Научно-практическое обоснование технологий переработки зерна бобовых культур сортов отечественной селекции в альтернативные продукты питания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Вебер Анна Леонидовна

• Вебер Анна Леонидовна
• доктор наук
• 2025

Оглавление диссертации доктор наук Вебер Анна Леонидовна

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1 Современное состояние и перспективы переработки зерна бобовых культур сортов отечественной селекции в продукты питания сегмента 19 «dairy alternatives», в том числе смешанного состава

1.1. Состояние и развитие зерноперерабатывающей отрасли в Российской Федерации

1.2. Доступные технологии улучшения пищевой ценности бобовых

34

культур

1.3. Научно-практическое обоснование применения растительных дисперсий в технологии продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том 42 числе смешанного состава

Заключение к главе

Глава 2. Методология проведения исследований

2.1. Организационная схема исследований и условия проведения эксперимента

2.2. Объекты исследований

2.3. Методы исследования

2.3.1. Методы исследования структурно-механических, физико-

68

химических свойств и химического состава сырья и продукции

2.3.2. Методы определения параметров пророщенного зерна

2.3.3. Методы определения аминокислотного состава, биологической

73

ценности и переваримости белков

2.3.4. Электрофоретический анализ белков

2.3.5. Методы микробиологической оценки зерна и продукции

2.3.6. Методы определения ферментативной и ингибиторной активности

2.3.7. Оценка потребительских свойств разработанных продуктов

2.3.8. Математическая обработка полученных результатов

2.3.9. Методика определения цитотоксичности дисперсий

2.3.10. Методы маркетинговых исследований и оценка экономической

85

эффективности, и безопасности продукции

Глава 3. Оценка фитохимического потенциала зерна исследуемых сортов гороха и фасоли как альтернативного сырьевого источника в раз- ^ работке технологии продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава

3.1. Определение значимых технологических характеристик и биохимических свойств зерна бобовых культур исследуемых сортов

3.2. Исследование микроструктуры зерна гороха и фасоли

3.3. Сравнительная оценка химического состава зерна гороха и фасоли

3.3.1. Ферментативная и ингибиторная активность зерна гороха и фасоли

3.3.2. Исследование белкового комплекса зерна гороха и фасоли

3.3.3. Исследование жирнокислотного состава и липидного профиля

118

зерна гороха и фасоли

Заключение к главе

Глава 4. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава на основе растительных дисперсий из зерна гороха и фасоли исследуемых сортов

4.1. Анализ рынка продуктов сегмента «dairy alternatives»

4.2. Маркетинговые исследования потребительских требований к продуктам питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного соста- 139 ва на основе растительных дисперсий из зерна гороха и фасоли

4.3. Проектирование продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава с использованием QFD - методологии

Заключение к главе

Глава 5. Разработка оптимальных технологических параметров полу-

чения растительных дисперсий

5.1. Определение оптимальных режимов предварительной подготовки

зерна к проращиванию

5.2. Математическая обработка данных процесса замачивания зерна гороха и фасоли с использованием традиционных статистических методов

5.3. Оптимизация технологического процесса проращивания зерна гороха и фасоли на опытном устройстве «Смарт-спраутер «Росинка»

5.4. Изменение пищевой и биологической ценности, показателей каче-

192

ства зерна гороха и фасоли в результате проращивания

5.5. Обоснование технологических параметров получения раститель-

208

ных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли

5.6. Оценка пищевой ценности и цитотоксичности растительных дис-

221

персий из пророщенного зерна гороха и фасоли в условиях in vitro

5.7. Изучение процесса ферментации растительных дисперсий из зерна

229

гороха и фасоли

5.8. Изучение процесса ферментации комбинированной смеси

Заключение к главе

Глава 6. Разработка адаптированных технологий продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава на основе 247 растительных дисперсий из зерна гороха и фасоли

6.1. Адаптированные технологии производства продуктов питания сег-

247

мента «dairy alternatives»

6.1.1.Технология производства напитка на растительной основе «Мо-

248

локо бобовое»

6.1.2. Технология производства напитков безалкогольных ферментиро-

ванных из растительного сырья

6.1.3. Технология производства пищевого продукта типа «Тофу»

6.2. Адаптированные технологии производства продуктов питания

смешанного состава

6.2.1. Технология производства напитков ферментированных «Комби

6.2.2. Технология производства десертов растительных взбитых замо-

роженных «Фа-соль» и «Горошинка»

6.2.3. Технология производства хлеба из пшеничной муки с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасо-

ли

Заключение к главе

Глава 7. Разработка методологических принципов: определения структурных элементов пищевой системы

7.1. Методологические подходы к определению структурных элементов пищевой системы

7.2. Разработка классификационных признаков принадлежности разработанных продуктов питания к пищевой системе

Заключение к главе

Глава 8. Оценка экономической эффективности производства продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного со- 323 става

8.1. Оценка экономической эффективности производства продуктов

324

питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава

8.2. Прогнозируемые социально-экономические эффекты от внедрения

336

продукции на рынок

Заключение к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ ТЕМЫ ИССЛЕДОВА-

ВА-

НИЯ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Образец хроматограммы аминокислотного состава го-

роха сорта Чишминский

Приложение Б. Образец хроматограммы аминокислотного состава гороха сорта Чишминский

Приложение В. Образец хроматограммы аминокислотного состава го-

416

роха сорта Памяти Хангильдина

Приложение Г. Образец хроматограммы аминокислотного состава фа-

417

соли сорта Омичка

Приложение Д. Образец хроматограммы аминокислотного состава фасоли сорта Лукерья

Приложение Ж. Протокол испытаний зерна гороха сорта Чишминский

95

Приложение И. Протокол испытаний зерна гороха сорта Чишминский

229

Приложение К. Протокол испытаний зерна гороха сорта Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка

Приложение Л. Анкета - опросник

Приложение М. Макет анкеты

Приложение Н. Фигурные матрицы «Дом качества»

Приложение П. . Результаты статистической обработки

Приложение Р. Протокол испытаний (аминокислотный состав и водорастворимые витамины) пророщенного зерна гороха сорта Памяти Хан-

гильдина

Приложение С. Протокол испытаний (аминокислотный состав и водо-

456

растворимые витамины) пророщенного зерна фасоли сорта Омичка

Приложение Т. Органолептическая шкала растительных дисперсий и

ферментированных растительных сгустков

Приложение У. Аппаратурная схема производства напитка на расти-

461

тельной основе «Молоко бобовое»

Приложение Ф. Протоколы испытаний напитков безалкогольных из

462

растительного сырья «Молоко бобовое»

Приложение Х. Протокол оценки и анализ факторов риска сырья

Фрагмент программы предварительных условий (ППУ)

Приложение Ц. ТУ 11.07.19-022-23662695-2018 Напитки безалкоголь-

479

ные из растительного сырья «Молоко бобовое»

Приложение Ш. Акт производственной выработки опытной партии напитков безалкогольных из растительного сырья «Молоко бобовое» (ТУ

480

11.07.19-022-23662695-2018)

Приложение Щ. Патент № 2783686 РФ. Способ получение раститель-

481

ного молока

Приложение Э. ТУ 11.07.19-023-23662695-2018 Напитки безалкоголь-

482

ные ферментированные из растительного сырья

Приложение Ю. Акты производственных выработок опытных партий напитков безалкогольных ферментированных из растительного сырья (ТУ

11.07.19-023-23662695-2018)

Приложение Я. ТУ 15.89.14.192-007-00431728-2018 Пищевой продукт

491

типа «Тофу»

Приложение Э. Акт выработки опытной партии пищевого продукта

типа «Тофу» (ТУ 15.89.14.192-007-00431728-2018)

Приложение Б. Патент № 2782858 РФ. Способ получение бобового

493

продукта типа сыр тофу

Приложение О. Протокол лабораторных испытаний продукта пищевого

типа «Тофу»

Приложение Т ТУ 10.51.56-024-23662695-2018 Напитки ферментированные «Комби»

Приложение Ь. Акт производственной выработки опытной партии напитка ферментированного «Комби 1» и «Комби 2» (ТУ

23662695-2018)

Приложение N. Патент № 2661119 РФ. Способ производства сквашен-

502

ного продукта

Приложение Q. ТУ 10.39.21-021-23702532-2018 Десерт растительный

взбитый замороженный

Приложение R. Акт производственной выработки опытной партии десерта растительного взбитого замороженного «Горошинка» и «Фа-соль»

(ТУ 10.39.21-021-23702532-2018)

Приложение S. Патент № 2676166 РФ. Способ производства мороже-

506

ного

Приложение U. ТУ 10.71.11.179-035-01477891-2022 Хлеб пшеничный с использованием растительной дисперсии из пророщенного зерна гороха и

фасоли

Приложение V. Акт производственных испытаний на хлеб пшеничный с использованием растительной дисперсии из пророщенного зерна гороха и

фасоли (ТУ 10.71.11.179-035-01477891-2022)

Приложение W. Патент № 2700463 РФ. Способ приготовления хлеба

Приложение Y. Патент № 2789342 РФ. Способ производства хлеба

Приложение Z. Справка о внедрении результатов научно-исследовательской работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научно-практическое обоснование технологий переработки зерна бобовых культур сортов отечественной селекции в альтернативные продукты питания»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одной из основных задач комплексного системного развития потребительского рынка Российской Федерации, сформулированных в «Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года», является создание пищевой продукции нового поколения с заданными характеристиками качества. Решение этой задачи неразрывно связано со стратегическими инициативами в области развития сельского хозяйства, зерноперерабатывающего комплекса и технологий продукции здорового питания. До настоящего времени, несмотря на изобилие продуктов на продовольственном рынке, сохраняется устойчивый дефицит потребления качественного белка. Недостаточны ассортимент и объемы производства специализированных продуктов диетического, профилактического и лечебного питания, в том числе для людей, страдающих лактазной недостаточностью, продуктов для вега-питания и т.д. В связи с текущими политическими реалиями наблюдается активное импортозамещение на рынке нетрадиционных для российского покупателя продуктов питания нового поколения, к числу которых можно отнести растительное молоко и ферментированные растительные напитки.

Производство продуктов питания нового поколения должно быть ориентировано, прежде всего, на быстро меняющиеся потребительские предпочтения, формирующиеся на трендах к индивидуализации рационов, а также на создание устойчивых производственно-сбытовых цепочек в сфере продовольствия и на сокращение потерь и порчи продовольствия.

В решении обозначенных проблем важна роль растительного сырья, в том числе зерна бобовых культур, обладающих большим потенциалом для адаптации к изменению климата. Бобовые культуры, богатые белком, являются доступной альтернативой продуктам животного происхождения, содержат минимальное количество жира, характеризуются повышенным фитохимическим потенциалом. Одной из основных проблем использования зерна бобовых культур является недостаточная развитость технологий его переработки, а также низкая

информированность потребителей о его пользе. Недостаточно изучены биохимические, технологические и потребительские свойства новых отечественных сортов продовольственного назначения. Не разработаны технологические решения для производства продуктов с использованием растительной дисперсии из зерна гороха и фасоли отечественной селекции, многие вопросы требуют дополнительных исследований.

С учетом вышеизложенного, представляется особо значимым проведение комплексного исследования по совершенствованию технологии переработки зерна бобовых культур в растительные дисперсии и их использование в технологиях продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава. Все вышесказанное свидетельствует об актуальности научного направления диссертационной работы.

Степень разработанности темы. Во многих регионах нашей страны ведется селекция высокопродуктивных, ценных по качеству зерна сортов бобовых культур, о чем свидетельствуют результаты отечественных ученых Н.Г. Казыдуб, В.Х. Хангильдина, Ф.А. Давлетова, А.Н. Зеленова, А.М. Асанова, Л.В. Омельянюк и других ведущих селекционеров. Использование зерна бобовых культур в технологии производства социально значимых продуктов питания может явиться основой решения многих проблем, в числе которых дефицит эссенциальных нутриентов, в первую очередь белка, витаминов, пищевых волокон, в рационе питания населения. Неоценимый вклад в исследование фитохимического потенциала и технологических достоинств зерна бобовых культур, разработку научно-технологических решений по его использованию в технологии продуктов функционального, специализированного, лечебного питания внесли фундаментальные и прикладные научные труды И.А. Рогова, Л.А. Остроумова, А.П. Нечаева, Т.Б. Цыгановой, А.А. Кочетковой, Л.В. Антиповой, Л.В. Донченко, Л.А. Забодаловой, Г.Г. Дубцова, Н.Б. Гавриловой, Л.А. Самофаловой, М. К. Садыговой, Н.В. Шелепиной, И.Л. Казанцевой, М. Жиарно, Л.Я. Ауэрмана, Е.Д. Казакова и других ведущих отечественных и зарубежных ученых.

Цель и задачи исследований. Цель работы - научно-практическое обоснование переработки зерна бобовых культур сортов отечественной селекции в растительные дисперсии и их последующая реализация в технологиях альтернативных продуктов питания (продуктов сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава), с учетом потребностей российского рынка.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи исследований:

1. Исследовать белковый комплекс, микроструктуру, жирнокислотный состав, фитохимический потенциал и ингибирующую активность сортов гороха селекции Башкирского НИИСХ и фасоли селекции Омского ГАУ. На основании результатов комплексной оценки осуществить дифференциацию сортов по целевому назначению для получения растительных дисперсий и последующего создания на их основе продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава.

2. Изучить рынок продуктов сегмента «dairy alternatives» и определить потребительское отношение к разрабатываемым продуктам на основе растительных дисперсий, а также определить перспективность этих продуктов на рынке и их основные потребительские критерии.

3. Обосновать параметры замачивания зерна гороха и фасоли при подготовке их к последующему технологической процессу - проращиванию; исследовать изменения, происходящие в зерне гороха и фасоли при его биоактивации, определить их рациональные технологические режимы.

4. Разработать технологические процессы комплексной переработки зерна гороха и фасоли сортов отечественной селекции в растительные дисперсии и оптимизировать технологические параметры их получения; исследовать дисперсный состав и классифицировать растительные дисперсии по дисперсности, агрегатному состоянию и структуре; изучить качественные показатели и пищевую ценность; исследовать цитотоксичность полученных растительных дисперсий, с целью дальнейшего использования в

технологиях продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава.

5. Исследовать процесс ферментации растительных дисперсий и молочно-растительной смеси заквасочными культурами прямого внесения для производства кисломолочных продуктов. Определить рациональные технологические параметры ферментации растительных дисперсий и молочно-растительной смеси с целью совершенствования и придания им свойств, необходимых для разработки новых продуктов.

6. Разработать адаптированные технологии продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава, на основе растительных дисперсий, а также определить их показатели качества и сроки годности.

7. Определить классификационные признаки для установления принадлежности растительных дисперсий и разработанных продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава, к пищевым системам.

8. Разработать техническую документацию для производства новых продуктов; провести её опытно-промышленную апробацию с целью последующего внедрения в производство и реализации на рынке.

9. Рассчитать экономическую эффективность новых продуктов, выполнить прогноз возможных социально - экономических эффектов от их внедрения в производство.

Научная концепция работы. В основу научного решения проблемы положен принцип комплексной оценки зерна гороха и фасоли сортов отечественной селекции для создания устойчивой производственно-сбытовой цепочки его переработки с применением новых технологических приемов, основанных на биоактивации зерна и последующей водной экстракции, обеспечивающих увеличение исходной пищевой ценности нативного сырья и эффективность экстрагирования естественных пищевых ингредиентов, в том числе эссенциальных, с созданием продуктов питания сегмента «dairy

alternatives», в том числе смешанного состава, расширяющих ассортимент функциональных продуктов питания общего и специального назначения.

Научная новизна работы. Установлено, что продукты питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава, востребованы рынком; основная цель употребления - разнообразие пищевого рациона. Выявлены потребительские предпочтения применительно к продуктам разрабатываемого сегмента, определены конкурентоспособные показатели качества разрабатываемых продуктов.

Впервые осуществлена дифференциация исследуемых сортов зерна гороха и фасоли отечественной селекции по технологическим и потребительским показателям, ферментативной и ингибиторной активности, жирнокислотному и аминокислотному составу, а также по фракционному и полипептидному составу белкового комплекса. Установлена целесообразность указанной дифференциации для получения растительных дисперсий, основанных на биоактивации зерна и последующей водной экстракции, применение которых в технологии продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава, позволит частично удовлетворить суточную потребность организма в витаминах А, В2, натрии, калии, кальции, цинке и пищевых волокнах, а также повысить их пищевую ценность за счет обогащения витамином В2. Полученные продукты позволят осуществить коррекцию дефицита белка у населения в целом, обеспечить потребности людей с синдромом непереносимости лактозы.

Раскрыт механизм влияния рациональных режимов проращивания на биохимический состав зерна гороха и фасоли исследуемых сортов, заключающийся в модификации белково-углеводного комплекса, снижении ингибирующей активности и увеличении содержания водорастворимых белков и аминокислот, витаминов, полиненасыщенной линолевой кислоты, повышении переваримости белка, что определяет возможность применения пророщенного зерна для получения растительных дисперсий с целью их дальнейшего использования в технологии продуктов питания.

Научно обоснованы и экспериментально разработаны технологические процессы комплексной переработки зерна гороха и фасоли отечественной селекции в растительные дисперсии, представляющие собой грубодисперсные полидисперсные лиофильные системы со среднечисленным диаметром частиц 0,716 - 0,780 мкм. Получены уравнения нелинейной множественной регрессии полинома второй степени, позволяющие прогнозировать значения белка от 0,6 до 3,2 % в растительных дисперсиях при заданных технологических параметрах экстракции.

Установлено, что разработанные растительные дисперсии из зерна гороха и фасоли являются благоприятной средой для развития пробиотических и молочнокислых микроорганизмов (Bifidobacterium lactis, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. acidophilus, S. thermophilus); соответствуют требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»; не оказывают токсическое действие в системах in vitro, что подтверждает их безопасность и возможность использования в технологии продуктов питания.

Обоснованы рецептурные составы и технологические режимы производства продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава, дана оценка физико-химических, микробиологических и органолептических показателей разработанных продуктов. Рассчитаны пищевая и энергетическая ценность, установлены показатели функциональных свойств и сроки годности разработанных продуктов.

Впервые разработаны классификационные признаки для установления принадлежности разработанных продуктов к пищевым системам, позволившие дифференцировать понятия «пищевая система» и «пищевая предсистема» в зависимости от характера и степени участия растительных дисперсий в создании целостных свойств продукта.

Новизна технических решений разработанных способов производства продуктов подтверждена шестью патентами РФ на изобретения №№ 2783686, 2782858, 2661119, 2676166, 2700463, 2789342.

Определены возможные социально-экономические эффекты для региональных органов власти, сельскохозяйственных товаропроизводителей и потребителей

от использования зерна гороха и фасоли отечественной селекции в технологиях продуктов питания.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость заключается в проведении комплексной оценки зерна гороха и фасоли сортов отечественной селекции с целью дальнейшей дифференциации адресного, импортозамещающего использования зернобобовых культур в технологии продуктов питания. Получены данные о дисперсном составе и пищевой ценности растительных дисперсий, позволяющие использовать их в производстве социально значимых функциональных продуктов питания и специализированной продукции диетического профилактического питания, в том числе для людей, страдающих лактазной недостаточностью.

Практическая значимость заключается в разработке технологии получения растительных дисперсий из зерна гороха и фасоли отечественной селекции, обладающих набором функционально-технологических свойств, способных формировать новый ассортимент продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава, являющихся перспективной альтернативой молочным, соевым и комбинированным продуктам. На основе QFD-методологии конкретизированы требования к растительным дисперсиям и линейке продуктов на её основе. Рекомендовано использовать растительные дисперсии из зерна гороха сорта Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка для производства напитков на растительной основе «Молоко бобовое», напитков безалкогольных ферментированных из растительного сырья, напитков ферментированных «Комби», десертов растительных взбитых замороженных «Горошинка» и «Фа-соль», пищевого продукта типа «Тофу»; для производства хлеба пшеничного рекомендованы растительные дисперсии из зерна гороха сорта Памяти Хангильдина и фасоли сорта Лукерья.

Разработаны технологии и утверждена техническая документация на следующие продукты: напитки безалкогольные из растительного сырья «Молоко бобовое» (ТУ 11.07.19-022-23662695-2018); напитки безалкогольные ферментированные из растительного сырья (ТУ 11.07.19-023-23662695-2018); напитки фер-

ментированные «Комби» (ТУ 10.51.56-024-23662695-2018); пищевой продукт типа «Тофу» (ТУ 15.89.14.192-007-00431728-2018); десерт растительный взбитый замороженный «Горошинка» и «Фа-соль» (ТУ 10.39.21-021-23702532-2018); хлеб пшеничный с использованием растительной дисперсии из зерна гороха и фасоли (ТУ 10.71.11.179-035-01477891-2022).

Осуществлена промышленная апробация, получены рекомендации к внедрению разработанных продуктов, технологий и рецептур на предприятиях г. Омска и Республики Башкортостан: напиток безалкогольный из растительного сырья «Молоко бобовое», напиток безалкогольный ферментированный из растительного сырья, напиток безалкогольный ферментированный из растительного сырья с плодово-ягодным наполнителем, напиток ферментированный «Комби» - на ООО «МилкОм», г. Омск; десерт растительный взбитый замороженный «Горошинка» и «Фа-соль» - на ООО «Айс-групп», г. Омск; пищевой продукт типа «Тофу» - на АО «Белебеевский ордена «Знак Почета» молочный комбинат»; хлеб пшеничный с использованием растительной дисперсии из пророщенного зерна гороха и фасоли - на АО «Уфимское хлебообъединение «Восход». Определены элементы плана ХАССП (критические контрольные точки) для безопасного производства указанных продуктов.

Результаты исследований внедрены в образовательный процесс ФГБОУ ВО Омский ГАУ по направлениям подготовки 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения», профиль «Технология молока и молочных продуктов»; 19.03.02 «Продукты питания растительного происхождения», профиль «Технология хлеба кондитерских и макаронных изделий»; 19.04.03 «Продукты питания животного происхождения», направленность «Биотехнология продуктов лечебного, специального и профилактического питания»; 19.04.02 «Продукты питания из растительного сырья», направленность «Технология продуктов питания из растительного сырья специального назначения»; 35.04.04. «Агрономия»; 38.04.01 «Экономика», направленность «Устойчивое сельское хозяйство и развитие сельских территорий».

Личное участие автора. Диссертационная работа является обобщением аналитических и экспериментальных исследований, выполненных в период с 2013 до 2024 г. лично автором и при его непосредственном участии. Отдельные этапы данной работы выполнены в рамках: гранта по проекту Erasmus Mundus Program IAMONET-RU project (Warsaw University of Life Sciences - SGGW, г. Варшава, Польша ), проект for Doctorate Students (PhD), Post Doctorates (PostDoc) and Academic Staff (AS) participating in EM Partnerships Action 2 (IAMONET-RU) по теме «Разработка безлактозных напитков с использованием зерна бобовых культур» (г.Варшава, Польша 2016); гранта Program: ERASMUS+. Key Action 1 Mobility for Learners and Staff - Higher Education Student and Staff Mobility Project reference no. 2016-1-PL01-KA107-024921 (Warsaw University of Life Sciences -SGGW (г. Варшава, Польша 2017).

Положения, выносимые на защиту: Дифференциация исследуемых сортов гороха селекции ФГБНУ Башкирский НИИСХ и фасоли селекции ФГБОУ ВО Омский ГАУ на основе результатов комплексной оценки качества зерна для получения растительных дисперсий и последующего создания на их основе продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава.

Способ получения многофункциональной растительной дисперсии, основанный на биоактивации зерна и водной экстракции.

Адаптированные технологии и свойства продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава.

Теоретическое и экспериментальное обоснование классификационных признаков принадлежности разработанных продуктов к пищевым системам.

Апробация результатов. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы были доложены и обсуждены на научных мероприятиях различного уровня: VII Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке», Института холода и биотехнологий Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург, 2015 г.); на международных форумах «Зернобобовые культуры, развивающееся направление в России», ФГБОУ ВО Омский ГАУ (г. Омск, 2016, 2018 гг.); международной

научно-практической конференции «Продукты питания: производство, безопасность, качество», ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ (Республика Башкортостан, г. Уфа, 2023); VI Международной научно-практической конференции «Переработка и управление качеством сельскохозяйственной продукции», Белорусский государственный аграрный технический университет (Республика Беларусь, г. Минск, 2023). Проект «Экобиотехнологии растительных альтернатив продуктам животного происхождения» включен в число приоритетных проектов Омского научно-образовательного центра (г. Омск, 2020 г.).

Соответствие паспорту научной специальности. Диссертационные исследования соответствуют п.4 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства; п.11 - Технологии пищевых продуктов с заданными потребительскими свойствами; п.13 - Технология функциональных и специализированных продуктов, пищевых добавок и ингредиентов; п. 21. -Основные технологические процессы пищевых производств и методы их исследования; п.23 - Адаптация процессов пищевых производств к перерабатываемому сырью паспорта специальности 4.3.3 - Пищевые системы.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 44 печатных работах, в том числе 1 монографии (в соавторстве), 2 главах в справочниках, 1 главы в книге, 13 статьях в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 5 статьях в международных изданиях, входящих в наукометрические базы данных Scopus и Web of Sciense. Получено 6 патентов РФ на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа оформлена в соответствии с требованиями ГОСТ Р 7.0.11 - 2011 в одном томе, состоит из оглавления, введения, 8 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 344 страницах, содержит 138 таблицы, 107 рисунков, 482 источника отечественных и зарубежных авторов.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА БОБОВЫХ КУЛЬТУР СОРТОВ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ В ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ СЕГМЕНТА «DAIRY ALTERNATIVES», В ТОМ ЧИСЛЕ СМЕШАННОГО СОСТАВА

В настоящей главе рассмотрено современное состояние зерноперерабаты-вающей отрасли и науки в области теоретических и экспериментальных исследований функционально-технологических свойств продуктов, произведенных из растительного сырья, в частности на основе зерна бобовых культур. Представлено научно-практическое обоснование использования растительных дисперсий в технологии продуктов питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава. Описываются современные способы и методы, направленные одновременно на снижение активности антиалиментарных соединений и улучшения пищевой и биологической ценности зерна.

1.1. Состояние и развитие зерноперерабатывающей отрасли

в Российской Федерации

Сохранение здоровья населения, профилактика заболеваний, связанных с несбалансированностью нутриентного состава пищи является важнейшей национальной задачей любого государства [93; 247-258]. Данные докладов Специального объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ, Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и директора ГУ НИИ питания РАМН В.А. Тутельяна [ 62; 305] свидетельствуют о снижении потребления, в том числе и населением Российской Федерации, мясных, молочных, рыбных продуктов, растительных масел, овощей , фруктов и устойчивом дефиците прежде всего качественного белка, большинства эссенциальных нутриентов, витаминов, пищевых волокон и др.

Общий дефицит белка на планете оценивается в 10 - 25 млн тонн в год. Из 7 млрд человек, живущих на Земле, приблизительно половина страдает от недостаточного потребления белка. Более чем у 80,0% населения страны сохраняется дефицит потребления общего белка. Потребность в белке - эволюционно сложившаяся доминанта в питании человека, обусловленная необходимостью обеспечивать оптимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот. В структуре мировых ресурсов пищевого белка выделяют две основные группы - белок растительного и животного происхождения.

По данным ФАО/ВОЗ, в среднем норма потребления белка для взрослого человека составляет 60 - 100 грамм в сутки, из них 60 - 70% должны приходиться на белок животного происхождения [17; 62; 305]. Физиологическая потребность в белке составляет для взрослого населения - от 75 до 114 г/сутки - для мужчин, и от 60 до 90 г/сутки - для женщин [248].

В настоящий момент дефицит белков животного происхождения достигает 15 до 20% от рекомендуемых величин, не соответствуя рекомендациям ФАО/ВОЗ и нормам физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для разных групп населения РФ [248]. Источником основной части белка является пища животного происхождения - мясо и молочная продукция, рыба и рыбопродукты, которые содержат полный набор незаменимых аминокислот в количестве, достаточном для биосинтеза белка в организме человека. Степень усвоения организмом белка животного происхождения составляет 93-96% [248].

Общеизвестно, что источником белка растительного происхождения, издавна и широко культивируемым на территории Российской Федерации, являются бобовые культуры (соя, фасоль, горох, нут, чечевица, люпин, вика яровая, бобы и

др.).

Среднее содержание белка в зернобобовых культурах приведено на рисунке 1.1[57; 115; 288; 117; 316].

50

45

СО Ы 40

Ч си 35

Ю 30

<и К 25

ве СО 20

Й 15

(и 10

о 5

О

39,0

30,4

24,3

27,8 29,2 28,7

44,0

33,7

24,5

о О

я к со

СО ©

О

о

СО ¡3

О 13

г о £

со ВС к

со о

со И К Ю

ве к с 2 Ч

Рисунок 1.1 - Среднее содержание белка в бобовых культурах

Однако белки зернобобовых дефицитны по серосодержащим аминокислотам (таблица 1.1), степень усвоения белка находится на уровне 62-80% [248]. При этом следует учитывать, что аминокислотный состав зерна существенно зависит от общего содержания белка и генетических факторов [57; 115; 133; 288;289].

Таблица 1.1 - Средний аминокислотный состав зернобобовых культур

Наименование АК я о О Чечевица Фасоль Горох Кормовые бобы Чина Нут, сорт Красно-кутскйи 28 Вика яровая Люпин

Заменимые аминокислоты, % от общего содержания белка

Аргинин 8,73 7,43 7,27 8,35 8,51 6,87 2,34 9,37 6,27

Гистидин 3,03 2,19 3,16 2,68 3,75 2,95 0,76 2,50 -

Аланин 4,47 3,88 4,90 3,67 4,74 3,40 1,02 3,66 1,42

Глицин 4,36 3,63 4,14 5,38 8,32 4,40 1,08 2,37 1,38

Серин 4,98 4,62 6,20 4,57 7,94 4,80 1,20 - 2,38

Аспарагиновая кислота 9,54 9,79 12,80 10,76 8,29 12,80 2,5 8,20 23,00

Глютаминовая кислота 17,53 14,13 15,25 16,51 8,15 17,20 3,72 14,68 53,90

Пролин 4,81 3,88 4,71 3,70 1,49 2,80 0,9 - 1,72

Незаменимые аминокислоты, % от общего содержания белка

Лизин 5,22 5,95 5,65 5,58 8,26 5,94 1,41 5,53 1,85

Лейцин 8,45 5,95 8,10 13,54 14,68 15,60 3,04 6,77 2,36

Изолейцин 5,10 3,14 5,00 3,78

Валин 5,63 4,00 4,86 3,87 4,62 5,40 1,29 4,19 1,75

Метионин 1,64 2,02 1,30 1,22 0,90 1,36 0,48 1,02 0,82

Цистеин 1,39 0,70 3,12 1,80 1,39 0,80 10,90

Треонин 4,26 3,47 4,10 4,70 4,59 4,80 1,14 4,09 1,75

Фенилаланин 5,21 4,38 6,13 4,33 2,41 4,10 1,11 3,81 1,59

Триптофан 1,65 - 1,83 1,31 1,82 1,65 0,30 0,56 0,32

Тирозин 3,08 3,09 3,40 3,15 3,00 3,17 1,25 3,03 1,75

Так А.И. Таранова еще в 1949 году [292] в своих исследованиях установила, что аминокислотный состав белков сои сортов А-585, Северный рекорд; фасоли сортов Северная звезда, Триумф и чечевицы сортов Петровская и 4/105 имеет отличия по изученным аминокислотам в сравнении с белками мяса (таблица 1.2). Белки сои и чечевицы уступают по содержанию гистидина, лизина и триптофана; белки фасоли - по аргинину, гистидину и триптофану.

Таблица 1.2 - Сравнительный анализ аминокислотного состава белков сои, фасоли, чечевицы (в % общего азота) ^__

Название аминокислоты Соя Фасоль Чечевица Мясо (говяжье, свиное, баранье, куриное)

Аргинин 14,87 11,42 16,36 13,97

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Вебер Анна Леонидовна, 2025 год

- -

*Цветовая дифференциация: если полипептиды практически отсутствуют (концентрация на пределе или ниже порога детекции для Соота>ше 0-250) на геле - ячейка помечена красным;

если бэнды заметны на геле - ячейка помечена зеленым.

Образцы белка, экстрагированного из зерна гороха сортов Памяти Хангиль-дина (35), Чишминский 95 (84), Чишминский 229 (82), практически идентичны как по качественному, так и по количественному составам. Образец гороха сорта Чишминский 229 (82) содержит белка несколько меньше, чем сорта Чишминский 95 (84) и Памяти Хангильдина (85), однако заметных качественных различий в составе белка между ними не наблюдается. Белковый комплекс зерна гороха сортов Памяти Хангильдина (85), Чишминский 95 (84) и Чишминский 229 (82) представлен альбуминами, глобулиновыми компонентами (1^ и 7S белки). Во всех исследуемых сортах гороха обнаружены Е и Ь-лектины, фитогемагглютинины, ингибитор а-амилаза.

Между образцами белка, экстрагированного из зерна фасоли различных сортов, наблюдается как качественное различие в составе полипептидов, так и заметная количественная разница в концентрации отдельных полипептидов.

Рисунок 3.5 - Электрофореграмма белка зерна гороха и фасоли

исследуемых сортов

Белковый комплекс зерна фасоли сортов Нерусса (81), Омичка (Б3) и Лукерья (Б6) представлен глобулинами и альбуминами. Глобулиновый компонент ле-гумин (11Б белки), фитогемагглютинин (незначительное количество) обнаружены только у сорта фасоли Омичка (Б3). Во всех исследуемых сортах фасоли обнаружены Е и Ь -лектины, ингибитор а-амилазы, глобулиновый компонент вицилин (7Б белки). Вышеперечисленные сортовые особенности зерна гороха и фасоли необходимо учитывать при разработке технологии получения растительных дисперсий и продуктов на их основе.

Общеизвестно, что биологическая ценность белка определяется содержанием в них аминокислот. Проведенные нами исследования по установлению аминокислотного состава зерна гороха и фасоли (приложения А, Б, В, Г, Д, Ж, И, К) позволили выявить различия в аминокислотном составе исследуемых сортов (таблицы 3.16, 3,17).

Таблица 3.16 - Аминокислотный состав зерна гороха и фасоли исследуемых сортов__

Наименование аминокислоты Массовая доля АК, мг/100 г образца

Горох Фасоль

Чишмин-ский 95 Чишминский 229 Памяти Хангильдина Омичка Лукерья

Аспарагиновая 4264,00 4369,00 3522,23 2664,61 3277,00

Глутаминовая 12140,00 4971,00 4329,02 4833,84 4109,00

Серин 366,00 566,00 1417,02 1483,00 1357,00

Треонин обнаружен 940,90 888,40 885,00 1058,00

Цистеин обнаружен 151,80 200,02 301,00 137,00

Алании обнаружен 1000,00 912,20 960,00 1121,00

Аргинин обнаружен 1320,00 1294,12 1540,00 1206,00

Метионин обнаружен 180,000 256,54 198,00 131,00

Валин 150,00 обнаружен 900,07 обнаружен 120,00

Триптофан 54,00 98,00 164,02 226,00 99,00

Фенилаланин 410,00 800,00 1040,11 560,00 680,00

Изолейцин 1200,00 1000,00 1100,04 980,00 1000,00

Лейцин 690,00 1690,00 1410,10 1360,00 обнаружен

Лизин 1100,00 1100,00 1270,08 800,00 150,00

Глицин обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен

Пролин обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен

Тирозин обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен

Гистидин обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен обнаружен

В результате анализа аминокислотного состава зерна установлено, что исследуемые сорта содержат заменимые и незаменимые аминокислоты в разных количествах, которые будут предопределять полноценность и усвояемость белка [208]. Отметим, что в исследуемых образцах присутствует незначительное количество валина, гистидина, лейцина, метионина, цистеина, треонина. Данный факт поясняет низкий процент соответствия белка исследованных сортов (урожай 2018 г.) «эталонному белку» ФАО/ВОЗ (2011 г.) (рисунок 3.6).

Рисунок 3.6 - Соответствие белка зерна гороха (урожай 2018 г.)

(1 - Чишминский 95, 2 - Чишминский 229, 3 - Памяти Хангильдина) и фасоли (4 - Омичка, 5 - Лукерья) эталонному белку ФАО/ВОЗ

При расчете биологической ценности белка методом аминокислотного скора (АК) (таблица 3.17) относительно стандартной шкалы ФАО/ВОЗ (2011 г.) установлено, что белок сортов Чишминский 95, 229, Памяти Хангильдина и Омичка имеет наибольший АК по такой аминокислоте, как изолейцин (АК 164,48%; 141,70%; 143,83% и 132,00% соответственно). Белок сорта Лукерьи имеет наибольший АК по такой аминокислоте, как треонин (АК 155,13 %).

Таблица 3.17 - Биологическая ценность белка исследуемых сортов

Незаменимые аминокислоты (НАК) Аминокислотный скор, %

Горох, сорт Фасоль, сорт

Чишминский 95 Чишминский 229 Памяти Хангильдина Омичка Лукерья

Изолейцин 164,48 141,70 143,83 132,00 142,04

Лейцин 45,85 119,09 89,39 88,82 0,00

Лизин 84,64 89,75 93,23 60,50 11,96

Метионин +цистеин 0,00 57,16 70,75 79,66 45,11

Фенилаланин +тирозин 34,58 71,55 83,69 46,42 59,44

Треонин 0,00 141,17 119,90 123,05 155,13

Триптофан 27,86 53,62 80,70 114,60 52,94

Валин 15,30 0,00 87,59 0,00 12,68

Совокупный анализ научно-исследовательских [111] и теоретических данных, результаты исследований аминокислотного состава зерна гороха и фасоли свидетельствуют о полноценном аминокислотном составе в сочетании с недостаточно высокой биологической ценностью белков зерна фасоли и гороха, зависящей от влияния множества факторов [77; 94], в числе которых изменение почвен-но-климатических условий и т.д. [7;9;10; 38].

Из вышесказанного следует, что несбалансированность по отдельным незаменимым аминокислотам необходимо учитывать при производстве продуктов питания, а также использовать биотехнологические приемы обработки, которые могли бы повысить долю незаменимых аминокислот в вырабатываемой продукции.

3.3.3. Исследование жирнокислотного состава и липидного профиля зерна

гороха и фасоли

По современным представлениям, для сбалансированного питания здорового человека необходимо наличие в рационе не только полноценного белка, микро-и макронутриентов, но и эссенциальных жирных кислот, в том числе полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). ПНЖК относят к незаменимым жирным кислотам, которые не синтезируются организмом человека. Их физиологическая роль многогранна: улучшение синтеза белка, состояния клеточных мембран, чувствительности к инсулину; защита сердца; предотвращение образования жировых бляшек в сосудах и т.д. [32; 64; 28; 409].

Общеизвестно, что горох и фасоль содержат минимальное количество жира - от 1 до 2%, а его биологическая ценность обусловлена высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот, представленных ю-6 и ю-3 кислотами, и низким содержанием транс-изомеров жирных кислот (менее 1% от общего количества жирных кислот) [91; 353; 436]. Качественный и количественный жирнокислотный

состав зерна бобовых культур вариабилен и зависит от множества факторов [372]. К примеру, несмотря на низкое содержание жира в горохе, его жирнокислотный состав приблизительно идентичен маслу сои, при этом в горохе отмечено повышенное содержание глицеридов пальмитиновой и олеиновой кислот [3 89]. В исследованиях, проведенных А.А. Василенко на опытных образцах гороха крахмал-модифицирующих мутантов - носителей мутаций r и rb, отмечена сортовая разница в содержании насыщенных, ненасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Автор отмечает, что в опытных образцах гороха сортов Daisy rogne, Asgrow seed, Frio доминирующая роль принадлежит пальмитиновой кислоте, в образцах гороха сорта Dans panatenuns - стеариновой и олеиновой кислотам, в образцах гороха сорта Вега - линолевой кислоте. Наименьшее содержание глицеридов линоленовой кислоты выявлено у образца гороха сорт Dans panatenuns [282]. Коллектив ученых под руководством Н. Yoshida при исследовании жирно-кислотного состава липидов пяти сортов фасоли, выращенных в Японии, установил, что во всех сортах из ненасыщенных жирных кислот превалируют а-линоленовая (48,5 - 57,8 %), линолевая (16,7 - 25,8 %) и олеиновая (7,8 - 13,8 %) кислоты, из насыщенных - пальмитиновая кислота (8,3 - 13,2 %) [479]. При исследовании жирнокислотного состава зерна белой фасоли сорта "Pi^kny Jas Karlowy" (Польша) учеными установлено, что доминирующей жирной кислотой была линоленовая кислота (39,26%), в значительном количестве присутствовали а-линоленовая (23,25%) и олеиновая (17,59%) кислоты. Наиболее распространенными насыщенными кислотами были пальмитиновая (12,79%) и стеариновая (3,68%) кислоты. Доля остальных жирных кислот в профиле жирных кислот составляла приблизительно 0,5% и менее [482]. Byrdwell W.C. и Goldschmidt R.J. при изучении жирнокислотного состава зерна бобовых культур, помимо идентифицированных традиционных жирных кислот, отмечают присутсвие их изомеров. К примеру, изомеры С18:2 содержались в зерне Black beans в количестве 33,4%, в зерне Baby Lima beans в количестве 65,1% от массы жирной кислоты. В зерне Garbanzo Beans идентифицированы изомеры С18: 3 в количестве 2,6% от массы жирной кислоты, в бобах Pinto Beans до 50,6% от массы жирной кислоты. Доля изомеров

С18: i в зерне Black-Eyed Peas и Garbanzo Beans составляла от 7,9% до 39,8% от массы жирной кислоты [355]. Различия в качественном и количественном составе были получены и в наших исследованиях (таблицы 3.18, 3.19). Для полной оценки биохимического потенциала зерна гороха и фасоли был изучен триацилглицерид-ный профиль зерна исследуемых сортов (на примере урожая 2017 года). В таблице 3.18 перечислены идентифицированные остатки жирных кислот и глицерина.

Таблица 3.18 - Триацилглицеридный профиль зерна гороха и фасоли исследуемых сортов___

Триацилглицерид Горох, сорт Фасоль, сорт

Чишмин-ский 95 Чишмин-ский 229 Памяти Хангиль- дина Омичка Лукерья

г Значение показателя, % от суммы липидов

Линолеоил-олеоил-пальмитоилглицерин - - - 33,05 ± 1,49 -

Три (9,12-гептадекадиеноил) глицерин - - - 17,28 ± 0,35 -

Трипальмитоилглицерин - - - 4,58±0,794 -

Пальмитоил-дистеароилглицерин - 12,88 ± 0,65 - 1,66 ± 0,87 -

Линолеоил-пальмитоил-стеароилглицерин - 13,71 ± 0,72 - - 35,30 ± 1,33

Гексадеканоил-(5,9-гептадекадиеноил)-октадеканоилглицерин - - - - 13,09 ± 0,60

Брассидиноил-пальмитоил-стеароилглицерин - - - - 9,34 ± 0,70

Дипальмитоил-стеароилглицерин - 26,61 ± 1,81 - - -

Тристеароилглицерин 8,94 ± 0,95 - - - -

Диизостеароил-пальмитоилглицерин 45,86 ±1,35 - - - -

Линолеоил-олеоил-пальмитоилглицерин и/или изостеароил-линолеоил-пальмитоилглицерин - - 53,32 ±2,54 - -

Линолэлаидиоил-диолеоилглицерин - - 2,42 ± 0,61 - -

Сумма 54,80 ±2,82 53,20 ± 2,72 55,74 ± 2,20 56,56 ± 2,10 57,73 ± 2,55

Общее содержание липидов, % с.в. 1,40 ± 0,08 1,20 ± 0,06 1,60 ± 0,01 1,40 ± 0,10 1,60 ± 0,09

Наибольшее количество липидов содержалось в зерне гороха сорта Памяти Хангильдина (1,60 %, с.в.) и фасоли сорта Лукерья (1,60 %, с.в.). Содержание триацилглицеридов (ТАГ) в зерне гороха и фасоли исследованных сортов изменялось от 53,20 до 55,74% и от 56,56 до 57,73% от суммы липидов в зерне, соответственно. Полученные результаты исследований согласуются с результатами других ученых [219; 411], которые в своих исследованиях установили, что ТАГ являются преобладающей фракцией липидов нативного зерна гороха (46,16% от суммы липидов в зерне) и фасоли (56,40 - 61,10% от суммы липидов в зерне). Оставшееся количество липидов приходится на свободные жирные кислоты, стерины и их эфиры, полярные липиды и фосфолипиды. Жирнокислотный состав ТАГ зерна гороха и фасоли исследуемых сортов представлен в таблице 3.19.

Таблица 3.19 - Жирнокислотный состав триацилглицеридов зерна гороха и фасоли исследуемых ^ сортов__

Наименование жирной кислоты Горох сорт Фасоль сорт

Чишмин-ский 95 Чишмин-ский 229 Памяти Хангильди-на Омичка Лукерья

Значение показателя, % от общего количества жирных кислот

Полиненасыщенные жирные кислоты

Линолевая (С18:2 Д9,12) - 4,60 ± 0,74 15,29 ± 0,98 10,88 ± 0,32 10,85 ± 1,28

5,9-гептадекадиеновая (С17:2 сА5,9) - - - - 4,17 ± 0,44

5,9-гексадекадиеновая (С16:2 сА5,9) - - - - 3,14 ± 0,76

9,12- гептадекадиеновая (С17:2Д9,12) - 16,02 ± 0,40

Линолэлаидиновая (С18:2 ^9,12) - - 0,45 ± 0,33 - -

Мононенасыщенные жирные кислоты

Эруковая (С22:1 сД13) - - - - 3,54 ± 0,42

Гондоиновая (С20:1) - - 7,33 ± 0,18 - -

Продолжение таблицы 3.19

Олеиновая (С18:1) - - 9,54 ± 0,40 10,88 ± 1,02 -

Насыщенные жирные кислоты

Стеариновая (С18:0) 12,92 ± 0,93 22,32 ± 1,41 - 1,56 ± 0,39 17,86 ± 0,56

Изостеариновая (С18:0) 26,56 ± 0,71 - 7,37 ± 0,97 - -

Пальмитиновая (С16:0) 13,14 ± 1,14 24,14 ± 0,79 14,01 ± 0,27 15,36 ± 0,87 16,43 ± 0,16

Сумма НЖК 52,62 ± 2,65 46,46 ± 1,85 21,38 ± 1,19 16,92 ± 1,10 34,29 ± 0,47

Сумма ПНЖК 4,60 ± 0,74 15,74 ± 1,27 26,89 ± 0,24 18,15 ± 2,23

Сумма МНЖК - - 16,87 ± 0,56 10,88 ± 1,02 3,54 ± 0,42

Сумма жирных кислот 52,62 ± 2,65 51,06 ± 2,59 53,99 ± 0,93 54,69 ± 2,00 55,98 ± 2,03

В ТАГ зерна гороха и фасоли всех изученных сортов идентифицированы остатки ненасыщенных жирных кислот и глицерина, за исключением гороха сорт Чишминский 95. Согласно результатам исследований, ТАГ зерна гороха сорта Памяти Хангильдина, фасоли сортов Лукерья и Омичка более разнообразны по качественному жирнокислотному составу.

ТАГ всех исследуемых сортов гороха и фасоли, за исключением гороха сорта Чишминский 95, содержат полиненасыщенные жирные кислоты. Мононенасыщенные жирные кислоты в ТАГ зерна гороха сортов Чишминский 95 и Чишминский 229 не идентифицированы. Жирнокислотный состав ТАГ гороха сортов Чишминский 95 и Чишминский 229 представлен насыщенными жирными кислотами на 52,62% и 46,46% от общего количества жирных кислот, соответственно.

Доминирующей жирной кислотой ТАГ у зерна гороха сорт Чишминский 229 была пальмитиновая кислота (24,14% от общего количества жирных кислот), у зерна гороха сорт Чишминский 95 - изостеариновая кислота (26,56% от общего количества жирных кислот).

Жирнокислотный состав ТАГ зерна гороха сорт Чишминский 229 в сравнении с зерном гороха сорта Памяти Хангильдина характеризуется более

высоким содержанием насыщенных жирных кислот (46,46 и 21,38% от общего количества жирных кислот, соответственно) и более низким содержанием ненасыщенных жирных кислот (4,60 и 32,61% от общего количества жирных кислот, соответственно).

В ТАГ зерна гороха сорта Памяти Хангильдина в наибольшем количестве присутствуют насыщенная пальмитиновая жирная кислота - 14,01% от общего количества жирных кислот, мононенасыщенная олеиновая жирная кислота -9,54% от общего количества жирных кислот, полиненасыщенная линолевая жирная кислота - 15,29% от общего количества жирных кислот. Следует отметить, что у сорта гороха Памяти Хангильдина идентифицирована линолэлаидиновая кислота (транс-изомер линолевой кислоты), её содержание (0,45%) находится в пределах допустимых значений ТР ТС 024/2011.

В ТАГ всех исследуемых сортах фасоли установлено присутствие как насыщенных, так и ненасыщенных жирных кислот.

В зерне фасоли сорта Омичка в наибольшем количестве присутствуют насыщенная пальмитиновая жирная кислота - 15,36%, мононенасыщенная олеиновая жирная кислота - 10,88%, полиненасыщенная линолевая жирная кислота - 10,88% и 9,12-гептадекадиеновая кислота (16,02%).

В зерне фасоли сорта Лукерья в наибольшем количестве присутствуют насыщенная стеариновая жирная кислота - 17,86% и полиненасыщенная линолевая жирная кислота - 10,85%.

Как показали исследования ТАГ зерна всех исследуемых сортов не содержат а-линоленовую кислоту, ТАГ зерна гороха сорт Чишминский 229 не содержат мононенасыщенных жирных кислот, а ТАГ зерна гороха сорт Чишминский 95 не содержат ненасыщенных жирных кислот.

Однако в результате исследования жирнокислотного состава липидов зерна (таблица 3.20) установлено нижеследующее.

Таблица 3.20 - Жирнокислотный состав липидов зерна гороха и фасоли исследуемых сортов__

Наименование жирной кислоты Горох сорт Фасоль сорт

Чишмин ский 95 Чишмин ский 229 Памяти Хангиль дина Омичка Лукерья

Значение показателя, % от общего количества жирных кислот

Полиненасыщенные жирные кислоты

Линолевая (С18:2 сА 9,12) 19,01 ± 0,05 30,07 ± 0,29 31,11 ± 0,97 26,60 ± 0,71 19,68 ± 0,70

а-линоленовая (С18:3а сА 9,12,15) 8,65 ± 0,31 4,43 ± 0,52 8,65 ± 0,18 36,62 ± 0,19 31,76 ± 0,07

Сумма ПНЖК 28,00 ± 0,75 34,73 ± 1,26 39,83 ± 1,65 63,72 ± 1,29 51,58 ± 1,10

Мононенасыщенные жирные кислоты

Олеиновая (С18:1 сА9) 13,21 ± 1,07 13,89 ± 0,40 25,26 ± 0,35 11,70 ± 0,28 4,85 ± 0,73

Элаидиновая (С18:1 tА9) - - 0,11 ± 0,06 - -

Гондоиновая (С20:1) 1,01 ± 0,25 0,90 ± 0,10 7,64 ± 0,34 0,74 ± 0,01 0,44 ± 0,01

Эруковая (С22:1 сА1з) обнаружена обнаружена обнаружена - 4,40 ± 0,02

Нервоновая (С24:1) обнаружена обнаружена - 1,38 ± 0,01 -

Сумма МНЖК 14,92 ± 2,02 14,94 ± 0,77 33,43 ± 1,12 14,17 ± 0,42 9,79 ± 1,18

Насыщенные жирные кислоты

Миристиновая (С14:о) 0,59 ± 0,07 обнаружена 0,82 ± 0,49 - -

Пентадециловая (С15:0) обнаружена обнаружена 0,44 ± 0,11 обнаружена обнаружена

Пальмитиновая (С16:0) 14,15 ± 0,07 24,45 ± 0,41 14,93 ± 0,42 17,40 ± 0,07 17,04 ± 0,20

Стеариновая (С18:0) 39,49 ± 0,95 23,83 ± 0,09 8,86 ± 0,06 1,93 ± 0,01 18,28 ± 0,49

Арахиновая (С20:0) 0,97 ± 0,05 - 0,58 ± 0,35 обнаружено 1,69 ± 0,01

Бегеновая (С22:0) обнаружена - обнаружена обнаружена 0,55 ± 0,01

Лигноцериновая (С24:0) обнаружена обнаружена 0,54 ± 0,02 0,67 ± 0,01 обнаружена

Сумма НЖК 55,50 ± 1,76 48,96 ± 0,97 26,56 ± 2,13 21,41 ± 0,13 38,26 ± 1,04

Сумма ННЖК 42,92 ± 2,77 49,66 ± 2,03 73,26 ± 2,77 77,88 ± 1,71 61,37 ± 2,28

Сумма жирных кислот 98,42 ± 2,96 98,64 ± 3,01 99,82 ± 2,34 99,30 ± 1,84 99,44 ± 3,04

Минорные жирные кислоты (С24:1, С25:2сА ¡0, С26:1, С27:1, С4:0, С6:0, С8:0, С20:0, С22:0, С23:0, С27:о)

с концентрацией менее 0,5% от общего количества жирных кислот в этой таблице не указаны.

Жирнокислотный состав липидов зерна всех исследуемых сортов широко представлен пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и а-линоленовой жирными кислотами. Доминирующей полиненасыщенной жирной кислотой для всех исследуемых сортов гороха является линолевая (19,01 - 31,11% от общего количества жирных кислот), для зерна фасоли а-линоленовая (31,76 -36,62% от общего количества жирных кислот), что свидетельствует о том, что данные кислоты входят в состав других фракций липидов. Суммарное содержание насыщенных жирных кислот в зерне фасоли сорта Лукерья выше, чем в зерне гороха сорта Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка в 1,4 и 1,8 раза соответственно, но ниже в 1,4 и 1,3 раза, чем в зерне гороха сортов Чишминский 95 и Чишминский 229. Суммарное содержание полиненасыщенных жирных кислот в зерне фасоли сорта Омичка выше, чем в зерне гороха сорта Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина и фасоли сорта Лукерья в 2,3; 1,8; 1,6 и 1,2 раз соответственно. Суммарное содержание мононенасыщенных жирных кислот в зерне гороха сорт Памяти Хангильдина выше, чем в зерне гороха сортов Чишминский 95, Чишминский 229 и фасоли сорта Омичка в 2,2 - 2,3 раза и в зерне фасоли сорта Лукерья в 3,4 раза. Совокупный анализ результатов исследований позволяет сделать вывод, что жирнокислотный состав зерна гороха сорта Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка носит более выраженный ненасыщенный характер, чем жирнокислотный состав других исследуемых сортов.

Необходимо отметить, что при изучении жирнокислотного состава зерна урожая 2019 года, на примере гороха сорт Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка (Приложение К) содержание олеиновой, линолевой, а-линоленовой и стеариновой кислот не имеют существенных различий от урожая 2017 года, что еще раз подтверждает доминирование линолевой и а-линоленовой кислот в зерне гороха и фасоли соответственно [46].

Полученные результаты в большинстве случаев согласуются с исследованиями других ученых, посвященными изучению жирнокислотного состава бобовых культур. К примеру, в зерне белой фасоли сорта "Pi^kny Jas

Karlowy" доминирующей жирной кислотой была линоленовая кислота (39,26%), в значительном количестве присутствовали а-линоленовая (23,25%) и олеиновая (17,59%) кислоты. Наиболее распространенными насыщенными кислотами были пальмитиновая (12,79%) и стеариновая (3,68%) кислоты. Доля остальных жирных кислот в профиле жирных кислот составляла приблизительно 0,5% и менее [482]. При исследовании жирнокислотного состава липидов пяти сортов фасоли, выращенных в Японии, установлено, что во всех сортах из ненасыщенных жирных кислот превалируют а-линоленовая (48,5 - 57,8%), линолевая (16,7 -25,8%) и олеиновая (7,8 - 13,8%) кислоты, из насыщенных - пальмитиновая кислота (8,3 - 13,2%) [479] .

Однако в некоторых случаях результаты качественного и количественного жирнокислотного состава существенно различаются. Так, в результате исследования содержания жира и жирных кислот в зерне гороха и нута, выращенных в Оренбургской области, установлено, что суммарное содержание ненасыщенных жирных кислот в липидах зерна нута больше, чем в зерне гороха в 2,58 раз, при этом доминирующей ненасыщенной жирной кислотой в зерне гороха была а-линоленовая кислота, в зерне нута преобладала линолевая кислота. Насыщенные жирные кислоты были представлены пальмитиновой и стеариновой кислотами [46]. Разница в качественном и количественном жирнокислотном составе культур объяснима, прежде всего, видовыми и сортовыми особенностями, почвенно - климатическими условиями, технологией выращивания.

Несмотря на разнообразие идентифицируемых ненасыщенных жирных кислот только линолевую и а-линоленовую кислоты считают основными биохимическими предшественниками физиологически значимых длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот (арахидоновая, эйкозапентаеновая и докозагексае-новая кислоты). Помимо вышесказанного, у линолевой и а-линоленовой кислот, также отмечены антиоксидантные свойства; противораковый, противовоспалительный, антиостеопоротический, кардиопротекторный и нейропротекторный эффекты [345; 357; 401]. Все остальные идентифицируемые ненасыщенные жир-

ные кислоты можно условно отнести к функциональным факторам питания, препятствующим риску развития различных заболеваний.

К примеру, эруковая кислота, обнаруженная в фасоли сорта Лукерья, обладает антиоксидантным и противовоспалительным действием [428; 401], также может быть ценной при лечении рассеянного склероза, действовать как нейропро-текторное, противоопухолевое и защитное средство при болезни Паркинсона, глиобластоме и нейробластоме [345]. Олеиновая кислота обладает рядом положительных терапевтических эффектов для сердечно-сосудистой системы, мозга, эмоционального настроения человека, является антиоксидантом [422; 357].

Обнаруженная в фасоли сорта Лукерья 5,9-гексадекадиеновая кислота обладает антимикробной активностью в отношении грамположительных бактерий Staphylococcus aureus и Streptococcus faecalis, но неактивна в отношении грамот-рицательных бактерий, таких как Pseudomonas aeruginosa [356; 461].

Учитывая вышесказанное, липиды зерна гороха сорт Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка, в сравнении с другими исследованными сортами, обладают значительно большей физиологической ценностью, ввиду большего содержания полиненасыщенных жирных кислот (39,83 и 63,72%% от суммы всех жирных кислот, соответственно), являющихся незаменимыми для человека.

Заключение к главе 3

Установлен химический состав, ферментативная и ингибиторная активность зерна исследуемых сортов гороха и фасоли. Содержание белка в зерне гороха изменялось по сортам и годам исследований в среднем от 19,01 до 24,01%, в зерне фасоли от 20,38 до 23,66 %. Содержание крахмала в среднем варьировало в диапазоне от 45,09 до 55,10 % в зерне гороха и от 51,26 до 54,74 %, в зерне фасоли. Содержание жира в сортах гороха и фасоли в среднем составило от 1,40 до 1,60% и от 1,60 до 1,80 %, соответственно; содержание золы в сортах гороха

колебалось в среднем от 2,58 до 3,56 %, в сортах фасоли от 3,06 до 3,56; содержание сырой клетчатки от 7,09 до 8,18%, в сортах фасоли от 9,10 до 10,66%, соответственно. Установлено, что по содержанию кальция, цинка сорта фасоли превосходят сорта гороха в 1,97; 1,29 раза соответственно. В зерне гороха исследуемых сортов не обнаружено железо.

При изучении протеолитической активности экстрактов зерна исследуемых сортов в присутствии трипсина выявлено, что ингибиторная активность в исследуемых сортах гороха ниже, чем в зерне фасоли. Высокая ингибиторная активность отмечена у зерна гороха сорта Юлдаш и сорта фасоли Нерусса. Белковый комплекс зерна гороха исследованных сортов представлен альбуминами и глобулиновыми компонентами (1^ и 7S белки). Во всех исследуемых сортах гороха обнаружены Е и L-лектины, фитогемагглютинины, ингибитор а-амилаза. Глобулиновый компонент легумин (11Б белки) обнаружен у сорта фасоли Омичка. Во всех исследуемых сортах фасоли обнаружены Е и Ь -лектины, ингибитор а-амилазы, глобулиновый компонент вицилин (7 Б белки).

При изучении фракционного состава белков установлено, что белок зерна гороха исследуемых сортов состоит на 18,05 - 18,52% из водорастворимых белков, на 77,79 -78,27% из солерастворимых белков и на 3,63 - 3,78% из щелоче-растворимых белков. Белок зерна фасоли исследуемых сортов на 14,67- 14,91% (от общего белка) состоит из водорастворимых белков, на 82,82 - 83,00% (от общего белка) из солерастворимых и на 2,25 - 2,28 % - из щелочерастворимых белков.

Результаты определения биологической ценности белков исследуемых сортов путем расчета методом аминокислотного скора (АК) относительно стандартной шкалы ФАО/ВОЗ позволили установить, что белок сортов Чишминский 95 и 229, Памяти Хангильдина и Омичка имеет наибольший АК по такой аминокислоте, как изолейцин (АК 164,48%; 141,70%; 143,83% и 132,00% соответственно). Белок сорта Лукерьи имеет наибольший АК по такой аминокислоте, как треонин (АК 155,13 %).

Установлено, что содержание ТАГ в зерне гороха и фасоли исследуемых сортов составляет от 53,20 до 55,74% и от 56,56 до 57,73% от общего количества липидов, соответственно. ТАГ всех исследуемых сортов гороха и фасоли, за исключением гороха сорт Чишминский 95, содержат ненасыщенные жирные кислоты. Доминирующей полиненасыщенной жирной кислотой липидов всех исследуемых сортов гороха является линолевая (19,01 - 31,11% от общего количества жирных кислот), для зерна фасоли а-линоленовая (31,76 - 36,62% от общего количества жирных кислот). Жирнокислотный состав липидов зерна гороха сорта Памяти Хангильдина и фасоли сорта Омичка носит более выраженный ненасыщенный характер, чем жирнокислотный состав липидов других исследуемых сортов.

Комплексный анализ средневзвешенных показателей позволил выявить наличие высокого технологического потенциала у сортов гороха Чишминский 95, Чишминский 229, Памяти Хангильдина и фасоли сортов Омичка и Лукерья и рекомендовать их для получения растительных дисперсий с целью их последующего использования как в качестве основы продуктов сегмента «dairy alternatives», так и как ингредиента продуктов смешанного состава.

Глава 4. МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ СЕГМЕНТА «DAIRY ALTERNATIVES», В ТОМ ЧИСЛЕ СМЕШАННОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ДИСПЕРСИЙ ИЗ ЗЕРНА ГОРОХА И ФАСОЛИ ИССЛЕДУЕМЫХ СОРТОВ

Современный мир выдвигает предприятиям пищевой промышленности множество требований и условий, в числе которых цифровая трансформация, постоянно меняющийся спрос потребителя; изменение структуры продовольственного рынка и удовлетворение индивидуальных вкусовых предпочтений [178; 325]. Использование цифровых технологий, стратегий концентрированного роста (усиление позиций на рынке, развитие продукта и т.д.) и диверсифицированного роста (производство инновационных продуктов), являются ключевыми моментами для успешного развития предприятий. Совершенствование технологий традиционных продуктов питания, внедрение на рынок инновационных продуктов здорового питания [125] неразрывно связаны с исследованием рынка и анализом потребительских предпочтений [37; 270; 271]. С целью выявления запросов востребованности потребителей продуктов сегмента «dairy alternatives», определения перспективности разрабатываемых продуктов для рынка, а также основных потребительских пожеланий и требований к продукту, повышения информированности потенциальных потребителей об ассортименте и свойствах разрабатываемых продуктов, проведено анкетирование покупателей, выполнены процедуры, предусмотренные QFD-методологией, спроектированы фигурные матрицы «Дом качества» для растительных дисперсий и разрабатываемых продуктов на их основе. Сформулированы требования к растительным дисперсиям из зерна гороха и фасоли и продуктам на их основе.

4.1. Анализ рынка продуктов сегмента «dairy alternatives»

Современный продовольственный рынок комбинированных продуктов питания и аналогов продуктов животного происхождения, а именно альтернатив молочной продукции «dairy alternatives» представлен, в числе прочих, растительными белковыми напитками из сои, напитками на растительной основе (растительным «молоком», ферментированными растительными напитками) с разной степенью дисперсности частиц, которые пользуются высоким спросом. Данный вид относится к высокомаржинальным продуктам и, по мнению экспертов, перешёл из нишевого сегмента в полноценную товарную категорию [273]. Согласно данным исследований компании Nielsen (глобальная компания-измеритель, представляющая данные и аналитику для наиболее полноценного изучения потребителей и рынков), в РФ доля продаж альтернатив молочной продукции составляет 1% от продаж традиционной молочной [164]. Потребление альтернатив молочной продукции за период с 2017 по 2019 г. выросло с 1,7 до 12 млн. л [273]. Мировой рынок растительного «молока» составлял в 2018 г. 13 млрд. долларов и к 2026 г., по оценкам экспертов, может достичь ёмкости 35,8 млрд. долларов со среднегодовым темпом роста приблизительно 13,6%, к 2035 г., по прогнозам, объем рынка составит $290 млрд. [263; 273].

На отечественном рынке напитки безалкогольные из растительного сырья главным образом представлены продукцией с известными мировыми брендами, поставщик иностранных производителей, к примеру («Isola Bio», Италия - напитки безалкогольные с различным сочетанием растительных ингредиентов, в том числе с использованием сиропа агавы; «Scotti», Италия - преимущественно напитки безалкогольные на рисовой основе с добавлением сои, миндаля, кокоса, какао и сиропа; «Aroy-D», Тайланд - напиток безалкогольный, кокосовое молоко; «Take a Bite», Испания; «Alpro», Бельгия - представляющие ассортиментную линейку напитков безалкогольных из растительного сырья с различными вкусо -ароматическими ингредиентами. Такие многонациональные компании, как Nestlé

Rippel, Yofitt, BolthouseFarms, поставляют широкий ассортимент напитков безалкогольных на растительной основе, в числе которых напиток из гороха [8; 163].

У Российской Федерации, обладающей потенциально широкой сырьевой базой для производства напитков безалкогольных из растительного сырья, объем производства продукции указанного сегмента невелик. Рынок напитков безалкогольных из растительного сырья обеспечивают такие ведущие российские производители, как ООО «Объединение «Союзпищепром» бренд «Здоровое меню» и «Green Milk» (Челябинск), национальная продовольственная группа «Сады При-донья» бренд «№moloko» (Волгоград), ООО «Южная соковая компания» бренд «Овсяша» (Белореченск). Отметим, что все производители выпускают широкую ассортиментную линейку напитков безалкогольных из злаковых культур (овсяное, рисовое, кукурузное, полбяное, гречневое и т.д.), ореха, мака и др. Из зернобобовых культур в промышленном масштабе перерабатывается только соя.

Между тем, в главе 1 отмечено, что Сибирский и Приволожский ФО занимают лидирующие позиции по возделыванию гороха. Местное производство зерна гороха значительно превышает уровень внутреннего потребления. Одной из основных статей экспорта РФ является экспорт зерна гороха [259; 260]. Учитывая высокие темпы роста рынка продуктов сегмента «dairy alternatives», не применявшиеся до недавнего времени приемы переработки бобовых культур создадут массу возможностей для внедрения технологических инноваций, позволив реализовать устойчивую производственно-сбытовую цепочку зерна гороха и фасоли.

При проектировании продуктов питания с использованием растительной дисперсии из пророщенного зерна гороха и фасоли (напитки на растительной основе, мороженое, ферментированные растительные напитки, тофу, хлебобулочное изделие) необходимо учитывать результаты маркетинговых исследований их востребованности, а также требования потребителей к качественной конкурентоспособной продукции [47].

Цель данного исследования - выявление востребованности разрабатываемых продуктов питания, определение перспективности этих продуктов на рынке и их

основных потребительских требований, а также повышение информированности потребителей об ассортименте и свойствах разрабатываемых продуктов.

Анкетирование и интервьюирование проведены в три этапа по разработанной заранее анкете (Приложение Л, М) среди покупателей в торговых точках сетей гипермаркетов «Лента», «Магнит», «Ашан», «Пятерочка» г. Омска, а также при помощи интернет анкетирования (онлайн опрос).

Исходя из того, что 50% респондентов употребляют аналоги молочной продукции, с помощью методов математической статистики определен минимальный размер репрезентативной выборки для дальнейшего исследования, составивший 300 человек. Расчетное значение репрезентативной выборки соответствует её ориентировочному, типичному размеру для стратегического исследования внедрения новой продукции на рынок (минимальный размер выборки должен составлять 200 человек, средний типовой размер от 300 до 500 человек).

Анкета первого уровня составлена с применением секционного способа построения вопросов (1-й блок - изучение потребителя, выявление наиболее востребованных продуктов сегмента «dairy alternatives»; 2-й блок - изучение информированности потребителей о пользе зерна гороха и фасоли, изучение потребительского спроса и потребительских предпочтений к разрабатываемым продуктам). Следует отметить, что на некоторые вопросы не было установлено ограничений по количеству ответов, ввиду этого ряд респондентов выбрали сразу несколько ответов. В результате исследований (анкетирование первого уровня, серия вопросов 1-ого блока) получены данные, позволившие составить возрастной портрет потребителя целевых продуктов питания с использованием растительной дисперсии из пророщенного зерна гороха и фасоли отечественной селекции.

Из 300 респондентов, принявших участие, на территории РФ проживают 95,1%, за пределами РФ 4,9% (рисунок 4.1). В опросе были задействованы респонденты нескольких возрастных групп (рисунок 4.2), с разным предписанным и приобретенным социальным статусом (рисунок 4.3).

й т

I

:Н к

а &

рн

4,9' 1,4% 1,4% 2,8%

7,7% 9,9%

23

2%

48,6%

За пределами РФ Южный ФО Дальневосточный ФО Северо-Западный ФО | Уральский ФО Приволжский ФО Центральный ФО Сибирский ФО

0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% Количество респондентов, %

Рисунок 4.1 - Территориальный охват проведенного анкетирования и интервьюирования

Рисунок 4.2 - Возрастной портрет респондентов

Подавляющее большинство (39,4%) респондентов относилось к возрастной категории от 20 до 30 лет; от 16 до 18 лет - 2,1%, от 30 до 40 лет - 21,8 %, от 40 до 50 лет - 26,1% и старше 50 лет - 10,6%. Учитывая результаты научных трудов B.Wierenga [474], убедительно свидетельствующие, что на потребительские предпочтения при выборе продуктов питания влияют не только экономические факторы (цена, уровень дохода), но и приобретенный социальный статус, психологические и социальные переменные (восприятие, убеждение, мотивы, мнение потребителя, культура и т.д.); произведен дальнейший опрос респондентов с целью выявления приобретенного (главного) статуса (рисунок 4.3) [225; 25]. Размер доходов респондентов приведен на рисунке 4.4.

Приобретенный (главный) статус респондентов

Рисунок 4.3 - Приобретенный (главный) Рисунок 4.4 - Размер доходов статус респондентов респондентов

По данным, представленным на рисунках 4.3, 4.4, в опросе участвовали люди

с разными статусами и уровнями дохода. Большинство респондентов, несмотря на

снижение доходов, связанных с ситуацией глобальной пандемии СОУГО-19, отнесены к категории со средним прожиточным минимумом. Рост безработицы, ограничения на передвижение, повсеместный переход на удаленную работу, отсутствие стабильности привели к изменению потребительских предпочтений [58; 110] о чем свидетельствуют результаты ответа на вопрос «Какими критериями Вы руководствуетесь при выборе продуктов питания?». По мнению респондентов, при выборе (потреблении) наиболее важными критериями были названы безопасность продуктов питания, полезность, органолептические показатели, стоимость продукта; менее значимы торговая марка и рекомендации третьих лиц (к этой категории можно отнести рекламу) (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5 - Анализ критериев при выборе (потреблении) продуктов

питания

Это свидетельствует о том, что в настоящий момент для потребителя при выборе (употреблении) продуктов питания экологическая и пищевая безопасность основополагающи. Такие потребительские предпочтения, как удовлетворение аппетита и эстетическое удовольствие перешли в разряд второстепенных. Полученные результаты во многом согласуются с основными инсайтами, полученными агенством по Глобальному исследованию потребительского поведения за 2020 год (до и после пандемии) в России, в их числе: пищевая и экологическая без-

опасность, устойчивое развитие, здоровый образ жизни, чувствительность к цене, удобство и доступность, цифровое взаимодействие.

При изучении осведомленности потребителя об альтернативных целевых продуктах и выявлении предпочтений установлено, что из общего количества ответов респондентов на вопрос «Употребляете ли Вы продукты сегмента «dairy alternatives» ?» 29,1% стабильно употребляют и отдают предпочтение в питании растительной альтернативе продуктам животного происхождения (продукты сегмента «dairy alternatives»), 70,9% не постоянные покупатели. Данный факт потребители поясняют высокой стоимостью продукта.

Отметим, что стабильно употребляющие продукцию сегмента «dairy alternatives» объясняют свой выбор в основном разнообразием рациона питания (57,5%), ведением здорового образа жизни (52,5%), аллергической реакцией на молоко и продукты его переработки (20,0%), соблюдением религиозных канонов (12,5%), популярностью, влиянием рекламы (2,5%), и только 7,5% опрошенных -ярые приверженцы растительного питания (рисунок 4.6).

^ 60,0%

■^Разнообразие рациона

Здоровый образ жизни

¡3 40,0%

Он

§ 20,0%

и 30,0%

■ Аллергия на молоко и продукты его переработки

■■ Религиозные каноны

и о О)

\2 5% "Растительное питание

Основная цель потребления

Популярность, влияние рекламы

Рисунок 4.6 - Основная цель потребления продуктов сегмента

«dairy alternatives»

При опросе выявлено, что большинство респондентов (75%) предпочитают напиток на растительной основе (растительное молоко), 27,5 % - ферментированные растительные напитки, 32,5 % - продукт пищевой тофу, и лишь неболь-

шая часть респондентов - потребители растительного вега-мороженого (10%) (рисунок 4.7). Весьма важно, что 95,0% респондентов отдают предпочтение продукции отечественного производства (рисунок 4.8).

Рисунок 4.7 - Предпочтения потребителей к продуктам сегмента

«dairy alternatives»

Вкусовые предпочтения потребителей к продуктам сегмента «dairy alternatives», на примере напитков на растительной основе приведены на рисунке 4.9.

Рисунок 4.8 - Ответы на вопрос Рисунок 4.9 - Анализ вкусовых

«Продуктам каких производителей Вы предпочтений потребителей напитков отдаете предпочтение?» на растительной основе

Как показало исследование, напитки из злаковых культур пользуется повышенным спросом (65,0%), приблизительно равнозначный спрос отмечен (17,5% и 15,0%) на напитки из кокоса и белковые напитки из сои, 2,5% опрошенных предпочитают напитки из ореха. Предположительно, данное распределение во вкусовых предпочтениях, прежде всего, связано с увеличением объемов продаж расти-

тельных напитков из злаковых, а именно из овса. По нашему мнению, недостаточная информированность потребителей о пользе, пищевой ценности и безопасности употребления напитков из других культур связана с уже сформированной структурой питания.

В результате анкетирования первого уровня (серия вопросов 2-го блока «Изучение информированности потребителей о пользе зерна гороха и фасоли, изучение потребительского спроса и потребительских предпочтений к разрабатываемым продуктам») установлено, что в среднем 90% опрашиваемых знают о глобальной проблеме дефицита белка и ее последствиях, о пищевой ценности и значимости зернобобовых культур (гороха и фасоли) в питании. Однако, при ответе на вопрос «Знаете ли Вы, что в горохе и фасоли отсутствуют ГМО, аллергены, содержится минимальное количество жира и фитоэстрогенов?» 52,9% опрашиваемых ответили «Да»; 47,1% «Нет». Также хочется акцентировать внимание на том, что большинство потребителей считают одним из основных критериев при выборе (употреблении) продуктов питания экологическую безопасность и устойчивое развитие (планеты, территории проживания) в целом. Однако 98% опрошенных не информированы о том, что горох и фасоль - одни из немногих сельскохозяйственных культур, позволяющих сформировать устойчивую модель ведения органического и рационального сельского хозяйства [48]. Потребители в общих чертах знают о пользе бобовых культур, но о значимых преимуществах культуры гороха и фасоли, о возможности их использования (употребления) не только в качестве крупяного продукта, но и как базовой основы в технологии производства напитков на растительной основе, тофу, мороженого, хлебобулочных изделий, к сожалению, нет. Это подтверждает наше предположение о существующей недостаточной информированности населения.

При проведении дальнейшего опроса 91,7 % опрошенных на вопрос «Хотели бы Вы видеть в розничной сети Вашего региона хлебобулочные изделия, мороженое, продукт пищевой тофу, напиток безалкогольный и ферментированный напиток из пророщенного гороха и фасоли?» ответили положительно и хотели бы попробовать. Неожиданно, что 25 % респондентов пробовали продукцию (напиток

из гороха) иностранного производителя. На вопрос анкеты «Будете ли Вы приобретать (употреблять) аналоги молочной продукции и другие продукты питания на основе растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли» подавляющее большинство респондентов (82,5 %) высказали желание и готовность покупать (употреблять) отечественную продукцию, при этом 12,5% - конкретизировали свою готовность при определенных условиях (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 - Отношение потребителей к целевым продуктам на основе растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли

Таким образом, исследования показали, что целевые продукты на основе растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли будут пользоваться спросом у населения.

4.2. Маркетинговые исследования потребительских требований к продуктам питания сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава на основе растительных дисперсий из зерна гороха и фасоли

Для определения конкретного перечня потребительских требований к разрабатываемым целевым продуктам в ходе анкетирования первого уровня (серия вопросов 2-ого блока) был предусмотрен вопрос открытого типа «Составьте, пожа-

■ Да

■ Нет

Если понравится продукт

луйста, список Ваших потребительских предпочтений к целевым продуктам с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли отечественной селекции (напитку на растительной основе, в том числе ферментированному, продукту пищевому типа«Тофу», десерту растительному взбитотму замороженному (вега-мороженому) и к хлебобулочному изделию)».

В результате изучения пожеланий потребителей к целевым продуктам произведено ранжирование основных потребительских предпочтений рисунок 4.11.

Рисунок 4.11 - Структура потребительских предпочтений

По мнению респондентов в приоритете такие составляющие конкурентоспособности целевых продуктов как: безопасность, пищевая ценность, вкус и запах, стоимость, консистенция, продолжительность срока годности и отечественное производство. Такими показателями как: название, бренд, цвет продукта, эргоно-мичность упаковки можно пренебречь. Согласованный набор потребительских предпочтений был сгруппирован и соотнесен с общепринятыми существующими показателями качества (таблица 4.1, таблица 4.2).

Таблица 4.1 - Номенклатура потребительских предпочтений к продуктам сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли отечественной селекции

Желаемая характеристика

Группа показателей качества Наименование показателя Напитка на растительной основе Ферментированного напитка Продукта пищевого «Тофу» Десерта растительного взбитого замо-роженого (вега-мороженого)

Органолепти-ческие показатели Вкус Сбалансированный, приятный, сладковатый с травянисто- солодовым привкусом Приятный, кисло-сладкий или сладко-кислый со слабо выраженным травянисто- солодовым или солодовым привкусом Нейтрал ьный Приятный, в меру кисло-сладкий, со слабо выраженным ароматом и легким привкусом наполните-

Запах Приятный Приятный Отсутствие запаха ля

Цвет Приятный, с едва уловимым белым или желтоватым оттенком, равномерный по всей массе Белый, от светло-желтого до желтого, однородный по всей массе Характерный для данного вида продукта и используемого наполнителя, равномерный по всей массе

Консистенция Однородная по всему объему, без расслоения и ощутимых твердых частиц Однородная, без ощутимых твердых частиц Пластичная Плотная. Однородная, без ощутимых комочков жира, кристаллов льда

Показатель безопасности пищевой продукции Безопасность Натуральность сырья, отсутствие ГМО, консервантов, искусственных ароматизаторов и красителей, гипоаллергенность

Эргономиче-

ским тель

показа-

Полезность

Низкая энергетическая ценность. Повышенное содержание белка и низкое содержание жира

Содержание пробиотиков и пребиоти-ков. Низкая энергетическая ценность. Повышенное содержание белка и низкое содержание жира_

Без посторонних примесей. Повышенное содержание белка и низкое содержание жира

Содержание про-биотиков и пребиоти-ков. Низкая энергетическая ценность

Экономический показатель

Стоимость продукта

Цена за единицу продукта должна быть приемлемой, аналогична цене на молоко питьевое пастеризованное

Цена за единицу продукта должна быть приемлемой, аналогична цене на кисломолочный продукт

Цена за единицу продукта должна быть приемлемой, ниже, чем за единицу сыра сычужного

Цена за единицу продукта должна быть приемлемой, аналогична цене на кисломолочное мороженое

Показатель

хранимоспо-

собности

Продолжительность срока год-ности,ч

более 72

Полученная информация на «языке потребителя» систематизирована. На её базе, учитывая результаты первоначального опроса, разработан общий макет анкеты для ранжирования по степени важности потребительских предпочтений (приложение М).

Таблица 4.2 - Номенклатура потребительских предпочтений к хлебу пшеничному с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли отечественной селекции

Группа показателей качества Наименование показателя Желаемая характеристика

Органолептические показатели: внешний вид Поверхность Без крупных трещин и подрывов

Цвет От светло-желтого до светло-коричневого

Форма Соответствующая хлебной форме, в которой производилась выпечка, без наплывов

Органолептические показатели: состояние мякиша Пористость Развитая, немного уплотненная. Воздушная

Пропеченность Пропеченный не липкий, не влажный на ощупь, эластичный

Вкус и запах Без постороннего вкуса и запаха, свойственный данному виду изделия

Цвет С ветло-желтый

Показатель безопасности пищевой продукции Натуральность сырья Использование продовольственного зерна отечественной селекции

Экономический показатель Стоимость продукции Не дороже стоимости традиционного хлебобулочного изделия

Эргономический показатель Полезность Без ГМО, консервантов, искусственных улучшителей и красителей. Повышенное содержание белка, пониженное содержание аллергенов, жира.

Показатель хранимо-способности Продолжительность срока годности,ч не менее 48

При формировании макета анкеты второго уровня выбраны 8 основных показателей для продуктов сегмента «dairy alternatives» и 11 показателей для хлебобулочного изделия. Оценку степени значимости потребительских предпочтений осуществляли с использованием экспертного метода частичного попарного сравнения [145]. Результаты опроса экспертов приведены в сводных матрицах (таблица 4.3, 4.4).

Таблица 4.3 - Матрица потребительских предпочтений респондентов к продуктам сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли отечественной

селекции

Группа показателей качества Наименование показателя Результаты опроса экспертов (количество потребительских предпочтений) K Сумма рангов, ранговый коэф-фици-ент

- (N m VO 00 On О - (N m

Органо-

лепти- Цвет 3 1 1 1 2 3 1 3 2 3 3 3 3 3 1 33

ческие

Органо- лепти- ческие Вкус, запах 5 5 3 6 5 4 5 5 4 4 4 4 3 5 4 66

Консистенция 4 4 5 2 4 5 5 4 4 3 5 3 5 2 7 62

Храни-моспо-собно-сти Продол-житель-ность срока годности 3 3 3 2 3 1 3 2 1 3 1 3 3 7 2 40

Безопасности Пищевая безопасность 3 6 6 7 6 6 6 4 7 5 5 6 6 4 6 83

Эрго- номиче- ские Полезность 5 5 5 4 4 5 1 1 5 7 6 6 6 1 6 67

Энергетическая ценность 2 1 3 3 2 3 2 3 2 1 3 1 1 1 1 29

Эконо- миче- ские Стоимость 3 3 2 3 2 1 1 1 2 3 1 2 1 1 1 27

Таблица 4.4 - Матрица потребительских предпочтений респондентов к хлебу пшеничному с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли отечественной селекции_

Группа показателей качества Наименование показателя Результаты опроса экспертов (количество потребительских предпочтений) Ку Сум ма рангов, ран-го-вый коэф эффи фици ци-ент

- т 00 о - т

Органо-лепти-ческие Цвет мякиша 5 6 5 4 4 5 4 4 3 9 4 5 6 5 6 75

Вкус, запах мякиша 7 6 5 5 8 6 7 5 5 10 7 8 7 7 10 103

Пористость 5 4 7 6 4 5 4 5 4 4 6 5 4 7 3 73

Пропечен-ность мякиша 6 5 3 7 9 8 7 3 6 7 6 2 4 4 2 79

Поверхность корки 4 3 3 1 1 2 1 4 3 1 1 1 1 1 3 30

Форма корки 2 4 2 1 3 1 1 1 1 1 1 2 1 2 3 26

Вкус корки 3 2 3 2 2 4 4 5 1 5 6 2 8 5 6 58

Храни-моспо-собно-сти Продолжительность срока годности 4 4 6 4 3 7 5 7 3 4 8 6 5 3 3 72

Безопасности Пищевая безопасность 8 8 10 7 8 5 9 7 10 6 6 10 6 10 7 117

Эрго-номиче-ские Полезность 9 9 8 9 10 8 9 9 9 7 6 9 7 5 6 120

Эконо-миче-ские Стоимость 2 3 3 9 3 4 4 5 10 1 4 5 6 6 6 71

В результате обработки данных определены: среднее значение частоты преобладания ьго показателя качества ^у), коэффициенты весомости ьго показателя качества (М) и важность показателя для потребителя (ВП) по пятибалльной шкале (таблица 4.5, 4.6) [231; 294].

Таблица 4.5 - Результаты исследований потребительских предпочтений к продуктам сегмента «dairy alternatives», в том числе смешанного состава с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли

Группа пока-зате-лей качества

Наиме нова-ние показателя

Результаты опроса экспертов (частота потребительских предпочтений экспертов) Fij

2

00

On

2

Весовой коэффициент

(Ni)

е и к с е ч и

итп

е л о н а

г р

О

Цвет

о

VO

3

о

VO

3

о

VO

3

о

о

о

VO

3

о

о

о

о

о

о

о

о

VO

3

о

0,08

Вкус, запах

On

On

0

,2 cT

On

3

On

On

3

3

3

3

0

On

3

0,16

Конси-систен стен-ция

3

3

On

0

3

On

On

3

3

0

On

0

On

0

0 2

0,15

Про-

Хранимоспо-сбособности должи жи-

тель-ность срока 0,071 0,036 0,107 0,107 0,071 0,107 0,071 0,107 0,071 0,036 0,107 0,036 0,036 0,036 0,036 0,10

годности

Пище-

1 ^ § £ вая без- о са са 0 оа га са га 3 6 00 оа 3 га га 3 га 0,20

м ни и к рр опасность сз 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

и к и с и ЕТ и Полез-лез- 3 3 6 3 сз 6 3 сз 0 оа га га га 6 3 сз га 0,16

ность 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

о н о Энер-

и р о гети-ческая 7 о 7 о 7 о 71 о 7 о 6 3 сз 7 о 71 сз 6 3 сз 7 о 6 3 сз 7 о 7 о 0 га 71 сз 0,08

цен- 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

ность

аЬ ЕТ

ономи ские Стоимость 0,107 0,107 0,071 0,107 0,071 0,036 0,036 0,036 0,071 0,107 0,036 0,071 0,036 0,036 0,036 0,06

и о

Таблица 4.6 - Результаты исследований потребительских предпочтений к хлебу пшеничному с использованием растительных дисперсий из пророщенного зерна гороха и фасоли_