Cmin < 1, коэффициент рациональности аминокислотного состава может быть рассчитан на основании следующей формулы:

Rp=

(IV.2)

Показатель "сопоставимой избыточности" содержания незаменимых аминокислот - а, характеризующий суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические нужды в таком количестве белка оцениваемого продукта, которое эквивалентно по их потенциально утилизируемому содержанию в 100 г белка эталона:

В формулах IV. 1 - IV.3 приняты следующие обозначения:

Cj - скор j-ой незаменимой аминокислоты оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол.ед.;

С min - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол.ед.;

Aj - массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты в сырье, г/100 г белка;

A3j - массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка;

Жирнокислотная сбалансированность потенциальных жиросодержащих ингредиентов рецептур специализированных продуктов детского питания на мясной основе может быть оценена с помощью следующих формул, представляющих частную интерпретацию общего критерия алиментарной адекватности, предложенного академиками РАСХН Липатовым H.H. (мл.) и Лисицыным A.B.:

(IV.3)

Cmin

(IV.4)

где

если Li - Lai

Ъэг

-1

(IV.4.1)

и du~ .если Li > Loi , (

\LsiJ

где - коэффициент жирнокислотного соответствия, дол. ед.;

(IV.4.2)

- массовая доля i-ой жирной кислоты в сырье, г/100 г жира;

Ьэг - массовая доля i-ой жирной кислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г жира;

i = 1 соответствует 2 НЖК, i=2 -2МНЖК., i=3 - 2 ПНЖК., i=4 - линолевой, i=5 - линоленовой, i=6 - арахидоновой.

IV.2 Компьютерный анализ аминокислотной сбалансированности белка продуктов переработки КРС и свиней

Анализ данных, представленных в таблице IV. 1, позволяет сделать вывод о том, что белок всех перечисленных в ней видов сырья, включая субпродукты и анатомически выделенные мышцы, является лимитированным по одной или нескольким аминокислотам по сравнению с белком зрелого женского молока. Используя такие показатели аминокислотной сбалансированности, как минимальный скор - Cmjn, коэффициент рациональности аминокислотного состава Rp и коэффициент сопоставимой избыточности - <т, можно сделать вывод о том, что как индивидуальные белковосодержащие ингредиенты продуктов для прикорма и питания детей раннего возраста, метаболически потенциально наиболее выгодными являются: сердце говяжье (Cm|n = 85,17, Rp = 0,851, ст= 6,85), говядина высшего сорта (Cmj„ = 80,92, Rp = 0,851, о= 6,47) и мышечно-жировая фракция механически жилованной говядины второго сорта (Cmm = 74,67, Rp = 0,844, о= 6,32).

Среди анатомически выделенных мышц КРС предпочтение может быть отдано полуперепончатой (Cmin = 83,33, Rp = 0,852, о= 6,64), четырехглавой (Cmin = 77,45, Rp = 0,874, а= 5,13) и полусухожильной (Cmjn = 76,01, Rp = 0,846, о= 6,36).

С функционально-технологических позиций может представлять большой интерес соединительнотканная фракция механически жилованной говядины второго сорта (Cmin = 36,96, Rp = 0,751, а= 5,62). Из-за очень низкого скора по изолейцину массовая доля этого компонента (в эквиваленте по белку) в рецептурах вновь создаваемых продуктов для питания детей раннего возраста не может превышать 5%, однако такого количества соединительнотканного белка при рациональном использовании его возможностей как водосвязывающего и пластифицирующего вещества может оказаться вполне достаточно для целенаправленного изменения консистентных характеристик продуктов детского

Таблица ГУЛ

Характеристики аминокислотной сбалансированности белков мясного сырья.

№ п/п Ингредиенты Массо -вая доля белка, % Незаменимые аминокислоты Стш, % Ир, дол. ед. О, г/1 ООг белка эталона

о ез X 3 а> с; <п с; мет +ЦИС ! Фен+ тир ф о. 1- с £ с; со т

Содержание, г/100 г белка

1 2 3 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 12 13 14

Продукты переработки КРС

Г Говядина жилованная высш. с. 18,9 4,49 793 8,03 3,96 7,49 5,24 1,25 5,14 80,92 0,851 6,47

2* Говядина жилованная 1 с. 18,7 4,20 7.95 8,54 3,87 7,81 4,32 10 5,86 75,33 0,790 9,18

3* Говядина жилованная 2 с. 22,0 3,81 6,59 7,08 3,43 7,89 3,92 4,94 62,00 0,736 10,19

4* Мышечно-жировая фракция мех. жилованной говядины 2 с. 18,8 4,75 7,51 7,02 3,72 6,83 4,59 1,12 4,98 74,67 0,844 6,32

5* Соединит.-тканная фракция мех. жилованной говядины 2 с. 24,3 1 70 3,80 5,70 2,60 3,30 2,20 0,65 2,60 36,96 0,751 5,62

6 Сердце 16,0 5,24 8,8 8,72 4,07 7,33 4,63 1,39 5,69 85,17 0,851 6,85

7 Язык 16,0 4,79 7,59 8,58 4,01 7,36 4,43 ЦДЛ 5,28 73,33 0,779 9,54

8 Мозги 11,7 4,67 8,29 7,19 4.08 11,2 4,62 1,40 5,15 84,60 0,833 7,78

9 Печень 17,9 5,17 8,91 8,01 3 22 9,27 4,54 1,33 6,97 80,50 0,778 10,54

10 Вымя 17,4 3,04 5,86 5,07 2 03 4,56 2,53 0,86 3,35 50,75 0,851 4,06

11 Кровь пищевая 17,3 1,28 8,34 8,61 1,62 8,45 4,56 1,30 6,41 27,83 0,314 ' 27,83

Анатомически выделенные мышцы КРС

12 Заостная (ЗАО) 23,0 3,79 6,62 6,92 3,43 5,74 3,84 9,3 4,61 62,00 0,791 7,48

Таблица IV. 1 Продолжение.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

13 Предостная (ПрО) 22,1 4,66 7,17 8,04 3,81 6,95 4,69 1,05 4,70 70,00 0,781 9,01

14 Трехглавая (Тг) 21,8 4,67 7,76 8,26 4,11 7,16 4,61 1.09 5,03 72,67 0,783 9,24

15 Шейная (Ше) 20,9 4,20 7,13 7,95 3,5 6,23 4,1 0,97 4,86 64,67 0,761 9,32

16 Длиннейшая спины (Дс) 21,5 5,06 8,20 10,3 4,49 8,54 5,75 1,27 5,49 83,67 0,781 10,75

17 Длиннейшая поясницы (Дп) 21,6 4,93 8,57 10,6 4,53 8,53 5,91 1,32 5,56 87,45 0,802 9,91

18 Приводящая (Пр) 21,9 4,49 7,78 9,85 9,85 3,95 7,72 1,09 5,51 72,67 0,730 12,32

19 Полуперепончатая (Пп) 21,9 4,46 8 37 8,50 3,84 7,81 5,47 1,25 5,11 83,33 0,852 6,64

20 Гребешковая (Гр) 21,5 4,49 7,91 7,80 3,96 7,56 5,23 104 5,00 70,00 0,746 10,94

21 Четырехглавая (Чг) 21,7 4,57 7,59 7,13 3,78 6,87 4,66 U7 : 4,83 77,45 0,874 5,13

22 Среднеягодичная (Ся) 22,0 4,31 7,4 9,06 3,97 7,62 4,96 i№ 4,68 69,33 0,738 11,29

23 Двуглавая (Дг) 22,2 4,12 7,05 7,96 3,65 6,65 4,36 0;,92 4,73 61,33 0,712 11,35

24 Полусухожильная (Пс) 22,2 4,06 7,45 7,29 4,10 7,08 5,31 148 4,71 76,01 0,846 6,36

Продукты переработки свиней

25 Свинина нежирная 16,4 4,70 7,51 8,75 3,79 7,68 4,73 1,37 6,1 76,63 0,786 9,53

26 Свинина полужирная 14,6 4,95 7,7?. 8,66 3,76 7,69 4,57 1,34 5,81 79,49 0,817 8,16

27 Свинина жирная 11,4 4,99 8,П 8,23 3,62 7,54 4,86 1,32 5,43 82,76 0,860 6,20

28 Сердце 16,0 4,84 8,81 8,43 3 57 8,13 4,68 1,36 6,18 89,22 0,889 5,12

29 Язык 15,9 4,73 7.82 8.33 3,30 7,34 4,34 1111 5,75 78,83 0,844 6,70

30 Мозги 10,5 5,19 816 8.12 5,30 8,4 4,85 1,47 5,53 83,28 0,811 8,87

31 Печень 18,8 5,32 9.34 7.95 3,22 8,95 4,88 1,66 6,64 80,50 0,769 11,08

питания практически без негативного влияния в сторону снижения биологической ценности и переваримости суммарного белка этих продуктов.

Анализируя данные, касающиеся аминокислотного состава белка продуктов переработки свиней, приоритеты их использования как индивидуального сырья в рецептурах продуктов детского питания можно ранжировать следующим образом: сердце свиное (Ст„ = 89,22, Rp = 0,889, о= 5,12), свинина жирная (Сш„ = 82,76, Rp = 0,860, с= 6,20) и язык свиной (Cmin = 78,83, Rp = 0,844, с= 6,70).

IV.3 Компьютерный анализ аминокислотной сбалансированности белков нетрадиционного мясного сырья, продуктов переработки птицы и молока

Данные об аминокислотной сбалансированности белка нетрадиционного для промышленного производства продуктов детского питания мясного сырья -баранины, конины и оленины, идентифицированных в таблице IV.2 под номерами 1 - 3 позволяют утверждать, что, как и предполагалось, это сырье является весьма перспективным объектом промышленной переработки. Применительно к целям повышения качества продуктов для питания детей раннего возраста с позиций аминокислотной сбалансированности белка потенциально наилучшим сырьем может быть признана оленина (Cmin= 79,53, Rp = 0,870, о- 5,43), а затем баранина (Cmin = 78,06, Rp = 0,845, с= 6,58) и конина (Cmin = 78,18, Rp = 0,838, а= 6,95).

Анализируя мясное сырье, получаемое в результате обработки куриных тушек можно сделать вывод о том, что наиболее предпочтительным компонентом рецептур продуктов для питания детей раннего возраста в отношении сбалансированности аминокислотного состава белка являются ножные мышцы петушков (Cmin = 81,05, Rp = 0,856, с= 6,24), мясо цыплят второй категории ручной обвалки (Cmin = 76,84, Rp = 0,846, о= 6,40) и ножные мышцы курочек (Cmin = 74,50, Rp = 0,844, о= 6,33). Грудные мышцы курочек, и особенно петушков, а также механически обваленное мясо цыплят второй категории по таким показателям аминокислотной сбалансированности белка, как Rp и а, заметно уступают предыдущим видам сырья.

Среди яйцепродуктов последовательность расположения потенциального сырья для производства продуктов прикорма и питания детей раннего возраста по показателям аминокислотной сбалансированности белка выглядит следую* В настоящее время технологические и нутрициологические аспекты реализации этого направления прорабатываютя аспирантами Уховой H.A. и Храмченко C.B.

Таблица IV.2

Характеристики аминокислотной сбалансированности белков нетрадиционного мясного сырья, продуктов

переработки птицы и молока.

№ п/п Ингредиенты Массовая доля белка, % Незаменимые аминокислоты Стт, % Яр, дол. ед. а, г/100г белка эталона

о со ф с о мет +ЦИС Фен+ тир ф а. 1- П о. ь к Я а

Содержание, г/100 г белка

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 Баранина жилованная 1 сорта 16,3 4,83 7,65 7,92 3,71 7,28 4,41 1,27 5,26 78,06 0,845 6,58

2 Конина жилованная 1 категории 19,5 4,10 7,66 8,12 3,97 7,92 4,43 1,45 5,11 78,18 0,838 6,95

3 Оленина жилованная (окорок) 21,1 4,60 7,81 7,91 4,88 ■ 6,84 3,79 1,26 4,76 79,53 0,870 5,42

4 Петушки, грудные мышцы 21,3 4,7 в,86 7,59 3,89 7,04 4,33 1,74 69,96 0,782 8,93

5 Курочки, грудные мышцы 21,3 4,59 7,80 9,08 4,01 7,69 4,80 1,80 4,8 79,62 0,812 8,13

6 Петушки, ножные мышцы 19,4 4,64 7,94 8,27 3,66 7,16 4,51 1,45 5,71 81,05 0,856 6,24

7 Курочки, ножные мышцы 19,5 4,27 7,42 8,06 3,67 6,41 ■ 4,35 1,73 4,55 74,50 0,844 633

8 Мясо цыплят 2 категории механической обвалки 19,7 4,39 7,81 9,35 3,61 6,41 4,74 1,65 4,84 74,53 0,798 8,66

9 Мясо цыплят 2 категории ручной обвалки ' 19,8 4,27 7,53 8,63 3,64 6,99 4,13 1,60 4,80 76,84 0,846 6,40

10 Яйцо куриное целое 12,7 4,70 8,51 7,11 5,64 8,88 4,80 1,61' 6,08 86,86 0,841 7,55

11 Яйцо куриное, белок 11,1 5,66 8,26 6,15 6,22 9,64 4,35 1,52 6,62 82,04 0,776 10,85

12 Яйцо куриное, желток 16,2 5,60 8,52 7,14 4,26 8,60 5,12 1,46 5,76 86,99 0,857 6,65

13 Яичный порошок 46,0 5,87 8,09 5,19 4,78 9,67 5,74 1,57 5,54 69,25 0,714 12,72

Таблица 1У.2 Продолжение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

14 Сухой белок яйца куриного 82,4 5,89 8,52 6,13 6,35 10,0 4,47 1,54 6,63 81,78 0,756 12,10

15 Сухой желток яйца куриного 31,1 5,86 «,64 6,96 4,26 8,56 5,24 1,45 5,92 86,32 0,847 7,17

16 Сливки 40% пастеризованные 2,-14 5,87 8,49 7,38 3,44 9,26 4Д1 1,29 6,78 86,00 0,845 7,32

17 Сливки 35% пастеризованные 2,32 5,84 8,57 7,29 3,41 9,35 4,19 1,32 6,73 85,25 0,836 7,65

18 Сливки 30% пастеризованные 2,5 5,79 8,61 7,07 3,39 9,46 4,28 1,39 6,70 84,75 0,831 7,87

19 Сливки 20% пастеризованные 2,8 5,43 8,90 6,77 10,0 0 4,48, 1,43 6,61 83,25 0,812 8,82

20 Молоко нормализованное сухое 26,0 5,10 9,40 5,65 3,27 10,1 9 4,46 1,31 5,64 75,38 0,767 10,50

21 Молоко обезжиренное сухое 37,9 5,10 9,40 5,96 2,96 10,2 0 4,46 1,35 5,64 74,00 0,773 9,98

22 УФКМБ 88,9 6,6 11,2 10,2 3,46 9,4 5,1 1,61 6,87 86,50 0,728 14,83

23 Сыворотка сухая 12,0 5,51 6,95 4,57 8,65 4,97 1,43 4,59 88,27 0,892 4,91

24 Сыворотка сухая деминерализованная 12,7 5,88 8*38 7,50 4,43 7,75 4,63 1,53 4,65 85,46 0,875 5,59

25 Сухой ультрафильтрационный концентрат сывороточных белков 53,9 6,22 10,23 8,95 4,58 7,01 5,68 2,01 5,20 81,51 0,748 12,55

26 Сухой деминерализованный ультрафильтрационный концентрат сывороточных белков 55,0 6,21 10,22 8,99 4,61 6,99 5,66 2,03 5,22 81,28 0,746 12,70

щим образом: желток куриного яйца (Ст;п = 86,99, Яр = 0,857, о= 6,65), сухой желток куриного яйца (С™, = 86,32, Яр= 0,847, с= 7,17) и яйцо куриное целое (СШт = 86,86, Яр = 0,841, о= 6,55).

Среди продуктов переработки молока как потенциально наиболее выгодное по аминокислотной сбалансированности белка можно выделить такие виды сырья, как сыворотка сухая (Ст[„ = 88,27, Ир = 0,892, о= 4,91) и сывортка сухая деминерализованная (Ст„= 85,46, Яр= 0,875, ст= 5,59).

1У.4 Компьютерный анализ аминокислотной сбалансированности белков сырья растительного происхождения

За исключением капусты белокочанной и картофеля, в этом разделе рассматриваются такие виды растительного сырья, массовые доли белка в которых находятся на уровне не менее 7%. По аминокислотной сбалансированности этого макропитательного компонента все они самым существенным образом уступают сырью, информация о котором приведена в табл. IV. 1 и табл. IV.2. Однако и среди растительного сырья есть явно предпочтительные виды. Это топинамбур сухой (Стт = 84,25, Кр - 0.753, 12,68), белок соевый изолированный (СШт = 65,00, Яр= 0,719, о= 11,63) и крупа гречневая (Ст;„ = 56,08, Кр= 0,707, о= 10,64).

1У.5 Компьютерный анализ жирнокислотной сбалансированности животных жиров и растительных масел

В настоящее время общепризнанным фактом является то обстоятельство, что жирнокислотный состав продуктов для прикорма и питания детей младшего возраста является следующим по значимости после аминокислотного состава комплексным показателем, с помощью которого можно качественно и количественно оценивать функционально-метаболическую адекватность этих продуктов целям ординарного или специального детского питания. Если при разработке рецептур продуктов на молочной основе высокий уровень аминокислотной сбалансированности суммарного белкового их компонента может быть достигнут за счет тривиального обеспечения соотношения "молочный казеин : сывороточные белки молока" на уровне 0,4 - 0,6, то для более или менее удовлетворительного приближения жирнокислотного состава разрабатываемых продуктов к аналогичному показателю, соответствующему

Таблица IV.3

Характеристики аминокислотной сбалансированности белков продуктов растительного происхождения.

№ п/п Ингредиенты . Массовая доля белка, % Незаменимые аминокислоты, г/100 г белка Стт, % Ир, дол. ед. а, г/100г белка эталона

о <0 5 >2 0) с о с 1 мет 1 +ЦИС Фен+т ир <13 о. н с: а. ь с; 01 т

Содержание, г/100 г белка

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 Крупа рисовая 7,0 4,71 8,86 3*71 4,24 3,71 3,36 9,43 3,43 1,43 6,00 49,52 0,542 19,13

2 Крупа кукурузная 8,3 4,10 12,50 1,30 7,50 3,20 0,80 4,80 17,33 0,210 29,96

3 Крупа овсяная 11,0 3,62 6,36 3,82 8,27 3,18 1,55 4,30 50,91 0,677 11,15

4 Крупа гречневая 12,6 3,65 5,91 4,21 5,16 8,11 3,17 1,43 4,68 56,08 0,707 10,64

5 Крупа манная 10,3 4,36 7,86 2,48 3,64 7,86 3,05 1,06 4,76 33,07 0,432 19,93

6 Мука пшеничная, высший с. 10,3 4,17 8,25 2,43 2,91 7,28 2,62 0,97 3,79 32,40 0,457 17,58

7 Мука пшеничная, первый с. 10,6 5,00 8,31 2,74 3,97 8,30 3,11 1,13 4,81 36,53 0,448 20,64

8 Толокно овсяное 12,2 6,80 9,09 3,68 4,26 8,77 3,60 1,96 6,72 49,07 0,501 22,41

9 Белок соевый изолированный групп виРРЮ 90,0 4,90 8,10 6,30 2,60 9,40 3,70 1,50 4,90 65,00 0,719 11,63

9 Капуста белокочанная 1,8 2,78 3,56 3,39 2,33 3,39 2,50 0,56 3,22 36,28 0,765 5,11

10 Картофель 2,0 4,30 6,40 6,65 2,45 9,40 4,85 1,40 6,10 61,25 0,674 13,60

11 Морская капуста 7,3 2,39 5,00 3,48 5,43 5,94 6,09 одо 3,62 6,67 0,093 28,99

12 Топинамбур сухой 8,9 5,60 8,70 6,70 3^7 11,0 6,20 2,90 8,10 84,25 0,753 12,68

Примечание. В таблицах IV. 1 - IV.3 выделены лимитирующие аминокислоты

зрелому женскому молоку, обычно (совершенно неоправданно) используется до 5 (не менее 3) жиросодержащих компонентов, в подавляющем большинстве случаев растительного происхождения. Вместе с тем хорошо известны публикации акад. РАСХН Липатова H.H. (мл.) и его школы, убедительно доказывающие, что с помощью методов компьютерного проектирования очень высокая степень адекватности зрелому женскому молоку жирнокислотного состава поликомпонентных продуктов детского питания может быть достигнута за счет использования совместно с молочным жиром (или без него) одного вида животного жира и одного вида растительного масла. В целях информационного обеспечения удобства компьютерной оптимизации жирнокислотного состава продуктов на мясной основе для прикорма и питания детей раннего возраста автором настоящей диссертации осуществлена систематизация приведенных в различных литературных источниках экспериментальных данных, касающихся жирнокислотного состава жира потенциальных рецептурных ингредиентов животного и растительного происхождения. Эти данные и рассчитанные на их основании значения коэффициента жирнокислотной сбалансированности приведены в таблице IV.4. Их анализ позволяет сделать следующие выводы.

Наибольшей адекватностью по сравнению с жиром зрелого женского молока, оцениваемой коэффициентом жирнокислотной - сбалансированности, учитывающим соотношения сумм насыщенных, мсноненасыщснных и полиненасыщенных жирных кислот, обладают (в порядке убывания): жир свиной топленый, шпик хребтовый, шпик боковой, свинина жирная, свинина полужирная, яйцо куриное целое и яйцо куриное целое сухое.

В случае, когда коэффициент жирнокислотной сбалансированности рассчитывается не только с учетом соотношения сумм насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, но и соотношения линолевой, линоленовой и арахидоновой полиненасышенных жирной кислот, наибольшей сбалансированностью характеризуются жир яйца куриного целого и желтка яйца куриного целого. Далее следует жир свиной топленый, свинина полужирная, свинина жирная, яйцо куриное целое сухое, шпик хребтовый и шпик боковой. Из растительных масел наилучшей сбалансированностью по соотношению сумм насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот характеризуется масло оливковое рафинированное. С учетом

Таблица 1У.4

Характеристики жирнокислотного состава потенциальных жиросодержащих ингредиентов рецептур специализированных продуктов детского питания на мясной основе.

№ п/п Ингредиенты Массовая доля жира,% Жирные кислоты Коэффициент жирнокислотной сбалансированности Кьдол.ед.

* X ы * X I пнжк линолевая линоленовая арахидоновая

Содержание, г/100 г липидов ¡=1...3 ¡=1...6

1 3 4 6 7 8 9 11

1 Жир свиной топленый 99,7 Г39,64 45,56 10,61 9,40 0,71 0,50 0,913 0,820

2 Шпик хребтовый 98,7 42,20 42,40 9,80 8,50 1,00 0,30 0,915 0,693

3 Шпик боковой 98,1 43,70 42,00 9,70 8,30 1,20 0,20 0,902 0,642

4 Свинина жирная 70,0 35,70 44,65 10,64 9,70 0,65 0,39 0,885 0,794

5 Свинина полужирная 40,0 35,50 46,20 10,98 9,85 0,71 0,42 0,868 0,804

6 Жир северных оленей 99,1 34,56 29,18 33,62 21,77 7,95 3,80 0,585 0,355

7 Молоко нормализованное сухое 23,70 62,99 31,98 3,95 0,84 2,10 1,01 0,519 0,381

8 Сливки 20% 20,00 59,70 30,31 4,71 2,10 0,90 1,71 0,581 0,478

9 Сливки 30% 30,00 59,70 30,31 4,71 2,10 0,90 1,71 0,581 0,478

10 Сливки 35% 35,00 59,70 30,31 4,71 2,10 0,90 1,71 0,581 0,478

11 Сливки 40% 40,00 59,70 30,31 4,71 2,10 0,90 1,71 0,581 0,478

12 Яйцо куриное целое 11,50 26,44 43,21 10,95 9,56 0,52 0,87 0,817 0,839

13 Отделенный желток" яйца куриного целого 24,75 26,43 43,21 10,93 9,55 0,51 0,87 0,817 0,839

14 Яйцо куриное сухое целое 37,30 30,35 41,18 8,36 6,97 0,67 0,72 0,778 0,771

15 Сухой "желток" яйца куриного целого 52,20 30,35 41,18 8,36 6,97 0,67 0,72 0,778 0,771

Таблица IV.4 Продолжение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И

16 Масло кокосовое рафинированное 99,90 84,60 7,80 1,70 1,70 - - 0,229 0,000

17 Масло кукурузное рафинированное 99,90 13,30 24,00 57,60 57,00 0,60 - 0,336 0,000

18 Масло оливковое рафинированное 99,90 15,75 66,90 12,10 12,00 0,10 - 0,620 0,000

19 Масло подсолнечное рафинированное 99,90 11,30 23,80 59,80 59,80 - - 0,314 0,000

20 Масло рапсовое рафинированное 99,85 3,00 70,00 22,40 13,90 8,50 - 0,126 0,000

21 Масло соевое рафинированное 99,90 13,90 19,80 61,20 50,90 10,30 - 0,311 0,000

Таблица 1У.5

Аминокислотный и липидный составы зрелого женского молока

Массовая доля белка, % Незаменимые аминокислоты

изо лей ЛИЗ мет +цис фен+ тир тре трп вал

Содержание, г/100 г белка

1,4 4,60 9,80 7,50 4,00 8,60 4,60 1,50 5,20

Массовая доля жира, % Жирные кислоты

£НЖК ХМНЖК X ПНЖК линолевая линоленовая арахидоновая

Содержание, г/100 г липидов

3,8 41,78 43,03 12,42 10,85 0,62 0,95

того, что все шесть растительных масел, перечисленных в таблице 1У.4, не содержат арахидоновой кислоты, их комплексная сбалансированность равна нулю.

V КЛАССИФИКАЦИЯ СЫРЬЯ И ДОБАВОК КАК ИСТОЧНИКОВ НУТРИЕНТОВ И ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ СПЕЦИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ

У.1 Количественная макронутриентная классификация сырья для производства продуктов детского питания

Анализ информации, изложенной в предыдущем разделе диссертации, явился основой для формирования количественно оперирующей классификации традиционного и перспективного сырья для производства продуктов детского питания. Исходя из того, что естественным нутриентным эталоном продуктов для питания детей раннего возраста является материнское молоко и учитывая, что наибольшее значение в этот период кормления детей придается белковым компонентам, именно этот макронутриент используется как доминантный в описываемой ниже классификации. В этой связи далее используются более или менее часто встречающиеся в литературе понятия: белковое сырье, белково-жировое сырье, белково-углеводное сырье, жировое и углеводное сырье, а также задействованы такие словосочетания, как белково-жиро-углеводное, белково-углеводо-жировое, жиро-белковое, жиро-углеводное, жиро-белково-углеводное, жиро-углеводо-белковое, углеводо-белковое, углеводо-жировое, углеводо-белково-жировое, углеводо-жиро-белковое сырье.

Касаясь количественных критериев отнесения основного макронутриенто-содержащего сырья для производства ПДП к одной из перечисленных выше групп, автор отдает себе отчет в том, что численные границы этих критериев, строго говоря, являются условными, однако они позволяют перейти от качественных характеристик к количественным.

Вне зависимости от своего происхождения (животного или растительного), в группе белковое сырье объединено такое, в котором массовая доля белка Ра в сухом веществе составляет не менее 75%. К группам жирового или углеводного сырья относятся такие его виды, для которых соответственно массовые доли жира Ьа или углеводов Сл составляют не менее 75% от сухого вещества.

В группу белково-жирового сырья включены такие виды сырья, для которых справедливы неравенства:

75%> Р„ >50%; 50%>Ъа>25%.

К белково-углеводному относится сырье, обеспечивающее выполнение неравенств:

75%> Ра >50%; 50%> С„ >25%.

К группе белково-жиро-углеводного сырья отнесено такое, для которого: 75%>Ра>50%; 50%> (Ь+С)„ >25%; 12,5%> Сл >0%.

Применительно к белково-углеводо-жировому сырью эти ограничения видоизменяются следующим образом:

75%>Ра>50%; 50%>(С+Ь),,>25%; 12,5%>Ь„>0%.-

В группу жиро-белкового сырья объединены такие виды сырья, для которых:

75%>Ь„>50%; 50%>Ра>25%.

Для группы жиро-углеводного сырья неравенства приобретают вид: 75%>Ь„>50%; 50%>С()>25%.

По аналогии с предыдущими рассуждениями к группе жиро-белково-углеводного сырья относятся такие его виды, для которых справедливы неравенства:

75%>Ь(1>50%; 50%>(Р+С)„>25%; 12,5%>Са>0%.

В группу жиро-углеводо-белкового объединены такие виды сырья, для которых:

75%>Ьа>50%; 50%> (С+Р)(1>25%; 12,5%>Р<,>0%.

К группе углеводо-белковое или углеводо-жировое сырье относятся такие виды сырья, для которых:

А. 75%>Са>50%; 50%>Ра>25% или В. 75%>С(1>50%; 50%>Ьа>25%.

В группу углеводо-белково-жирового сырья объединены виды сырья, описываемые следующими неравенствами:

75%>С„>50%; 50%>(Р+Ь)„>25%; 12,5%>Ц,>0%.

И, наконец, к группе углеводо-жиро-белкового относится сырье, для которого справедливы неравенства:

75%>Са>50%; ,50%>(Ь+Р)Й>25%; 12,5%>Р<,>0%.

Исходя из результатов компьютерной оценки нутриентной адекватности различных видов сырья для производства продуктов детского питания (см. раздел IV) к предпочтительным видам ординарного композиционного (не предполагающего выполнения функций аминокислотного обогащения или каких-либо

других нутриентных или метаболических функций) белкового (в общем случае и других групп белковосодержащего) сырья в настоящей диссертации отнесены такие, аминокислотная сбалансированность белка которых характеризуется следующими значениями численных критериев: Ст|„>75%, ^,>0,825, о<8,50.

К предпочтительным видам ординарного композиционного жирового (жи-росодержащего) сырья отнесены такие его виды, К.^ 0=1...3) которых превосходит 0,55.

К предпочтительным аминокислотообогащающим видам белкового (белковосодержащего) сырья отнесены такие, белок которых содержит необходимые для обогащения разрабатываемых продуктов детского питания аминокислоты в количествах, характеризуемых скорами (к белку зрелого женского молока), превышающими 120%.

К предпочтительным жирнокислотобалансирующим видам жирового (жиросодержащего) сырья отнесены такие его виды, для которых массовые доли арахидоновой и (или) линоленовой кислот более чем в 2 раза превосходят соответствующие показатели жира зрелого женского молока.

Учитывая тот факт, что в качестве основного сырья для производства продуктов детского питания в настоящей диссертации рассматривается мясное, приложение изложенных выше классификационных представлений к макро-нутриентной дифференциации приведенных в разделе IV видов этого сырья автор диссертации считает возможным изложить (на примере говядины и свинины) следующим образом.

- В силу специфики общехимического состава мясное сырье может быть отнесено к таким группам классификации, как белковое, белково-жировое, жиро-белковое или жировое.

- К группе белкового сырья относятся 12 из 13 технологически важных анатомически выделяемых мышц КРС: заостная, предостная, трехглавая, длиннейшая спины, длиннейшая поясницы, приводящая, полусухожильная, полуперепончатая, гребешковая, среднеягодичная, двуглавая и четырехглавая, а также говядина жилованная высшего сорта.

- Шейная мышца так же, как и говядина жилованная первого сорта, говядина жилованная второго сорта, мышечно-жировая и соединительнотканная фракции механически жилованной говядины второго сорта, относятся к группе бел-ково-жирового сырья.

- Десять из одиннадцати технологически важных анатомически выделяемых свиных мышц: заостаая, предостная, трехглавая, длиннейшая спины, длиннейшая поясницы, полусухожильная, полуперепончатая, среднеягодичная, четырехглавая и двуглавая - относятся к группе белково-жирового сырья.

- Анатомически выделенная шейная мышца свиньи, свинина нежирная и свинина полужирная относятся к группе жиро-белкового сырья.

- Свинина жирная, шпик боковой, шпик хребтовый и жир свиной топленый относятся к группе жирового сырья.

Резюмируя информацию, приведенную в этом разделе диссертации, автор полагает, что она является достаточной основой для оптимизации структуры и формы наполнения банков данных по нутриентной адекватности сырья, используемого и перспективного для производства поликомпонентных макро-нутриентносбалансированных продуктов детского питания, в т.ч. для питания детей раннего возраста, включая постнатальный период. Подобная оптимизация существенным образом упростит работу специалистов, занимающихся компьютерным проектированием нового поколения продуктов детского питания и особенно тех из них, квалификация и возможность интуитивного выбора базовых вариантов которых не превосходит среднего уровня.

У.2 Функциональная классификация добавок

Термин "пищевые добавки" в соответствии с принятыми международными представлениями распространяется на "вещества или смеси веществ, не являющиеся основными пищевыми продуктами, находящиеся в них в результате любого аспекта обработки, хранения и упаковки". Применительно к продуктам детского питания подобное определение понятия "пищевая добавка" объединяет две независимые группы веществ.

К первой группе относятся те из них, которые используются в рецептурах продуктов целенаправленно. Составляющие эту группу пищевые добавки принято называть "прямыми". Другая группа добавок включает вещества, попадающие в продукты детского питания в процессе доставки сырья, его переработки и упаковки готовых изделий непреднамеренно. Эти добавки называются "косвенными'.

Целью использования пищевых добавок первой группы в технологиях продуктов детского питания является придание им или используемому для их про-

изводства основному сырью специальных свойств, достижение которых без внесения добавок в ходе технологической обработки не может быть обеспечено.

Предлагаемая в диссертации (см. рис'.УЛ) схема-классификация прямых пищевых добавок дифференцирует их на два класса: функционально-корректирующие и органолептико-корректирующие.

Функционально-корректирующие пищевые добавки подразделяются на функционально-технологические, т.е. те, которые влияют на свойства сырья и вырабатываемой продукции в ходе технологических производственных процессов и хранения (до употребления в пищу), и функционально-метаболические, то есть те, которые обеспечивают изменение доминантных свойств, проявляющихся в процессе поглощения пищи, ее переварения, усвоения и эвакуации продуктов катаболизма.

Органолептико-корректирующие пищевые добавки обеспечивают целенаправленное изменение таких важных индивидуально воспринимаемых показателей качества продуктов детского питания, как их вкусовая гамма, ароматический букет, консистенция и цвет. Как ни парадоксально, но именно эти показатели оказывают огромное влияние на покупательскую популярность продуктов детского питания. Целесообразно привести пояснения и примеры некоторых групп пищевых добавок первого класса.

Лиофобшизирующие — это добавки, приводящие к снижению гидратацион-нОй способности белковых веществ. Примерами таких добавок являются пищевые кислоты и хлорид кальция в технологии продуктов детского питания на молочной основе.

Лиофилизирующие - это добавки, противоположные лиофобилизирующим. Их примером являются фосфаты в технологии продуктов питания на мясной основе.

Бактериогенные - это микробиологические моно- и поликультуральные препараты и специальные компоненты, обеспечивающие активный рост технологически и (или) метаболически позитивных микроорганизмов. .

РисЛМ Схема-классификация прямых пищевых добавок

В технологии продуктов детского питания на молочной основе - бакзаква-ски, бакконцентраты. В технологии продуктов на мясной основе - гидролизаты полисахаридов, лактоза, лактулоза и т.д.

Бактериоцидные и бахтериостатическж добавки -это различные микроколичества веществ, полностью угнетающих микроогранизмы или замедляющих их развитие. Примерами таких добавок являются препараты сорбиновой и янтарной кислот, хлорид кальция.

Микротендеризирующие добавки. В технологии продуктов детского питания на мясной основе специфические протеазы, "диспергирующие" четвертичные и третичные структуры макробелкового цитокаркаса эластина и коллагена.

Пептизирующие добавки — это специфические протеазы, гидролизующие в ходе технологической обработки пептидные связи, ответственные за вторичную и первичную структурную упорядоченность белковых макромолекул.

Гидролазоактивизирующие — это добавки, представленные нативными, фракционированными или препарированными пищевыми веществами, обеспечивающие в ходе технологической обработки сырья повышение активности гидролаз. В технологии продуктов детского питания на мясной основе к таким добавкам, активизирующим, например, эффективность протеолитического размягчения мясного сырья эндогенными и экзогенными ферментами, относятся растительные масла с высоким содержанием юз полиненасыщенных жирных кислот или препараты этих кислот.

Протовитальные антиоксиданты. К добавкам этой группы относятся природные или синтетические пищевые вещества, ингабирующие окислительную порчу жира в процессе изготовления и хранения пищевых продуктов.

К функционально-метаболическим добавкам относятся следующие.

Витаанмиоксидантные добавки — это природные или синтетические пищевые вещества, ингибирующие окисление липопротеидных мембран клеточных структур организма ребенка. Ярким примером антиоксидантных добавок той и другой групп является токоферол (витамин Е).

Алиментарнокорректирующие — это добавки, балансирующие аминокислотный, жирнокислотный или углеводный состав продуктов детского питания, а также обеспечивающие адекватные количества витаминов, макро- й микроэлементов.

Переваростимупирующие добавки - это вещества, активизирующие при рН и буферности, соответствующих условиям в желудке и (или) кишечнике ребенка. протеолитические, амилолитические и липолитические ферментные системы. Примеры — препараты панкреатина и пепсина, со3 жирные кислоты.

Эвакуаторостимулирующие добавки — это негидролизуемые или слабо-гидролизуемые ферментными системами желудка и кишечника полисахариды и белки, транзитные сорбенты и комплексообразователи. Примеры — клетчатка, препараты целлюлозы, пектины, соединительнотканные белки мяса, казеин и др. •

Иммуно- и гемопоэзостимулирующие -— это вещества, активизирующие иммунную систему организма и функцию красного кроветворения. Примерами таких добавок являются витамины, янтарная кислота, лизоцим, усвояемые (более чем на 25%) естественноорганические и минеральные соединения железа, некоторые макро- и микроэлементы.

Использование прямых пищевых добавок при производстве продуктов детского питания сопряжено с необходимостью решения целого ряда проблем медико-биологического и технологического характера.

Как показал опыт, накопленный в ходе выполнения настоящей диссертационной работы, сотни видов пищевых добавок, представленных на российском рынке, относящихся к группам функционально-технологических и органолеп-тикокорректирующих, обеспечивая достаточно высокую эффективность в отношении снижения расходов сырья, необходимого на производство единицы' готовой продукции, стабилизацию ее структурно-механических характеристик, повышение хранимоспособности и улучшение органолептики, в большинстве случаев не влияют положительно на комплекс медико-биологических показателей продуктов детского питания.

Многие добавки функционально-метаболического назначения, обеспечивающие повышение медико-биологических характеристик и придание продуктам детского питания специально задаваемых свойств, могут быть использованы только в микроколичествах, не превышающих 10"4 -10"6 от массы основного сырья. Равномерное распредедение таких количеств пищевых добавок по всему объему поликомпонентной смеси, являющейся основой продуктов детского питания нового поколения, представляется весьма сложной технологической проблемой, решение которой связано с применением специальных приемов или оборудования.

Автор надеется, что предлагаемая классификация прямых пищевых добавок и приведенные им рассуждения о перспективах их использования в технологиях продуктов детского питания общего и специального назначения помогут исследователям и Практикам целенаправленно ориентироваться в выборе этих веществ как позитивных микрокомпонентов рецептур, обращая при этом особое внимание на обеспечение гарантированной пищевой безопасности готовых изделий.

VI ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ВИДОВ

ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ НА БАЗЕ ТРАДИЦИОННЫХ МЯСНОГО СЫРЬЯ И ДОБАВОК

Комплексом вопросов, связанных с совершенствованием рецептур продуктов детского питания на мясной основе, автор настоящей диссертации начал заниматься в 1994-1995 г.г. и руководствовался при этом опытом, накопленньм специалистами, задействованными в разработке продуктов детского питания на молочной основе, а также работами, выполняемыми в лаборатории детского питания Всероссийского научно-исследовательского института мясной промышленности (ВНИИМП), возглавляемой д.т.н., проф. Устиновой A.B.

В ходе выполнения собственных исследований было установлено, что одной из не обговариваемых вслух актуальных в условиях гипертрофированной рыночной экономики целей, достигаемых в ходе совершенствования рецептур, является обеспечение покупательской способности разрабатываемых продуктов детского питания, т.е. прямое или косвенное снижение их себестоимости или существенное повышение их потребительских свойств.

Ниже излагаются представления автора по этим вопросам, сформулированные им как логически неальтернативные методологические подходы, самым непосредственным образом использующие результаты системных исследований, приведенные в разделе II настоящей диссертации.

VL1 Обоснование методологии аминокислотного обогащения рецептур продуктов детского питания, обеспечивающей снижение себестоимости

готовых изделий

Исходя из общепризнанного представления о том, что продукты детского питания на основе мясного сырья прежде всего являются источниками хорошо

сбалансированных по аминокислотному составу и легко перевариваемых ферментами желудочно-кишечного тракта белков, описываемая в этом разделе методология совершенствования рецептур должна оперировать качественными и количественными критериями доклинической аналитико-эмпирической оценки влияния концентрационно-технологических факторов на суммарный белок вновь разрабатываемого продукта.

Опираясь на работы, выполненные в середине 80-х годов прошедшего столетия д.м.н., проф. Высоцким В.Г., можно констатировать, что для индивидуального белка любого вида пищевого сырья, в т.ч. и мясного, существует множество физиологически сочетаемых с ним традиционных (перспективных) видов сырья животного и растительного происхождения, белок которых либо обогащается мясным, либо обогащает его, либо они взаимообогащаются незаменимыми аминокислотами.

Количественно интерпретируя эти ситуации, оперируя при этом таким численным показателем, как минимальный аминокислотный скор, их можно дифференцировать следующим образом. Первая, когда белок композиционного сырья, предназначенного для снижения себестоимости рецептуры, обогащается незаменимыми аминокислотами (HAK) белка основного мясного сырья. Этой ситуации соответствуют следующие условия. Минимальный аминокислотный скор Стщ суммарного белка смеси композиционного и традиционного мясного сырья превосходит минимальный скор СШтх индивидуального белка композиционного сырья и уступает скору СШто белка традициошюго мясного сырья:

CminO— Cmin£ ^Cmtox (VI.1.1)

Вторая - белок основного мясного сырья обогащается HAK белка композиционного сырья, при этом минимальный скор смеси превосходит минимальный скор традиционного мясного сырья, но уступает минимальному скору композиционного сырья. В символьной форме это условие описывается следующим образом: Cmirli>Crai0j>Craino (VI.1.2)

И, наконец^ третья ситуация, связанная со взаимным аминокислотным обогащением белка традиционного и композиционного мясного сырья. Формально она соответствует условиям, когда минимальный скор белка смеси превосходит как минимальный скор белка традиционного сырья, так и минимальный скор белка композиционного сырья. В символьной форме это значит:

CmioJ > Cmin0 И Cmjn^Cminj

(VI. 1.3)

Оценивая вышеописанные ситуации (варианты) обогащения белков, сориентированные на снижение себестоимости готовых изделий, физиологически непротиворечивое предпочтение можно отдать варианту взаимообогащения.

Эффективность выбора вида композиционного сырья, обеспечивающего выполнение одного из перечисленных выше вариантов обогащений, самым непосредственным образом связана с квалификацией и интуицией разработчика.

Количественное обоснование соотношений традиционного и композиционного сырья, обеспечивающих достижение требуемого уровня соответствия одному из вариантов обогащения, может быть осуществлено с помощью чрезвычайно легко реализуемого бинарного графо-аналитического метода, предложенного д.т.н., проф. Высоцким В.Г., или расчетного алгоритма, обоснованного к.т.н. Михайловым H.A. В случае необходимости использования в рецептурах вновь разрабатываемых продуктов детского питания более чем одного вида композиционного сырья постадийное выполнение итераций графо-аналитического метода или расчетного алгоритма легко сворачивает задачу к бинарной.

Вместе с тем следует особо обратить внимание на тот факт, что, в отличие от бинарного графо-аналитического метода, алгоритмы, описанные в разделах IV и VII настоящей диссертации и соответствующее им программное обеспечение, являющееся интеллектуальной собственностью НИИДП РАСХН, позволяют легко рассчитать содержание в разрабатываемых рецептурах продуктов детского питания практически всех макро- и микронутриентов, характеризующих пищевую ценность.

Схема реализации методологии "АКС обогащения" рецептур новых видов продуктов детского питания приведена на рис. VI. 1.

ПБ - пищевая безопасность БЦ- биологическая ценность ПЦ- пищевая ценность АКС— аминокислотный состав

Рис.VI. 1 Блок-схема методологии "АКС-обогащения" рецептур продуктов детского питания.

При оценке пищевой безвредности, ресурсности и биологической ценности белкового компонента композиционного сырья и разрабатываемых с помощью методологии "АКС обогащения" рецептур продуктов детского питания и при оценке их пищевой ценности автором использованы подходы и критерии, изложенные в разделе II настоящей диссертации, а также формулы, критерии и алгоритмы, приведенные в разделе IV.

VI.2 Методология совершенствования новых видов продуктов детского питания как объектов стабилизации позитивной "технологической функциональности"

Это направление затрагивает как стоимостные аспекты производства продуктов детского питания на мясной основе, так и аспекты, связанные с формированием ряда позитивных потребительских характеристик.

При его реализации, как и в предыдущем случае, непременным условием остается обеспечение высокого уровня качества суммарного белкового компонента готового изделия. Снижение себестоимости продукции предусматривает не только невысокую стоимость композиционного сырья, но и направленное влияние этого сырья на такие показатели производственных ресурсозатрат, как технологические потери на различных стадиях подготовки и обработки рецептурных смесей. Как показывает практика, достижение подобного эффекта сопровождается улучшением ряда потребительских характеристик готовых изделий, в формировании которых доминантными являются те же физико-химические свойства композиционного сырья или смеси композиционного и традиционного сырья, которые ответственны за снижение технологических потерь. В частности, наблюдается:

- повышение седиментационной и кинетической устойчивости дисперсных фаз и дисперсионной среды разрабатываемх продуктов детского питания;

стабилизация их изотермичесхи квазитиксотропных структурно-консистентных свойств.

В концепции автора методология совершенствования новых видов продуктов детского питания, связанная со стабилизацией их позитивной технологической функциональности, предусматривает следующие этапы:

1. Формирование комплекса формализованных медико-биологических требований к безопасности рецептурных ингредиентов (и традиционных, и композиционных).

2. Формирование формализованного комплекса доминантных показателей пищевой ценности разрабатываемых продуктов детского питания.

3. Формирование качественных и (или) количественных требований к показателям технологической функциональности рецептурных смесей и себестоимости готовых изделий.

4. Экспертиза и обоснование предпочтительных видов ресурсного композиционного сырья, отвечающего критериям реализации трех предыдущих этапов предлагаемой методологии.

5. Выбор и реализация методов расчета оптимальных соотношений традиционных и композиционных видов сырья.

6. Выбор и реализация методов расчета доминантных характеристик пищевой ценности разрабатываемых видов продуктов детского питания.

7. Обоснование и реализация предпочтительной технологической схемы производства разрабатываемых видов продуктов детского питания. '

8. Экспертно-аналитическая оценка показателей пищевой адекватности разработанных видов продуктов детского питания, включая их органолептику;

9. Коррекция концентрационно-технологических факторов.

У1.3 Методология повышения нутриентнозависимой адекватности продуктов детского питания

Это направление совершенствования новых видов продуктов детского питания на базе традиционного сырья и добавок является наиболее наукоемким, т.к. связано с изменением качественных показателей продукции, обычно не сопровождающимся снижением себестоимости и визуально не отслеживаемым потребителями, а также улучшением (возрастанием) ее соответствия ужесточающимся медико-биологическим требованиям. Большая роль в реализации этого направления принадлежит описанным в разделе У.2 настоящей диссертации прямым пищевым добавкам, относящимся к группе функционально-метаболических., и в первую очередь, к ее чрезвычайно важной подгруппе -алиментарно-корректирующих.

Не отвергая допустимости использования методологии концентрационного повышения нутриентозависимой адекватности разрабатываемых продуктов детского питания за счет использования специальных видов композиционного сырья, можно утверждать, что применение алиментарно-корректирующих добавок является более эффективным, т.к. существенно в меньшей степени влияет на потенциально возможные негативные изменения доминантных мак-ронутриентных характеристик пищевой ценности.

Как показывает опыт совместной работы в этом направлении автора настоящей диссертации с ведущими учеными Института питания РАМН, НИИДП и ВНИИМП РАСХН, необходимость повышения нутриентнозависимой адек-

ватности вновь создаваемых продуктов детского питания продиктована прежде всего необходимостью увеличения анаболической эффективности как ординарных, так и продуктов для питания детей, страдающих какими-либо алиментарно-зависимыми заболеваниями или предрасположенных к ним.

Изложенная в настоящем разделе методология успешно апробирована при разработке продуктов детского питания, обогащаемых физиологичными мине-ралоорганическими соединениями - носителями макро- и микроэлементов, во-до- и жирорастворимых витаминов.

Эта методология предполагает реализацию 1,2,6,7,8 и 9 блоков методологии, описанной в предыдущем разделе настоящей диссертационной работы. Схема взаимосвязи перечисленных блоков представлена на рис.У1.2.

Рис.У1.2. Схема взаимосвязи блоков методологии повышения нутриентозави-симой адекватности продуктов детского питания. Специфическими являются следующие блоки:

- 3-й блок, предусматривающий формирование качественных и количественных требований к алиментарной коррекции (адаптации) рецептурных смесей физиологичными минерало-органическими компонентами прямых функционально-метаболических добавок;

- 4-ый - экспертиза и обоснование предпочтительных видов алиментарно-корректирующих добавок, отвечающих критериям реализации трех предыдущих блоков;

- 5-ый - выбор и реализация методов расчета оптимальных количеств предпочтительных видов алиментарнокорректирующих добавок.

VI.4 Основные результаты реализации методологии создания новых видов продуктов детского питания на базе традиционного мясного сырья и

добавок

Описанные выше методологические подходы позволили в период 1990 -2000 г.г. создать около 60 новых видов продуктов детского питания на мясной основе, производство которых было налажено на заводе детского питания ЗАО "Мясокомбинат "Тихорецкий". Эти продукты успешно реализуются на российском рынке и выдерживают жесткую конкуренцию с импортными аналогами. В настоящее время совместно со специалистами НИИ детского питания и лабота-тории детского питания ВНИИМП создается автоматизированный компьютерный банк рецептур этих продуктов, содержащий уникальные информационные блоки, касающиеся комплексной оценки нутриентной и метаболической адекватности виртуальных моделей продуктов, соответствующих этим рецептурам. В качестве самостоятельных файлов в этих информационных блоках содержатся статистически обработанные результаты инструментального измерения дифференциальных показателей нутриентной и метаболической адекватности реально произведенных продуктов детского питания, реализуемых на отечественном продовольственном рынке.

В наибольших объемах реализованы продукты детского питания, выработанные по нормативно-технической документации, рецептуры технологических инструкций которой спроектированы на базе вышеизложенных подходов. Этими продуктами являются:

• "ГЕМАЛАД- антианемический продукт для детского питания" - ТУ 9283199-00008064-96;

• "Консервы мясорастительные для детского питания" - ТУ 9217-19100008064-96;

• "Консервы. Паштет мясной для дошкольного, школьного и диетического питания " - ТУ 9217-215-00008064-98;

• "Консервы. Крем мясной для детского и диетического питания " - ТУ 9217216-00008064-98;

• "Консервы мясные для лечебно-профилактического питания детей" - ТУ 9217-217-00008064-98;

• "Консервы из мяса, овощей и круп для детского питания" - ТУ 9217-22200008064-98;

• "Консервы из мяса цыплят для лечебного питания детей раннего возраста " -ТУ 9216-302-23476484-99;

• "Консервы мясные для детского и диетического питания" - ТУ 9216-30323476484-98;

• "Консервы на основе мяса цыплят для детского питания" - ТУ 9216-30423476484-2000;

• "Консервы мясорастительные для детского питания" — ТУ 9217-30523476484-99;

Примеры компьютерного анализа нутриентной адекватности некоторых из этих консервов будут приведены в главе VIII настоящей диссертации.

VII МЕТОДОЛОГИЯ ОПТИМИЗАЦИИ КАЧЕСТВА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ НА БАЗЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВИДОВ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ДОБАВОК

Этот раздел диссертационной работы посвящен обобщению собственных представлений автора, а также результатов, полученных ведущими исследователями в интенсивно развивающейся области знаний, объединяющих представления современной трофологии, биофизико-химическйх основ пищевой технологии, информатики и частных технологий продуктов питания для детерминированных по возрасту и метаболическому статусу групп детей. Учитывая опыт и специфику научно-практических интересов автора, можно констатировать, что наибольшее внимание уделено комплексу вопросов,

связанных с совершенствованием качества продуктов детского питания, производимых на базе или с использованием компонентов переработки мясного сырья.

VII. 1 Медико-биологические аспекты оптимизации рецептур

В укрупненном представлении эти аспекты предопределяют комплекс необходимых и достаточных условий, обеспечивающих возможность количественно отражаемого улучшения качества продуктов детского питания и правомерность их отнесения к так называемым продуктам нового поколения. Приступая к краткому изложению существа доминантных групп этих аспектов, следует отметить, что многие из них неоднократно упоминались в предыдущих разделах диссертационной работы. Прежде всего, это относится к пищевой безопасности, биологической ценности и пищевой ценности. Касаясь биологической ценности белковых компонентов продуктов детского питания нового поколения следует обратить внимание на тот факт, что, помимо общепринятой аминокислотной сбалансированности, в предлагаемой методологии учитывается индивидуальная переваримость белков- их рецептурных компонентов, а также фракционный (молекулярно-массовый) состав. Количественно подобный учет осуществляется с помощью математических моделей, разработанных под руководством акад. РАСХН Липатова H.H. (мл.). Не менее важным является то обстоятельство, что методология предусматривает оценку и коррекцию жирнокислотного состава как отдельных сырьевых компонентов, так и разрабатываемого продукта в целом. Это связано с тем, что роль жира в детском питании далеко не ограничивается его вкладом в энергетическую ценность продукта, т.к. такие его составляющие, как полиненасыщенные жирные кислоты, обоснованно отнесенные физиологами к разряду эссенциальных нутриентов, принимают участие в анаболических процессах, связанных с формированием чрезвычайно важных морфологических элементов, органов и тканей развивающегося детского организма.

Учитывая то, что в настоящее время существуют эффективные алгоритмы и программое обеспечение для моделирования влияния набора и соотношений макро- и микронутриентов на их абсолютные и относительные количества в поликомпонентных пищевых смесях, медико-биологические аспекты методологии оптимизации рецептур продуктов питания нового поколения предусматривают формирование и качественных и формализованных требований в от-

ношении элементного и витаминного составов продуктов с заранее планируемыми неординарными метаболическими свойствами.

Как самостоятельные, дополнительные свойства, которые являются желательными, а в ряде случаев и обязательными для поликомпонентных продуктов детского питания нового поколения, медико-биологические аспекты методологии оптимизации их качества рассматривают пребиотичность и иммунокоррек-цию. В этой связи обсуждаемые аспекты базируются на результатах работ, выполненных в постановке НИИ детского питания РАСХН под руководством д.б.н., проф. Щербаковой Э.Г. ведущими специалистами РМА ПО, НЦ здоровья детей РАМН, МНИИЭМ им. Г.Н.Габричевского. При этом в качестве перспективных физиологичных пребиотиков и иммунокорректоров предусматривается использование лактулозы, лизоцима, нуклиената натрия, янтарной кислоты, для которых достоверно установлены позитивные дозозависимые эффекты.

Последовательность и направленность привлечения медико-биологических аспектов к формированию качества ПДП нового поколения, соответствующие предлагаемой методологии, представлены на pHc.VII.l.

VII.2 Алиментарные эталоны и критерии оценки нутриентной адекватности

Эти аспекты реализации методологии оптимизации качества поликомпонентных продуктов детского питания нового поколения достаточно подробно рассмотрены в разделе И.1 настоящей диссертации. В этой связи в качестве эталона для проектирования ординарных продуктов для питания детей в возрасте до 2 - 3 лет могут быть использованы данные, приведенные в таблице II.1.

После 3 летнего возраста особенности метаболизма здорового ребенка хотя и становятся не столь разительно отличающимися от обменных процессов взрослого человека, как у грудных детей, но все же требуют детерминированных возрастных алиментарных эталонов. С сожалением можно констатировать, что в подавляющем большинстве случаев при обосновании рецептур продуктов питания, в т.ч. и поликомпонентных, для этих возрастных групп детей обобщенные эталоны не созданы и подменяются усеченными перечнями, приводимыми в индивидуально разрабатываемых медико-биологических требованиях.

Рис. VII. 1 Схема информационного функционирования медико-биологических аспектов методологии повышения качества ПДП В этой связи как положительный факт следует отметить то обстоятельство, что предлагаемая в диссертации методология совершенствования качества предполагает использование известных и хорошо апробированных алгоритмов, реализация которых предусматривает чрезвычайно легко осуществимый переход к тому или иному эталону (перечню ограничений), не зависящий от существа качественных и количественных параметров, регламентируемых ими.

В заключении этого раздела, не приводя символьных записей, которые представлены в настоящей диссертации, можно ограничиться перечислением

используемых критериев нутриентной адекватности и краткими характеристиками их структуры. К этим критериям относятся:

- количественно рассчитываемые показатели утилитарности и рациональности аминокислотного состава, дол. ед.;

- коэффициент сопоставимой избыточности незаменимых аминокислот, г/100 г белка эталона;

- коэффициент рациональности фракционного состава суммарного белка разрабатываемого продукта, дол. ед.;

- показатель приведенной переваримости суммарного белка разрабатываемого продукта, % к исходному тирозину;

- показатель рациональности жирнокислотного состава, дол. ед.;

- показатели приведенного элементного и витаминного несоответствия, мг/1г белка.

По своей структуре эти критерии относятся к мультипликативным или адитивным моделям.

УИ.З Формализованные модели основных показателей нутриентной

адекватности оптимизируемых рецептур Как отмечалось в предыдущем разделе, обосновываемая в диссертации методология совершенствования качества продуктов детского питания нового поколения предполагает использование известных алгоритмов и, как следствие, соответствующих математических моделей, автором которых диссертант не является. Вместе с тем, для понимания предлагаемой методологии совершенно необходимо обсудить известные модели и изложить собственную точку зрения на их адекватность целям решаемых задач.

Анализируя эти модели, а именно их структурно-символьные формы, можно сделать следующие выводы.

Применительно к аминокислотному и фракционному составам суммарного белка поликомпонентных смесей, а также их жирнокислотному и углеводному составам они являются совершенно идентичными функциями 3-х переменных. В этой связи элементарная замена одних символов-идентификаторов, отождествляемых с переменными, на другие позволяет осуществлять моделирование набора и соотношений макро- и микронутриентосодержащих

рецептурных ингредиентов на перечисленные выше показатели нутриентной адекватности с помощью одного и того же программного обеспечения.

Исключение из моделей одной переменной позволяет использовать их для анализа изменения массовых долей макро- и микроэлементов и витаминов.

Введение в эти модели, не сопровождающееся изменением их структурной формы, дополнительной переменной, отождествляемой с переваримостью индивидуального белка конкретных рецептурных ингредиентов, позволяет виртуально моделировать сотни тысяч ситуаций, на экспериментальную реализацию которых in vitro потребовались бы гипервысокие затраты труда и времени.

Основываясь на этих выводах, обобщенную модель для анализа влияния набора и соотношений макронутриентов индивидуальных источников сырья на изменение их суммарных массовых долей (аминокислот, белковых фракций, жирных кислот и углеводов) в поликомпонентной пищевой смеси можно записать в следующем виде:

т Ъ . .т.т т я . .

X xrlhi-Si-Щп X \хгП Hbci-Si-Mijhr- X Xi' Hhci-Si-Mij) лд . _ ¡=¿>+1 1=1_i=b+1_i=b+1_/=¿+1 i=m+1___ уд 1

m ^ t \ m / 1 m / 1 v^ "/ '

X xrXw'&v+ X Ьа~ч■ ХЬсгл)+г' X Xt' Хисгл)

¿=¿+1 i=l Ы>+1 i=b+1 i=b+\ i—tn+\

где: ]\/[^ - суммарная массовая доля ) —ой составляющей в конкретном макропитательном веществе поликомпонентной смеси, %; х - массовая доля в поликомпонентной смеси г -го ингредиента, дол. ед.;

<¡¡ - массовая доля конкретного макропитательного вещества в I -ом ингредиенте, %;

Му - массовая доля у -ой составляющей конкретного макропитательного

вещества в г -ом ингредиенте, %; у - суммарная массовая доля в поликомпонентной смеси заменяемых (варьируемых) при моделировании ингредиентов, дол. ед.;

т

о*5'* Ix, i=b+1

и общее число входящих в поликомпонентную смесь ингредиентов,

содержащих конкретное макропитательное вещество; b число этих ингредиентов, являющихся основными и остающихся

постоянными в процессе моделирования; т-Ь число ингредиентов, заменяемых при моделировании; п-т число ингредиентов, являющихся заменяющими при моделировании.

При этом, замена пары символов y[j,Mij соответственно на пары Aj'üij (г/10° г белка или %); R/,/-;yfr/100 г белка или %) ; Ly>/¿y( г/100 г жира или %) или Cj'Cij ( г/ЮО г углеводов или %) переводит модель VII. 1 из

категории обобщенной в категорию частной, предназначенной для анализа аминокислотного, фракционного, жирнокислотного или углеводного составов. Исключение из общей модели VII. 1 переменной и замена пары символов

Ъ/lj'Mij парами ]н j,e¡j{ мг/1г белка) или Yj'Viji мкг/1г белка), позволяет получить частные модели, предназначенные для анализа элементного или витаминного составов поликомпонентных композиций.

Введение в частные трехаргументные модели, содержащие символьные пары Aj>ClijmvtR.j--rij > дополнительной переменной д;^ (% к исходному тирозину) позволяет учитывать влияние индивидуальной переваримости рецептурных ингредиентов полйкомпонентной смеси на аминокислотный или фракционный составы ее суммарного белка.

VII.4 Общие подходы к выбору предпочтительных видов основных рецептурных ингредиентов и специальных добавок поликомпонентных продуктов детского питания

Выбор предпочтительных видов рецептурных ингредиентов и специальных добавок проектируемых поликомпонентных продуктов детского питания ново-

го поколения является достаточно сложным этапом реализации методологии совершенствования их качества. Совершенно очевидно, что во многом успех осуществления этого этапа зависит от квалификации и интуиции проектировщика. Однако эти качества являются субъективными факторами, которые могут быть значительно усилены в случае неформальной алгоритмизации этого процесса.

В предыдущих разделах диссертации прямо или косвенно представлены практически все компоненты подобной алгоритмизации. В частности, в разделах П.1 - П.7 сформулированы и системно проанализированы 7 групп специальных требований к пищевому сырью, перспективному для использования в рецептурах продуктов детского питания.

В разделах IV. 1 - 1У.5 приведена обширная информация, касающаяся мак-ронутриентных показателей пищевой ценности животного и растительного сырья, их аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности.

В разделах У.1 и У.2 представлены макронутриентная классификация сырья и функциональная классификация прямых пищевых добавок, содержащие краткую, но достаточную для оперативного использования информацию об их доминантных свойствах.

Последовательное применение вышеперечисленных сведений о показателях, составе и свойствах сырья и добавок по существу и представляет собой алгоритмизацию подходов к выбору предпочтительных видов этих классов рецептурных ингредиентов.

Резюмируя материалы этого раздела, а также обобщая информацию и идеи, изложенные в разделах VII. 1 ... VII.3, автор предлагает следующую методологическую схему повышения качества поликомпонентных продуктов детского питания нового поколения, представленную на рис. VII.2.

и

Формализованное обоснование требований ^ к качеству ПДП ^

Нутриенто-метаболических

Функционально-технологических

| Отработка медико-биологических аспектов повышения качества

И

Схема Рис. VII.!

III

Анализ компьютерного информационного банка оценки ___качества сырья

Подходы разделов: 11.1 ... И.6

-Н Таблицы: IV. 1 ... 1У.5

Критерии: IV. 1 ... 1У.4.2

| |у | Выбор предпочтительных рецептурных ингредиентов

Подходы раздела УИ.4

V Компьютерное проектирование

* *

1 Рецептур —И Модели VII.1 I I Структурных свойств

VI

Обоснование предпочтительных рецептур Обоснование предпочтительных технологий

*

В производственных условиях