Генофонд плодовых культур для улучшения сортимента и получения функциональных продуктов питания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.05, доктор сельскохозяйственных наук Макаров, Виктор Никитич

• Макаров, Виктор Никитич
• доктор сельскохозяйственных наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Макаров, Виктор Никитич

Введение.

Глава I. Обзор литературы.

1.1. Биохимический состав и технологические качества плодов и ягод семечковых, косточковых, ягодных нетрадиционных плодовых культур и их использование в селекции и переработке.

1.2. Пригодность плодовых культур для технологической переработки и совершенствование методов и технологий получения натуральных высоковитаминных продуктов питания.

1.2.1. Пригодность плодовых культур для технологической переработки.

1.2.2. Совершенствование методов и технологий.

1.3. Потребительские качества и пищевая ценность натуральных продуктов питания, созданных на основе плодов.

1.3.1. Пищевая ценность продуктов.

Глава II. Цель, задачи, объекты, методики и условия проведения исследовании. 2.17 Цельи задачи исследований.

2.2. Объекты и методики исследований.

2.3. Условия проведения исследований.

Результаты исследований

Глава III. Оценка генофонда семечковых, косточковых, ягодных и нетрадиционных плодовых культур по биохимическому составу и выделение лучших генотипов для селекционного использования и переработки.

3.1. Содержание растворимых сухих веществ, Сахаров; кислотность плодов, витамины и биологически активные вещества.

3.1.1 Семечковые культуры (яблоня, груша, рябина).

3.1.2. Косточковые культуры (вишня, черешня, слива).

3.1.3. Ягодные культуры (смородина черная, красная, белая, земляника, малина).

3.1.4. Нетрадиционные культуры (облепиха, калина, боярышник, шиповник).

Глава IV. Разработка рецептур и технологий приготовления натуральных продуктов питания функциональных и диетического направления.

4.1. Компоты низкокалорийные диетические.

4.1.1. Разработка рецептур.

4.1.2. Разработка технологии приготовления.

4.1.3. Оценка потребительских качеств, биохимического состава и энергетической ценности.

4.1.4. Оценка санитарно-химических и санитарноэпидемиологических показателей.

4.1.5. Сравнительная характеристика физиологической активности компота низкокалорийного диетического и компота фруктового общего назначения.

4.1.6. Оценка экономической эффективности производства компотов низкокалорийных диетических.

4.2. Напитки из сушеных плодов диетические витаминизированные

ТУ 9163-002-97000490-07).

4.2.1. Разработка рецептур.

4.2.2. Разработка технологии приготовления.

4.2.3. Оценка потребительских качеств, биохимического состава и энергетической ценности.

4.2.4. Оценка санитарно-химических и санитарноэпидемиологических показателей.

4.2.5. Сравнительная характеристика физиологически активного потенциала напитков диетических витаминизированных и аналогичных продуктов общего назначения.

4.2.6. Оценка экономической эффективности производства напитков из сушеных плодов диетических витаминизированных.

4.3. Желе ягодные с мякотью (ТУ9163-002-14310543-06).

4.3.1. Разработка рецептур.

4.3.2. Разработка технологии приготовления.

4.3.3. Оценка потребительских качеств, биохимического состава и энергетической ценности.

4.3.4. Химический состав продуктов «Желе ягодные с мякотью».

4.3.5. Сравнительная характеристика физиологически активного потенциала желе ягодного с мякотью и аналогичного продукта общего назначения.

4.3.6. Оценка экономической эффективности производства желе ягодного с мякотью.

4.4. Соусы плодово-ягодные витаминные (ТУ 9163-004-97000490-07).

4.4.1. Разработка рецептур.

4.4.2. Разработка технологии приготовления.

4.4.3. Оценка потребительских качеств, биохимического состава и энергетической ценности.

4.4.4. Сравнительная характеристика физиологической активности соусов плодово-ягодных витаминных и фруктов, протертых с сахаром общего назначения.

4.4.5. Разработка технологии получения обогащенных витаминами грушевых соусов на основе купажирования с ягодными дикорастущими формами. лло

4.4.6. Оценка экономической эффективности производства соусов плодово-ягодных витаминных.

Выводы.

Рекомендации для производства.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Генофонд плодовых культур для улучшения сортимента и получения функциональных продуктов питания»

В настоящее время жизнь человека очень тесно связана с воздействием различных неблагоприятных факторов внешней среды, что приводит организм в состояние стресса и откладывает определенные негативные отпечатки на его здоровье. Это свидетельствует о том, что необходимо находить методы укрепления здоровья, повышения иммунных функций организма.

Во время адаптации к неблагоприятному воздействию в организме человека резко повышается образование свободных радикалов, 98% которых составляют перекисные соединения. В результате происходит преждевременное старение, развиваются многочисленные болезни, в том числе сердечно-сосудистые и онкологические, возрастает масса тела и др.

Эффективная защита от разрушительного действия свободных радикалов обеспечивается антиоксидантами, которые способны их нейтрализовать. Человеческий организм не способен синтезировать необходимый комплекс антиоксидантов, поэтому для защиты от преждевременного старения и заболеваний их значительная часть должна поступать с пищей. Основные компоненты антиоксидантной системы питания — нутрицевтики антиоксидантного действия и, прежде всего, витамины Е, А, С, каротиноиды, биофлавоноиды, цинк, селен, сера и др. В этой связи, питание населения приобретает важнейшее социальное значение.

С точки зрения нутрициологии и диетологии наука о питании — это наука о превращении пищи в организме человека в энергию и структуры человеческого тела, наука об основных законах жизнедеятельности организма. Она интегрирует все достижения базовых наук, таких как физиология, биохимия, гигиена, физика, химия и др. (Покровский, 1968; Покровский и др., 1971; Тутельян, 2004).

Известно, что пища и отдельные ее компоненты в связи с их биохимическими особенностями влияют на различные функции организма: регуляция нервной деятельности, участие в процессах кроветворения, регуляция иммунной активности, поддержание кислотно-щелочного баланса, антиоксидантная защита и др. Поэтому особую актуальность в рационе населения сегодня приобретают продукты питания функциональной направленности.

Одни из главных компонентов сбалансированного питания профилактического и лечебного назначения - свежие плоды и ягоды (Гудковский, 2001). К сожалению, не все существующие сорта характеризуются высокой витаминностью. В этой связи важнейшей задачей селекции является создание новых сортов плодовых культур с высоким содержанием витаминов, биологически активных веществ и других компонентов, необходимых для баланса полезных составляющих в питании, а также выделение генисточников и доноров ценного биохимического состава для повышения эффективности селекционного процесса. Они представляют собой кладезь витаминов, минеральных веществ, каротиноидов, фенольных соединений, ферментов, необходимых для баланса полезных составляющих в питании.

Наряду с потреблением в свежем виде, их успешно используют и для различных видов переработки. Объемы потребления плодоовощных консервов в России гораздо ниже, чем в других странах, активно развивающих этот рынок. Так, на долю одного россиянина приходится всего 4 кг консервной плодоовощной продукции в год. Для сравнения, в Европе эта цифра составляет 10 - 16 кг, в Канаде - 13, а в США - 50. Однако в последние годы в России наметилась устойчивая тенденция роста производства консервов. В 2005 году было произведено более 5,4 муб. фруктовых консервов, и прирост продукции по сравнению с 2004 годом составил 9 %.

В связи с ухудшением экологической обстановки, увеличением числа людей с хроническими заболеваниями, одно из главных направлений деятельности консервной промышленности — разработка и производство новых натуральных продуктов питания функционального назначения.

Согласно официальному определению Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии функциональные пищевые продукты — это пищевые продукты, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающие риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющие и улучшающие здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

Продукты функционального питания не обязательно проявляют явно выраженные лечебные свойства, но достоверно способствуют повышению таких функций организма человека, как:

- снижение вероятности возникновения или прогрессирования негативных биоценозных состояний;

- компенсация дефицита эндогенных факторов иммунной защиты;

- витальное ингибирование мутагенных эффектов;

- снижение интенсивности окислительной деградации липопротеидных клеточных мембран;

- стимуляция эвакуаторной функции;

- другие положительные метаболические эффекты при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 % до 50 % от суточной физиологической потребности.

При разработке и создании натуральных продуктов питания функционального и диетического назначения необходимо знать биохимический состав сырья, пищевую ценность, специальные приемы технологической обработки (Шаззо, Касьянов, 2000).

Недостаток исследований по биохимической оценке сортов плодовых, ягодных, нетрадиционных садовых культур, технологическим показателям, необходимым для производства натуральных продуктов питания функционального назначения, конструированию новых пищевых продуктов с заданным составом и свойствами, их клинических и лечебно-биологических испытаний обусловливают актуальность и практическую значимость данной работы.

Создание новых сбалансированных продуктов питания с заданным биохимическим составом, обогащенным комплексом природных антиоксидантов, с определенной функциональной направленностью играет важную роль и позволит обеспечить организм биологически активными веществами. Данная фундаментальная проблема представляет исключительный интерес для дальнейшего исследования, так как открывает возможности защиты организма человека от преждевременного старения и развития многих заболеваний.

Заключение диссертации по теме «Селекция и семеноводство», Макаров, Виктор Никитич

457 ВЫВОДЫ

1. В результате многолетнего изучения (1988-2008 гг.) более 600 генотипов семечковых (яблоня, груша, рябина), косточковых (вишня, черешня, слива), ягодных (смородина черная, красная, белая, земляника, малина), нетрадиционных культур (облепиха, калина, боярышник, шиповник) по содержанию растворимых сухих веществ, Сахаров, витамина С, Р-активных катехинов, пектина, антоцианов и др. компонентов, пополнен банк данных по биохимическому составу плодовых культур и выявлен высоковитаминный сырьевой резерв для потребления плодов в свежем виде и производства продуктов питания функционального назначения.

2. Установлено, что из изученного генофонда наиболее высоким содержанием растворимых сухих веществ (%) характеризуются рябина (17,5-26,7), боярышник (17,2-22,4), шиповник (16,0-32,9); витамина С (мг/100 г) - рябина (20,2-185,3), черная смородина (72,1-257,4), земляника (43,6-101,2), облепиха (44,8-168,4), шиповник (746,03089,0); Р-активных катехинов (мг/100 г) - рябина (87,4-1297,0), вишня (134,0-539,0), черная смородина (128,0-904,0), калина (202,01604,0), шиповник (144,0-960,0); арбутина (%) и хлорогеновой кислоты (мг/100 г) - груша (2,4-12,0 арбутина) и (28,0-234,0 хлорогеновой кислоты); каротина (мг/100 г) - рябина (1,69-8,9), шиповник (7,62-20,3); антоцианов (мг/100 г) - земляника (21,1-98,2) и пектина (%) - слива (0,58-1,44), черная смородина (0,77-1,77).

3. Выявлено, что признаки содержание растворимых сухих веществ и Сахаров у большинства плодовых культур подвержены меньшей изменчивости и вариабельности по годам, по сравнению с С и Р-витаминностью.

4. Для селекционного использования выделены генисточники семечковых, косточковых, ягодных и нетрадиционных культур со стабильным максимальным уровнем и комплексным содержанием компонентов биохимического состава и высокой гомеостатичностыо, а также генотипы с высоким содержанием витаминов, биологически активных веществ, в том числе нутрицевтиков антиоксидантного действия, пригодные для получения продуктов питания функционального и диетического назначения.

5. Разработаны рецептуры и методология конструирования натуральных низкокалорийных продуктов питания функционального и диетического назначения с учетом биохимического состава сырья и обогащения натуральными компонентами и физиологически активными ингредиентами (натуральный антиоксидант дигидрокверцетин, подсластитель «Свита», Р-каротин и др.), в том числе на основе дикорастущих и культурных сородичей, обладающих пониженным содержанием углеводов, высоким содержанием витаминов и антиоксидантной активностью.

6. Разработаны новые технологии приготовления продуктов питания функционального и диетического назначения с использованием эффективных технологических приемов подготовки воды, сырья без предварительной тепловой обработки, применения кратковременного уваривания при невысоких температурах с использованием специального оборудования, подбора оптимальных технологических режимов и новой тары малой вместимости из стекла с венчиком «Евротвист» для упаковки, позволяющие сохранить и сконцентрировать на максимальном уровне витамины, биологически активные вещества и антиоксидантную активность.

7. Впервые разработаны, утверждены технические условия, технологические инструкции и созданы низкокалорийные, с низким содержанием углеводов и высокой антиоксидантной активностью, сбалансированные по основным нутриентам, с учетом сортовых особенностей сырья, продукты питания функционального и диетического назначения:

- компоты низкокалорийные диетические (из яблок, груши, вишни, рябины, облепихи, черной смородины) — ТУ 9163-001 -14310543-05;

- напитки диетические витаминизированные с фруктозой и стевиозидом (из груши, шиповника, боярышника) - ТУ 9163-00297000490-07;

- желе с мякотью (из калины, облепихи, черной смородины, малины, земляники) - ТУ 6801039/6Т000489 0706;

- соус витаминный (из яблок, груши, калины, рябины, облепихи, черной смородины, малины, земляники) — ТУ 6801039/6Т000280 0507;

- соус грушевый (с черной смородиной, брусникой, клюквой, черноплодной рябиной) — ТУ 61РФ-01-150.

Эти продукты прошли государственную регистрацию, внесены в государственный реестр и получено разрешение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека на их изготовление, ввоз и оборот на территории Российской Федерации.

8. В результате оценки экономической эффективности новых видов продуктов питания функционального, диетического и лечебно-профилактического назначения установлено, что прибыль от реализации 1 тубы продукции «Компоты низкокалорийные диетические» в зависимости от ассортимента составляет 6801,8117446,91 руб. при уровне рентабельности 62,5—76,0%; «Напитки диетические витаминизированные» - прибыль 5983,44-6611,61 руб. при уровне рентабельности 68,1—77,5%; «Желе ягодное с мякотью» — прибыль 19811,29-31162,80 руб. при уровне рентабельности 58,761,2% и «Соусы плодово-ягодные витаминные» — прибыль 9825,18— 31942,18 руб. при уровне рентабельности 58,2-81,3%. Уровень рентабельности контрольных продуктов общего назначения составил 17,4-30%. Оптимизация технологических процессов позволила ' снизить уровень полных затрат на производство новых видов-, i продуктов питания функционального и диетического назначения. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

1. Для селекции рекомендуются генисточники семечковых, косточковых, ягодных и нетрадиционных культур со стабильным максимальным уровнем и комплексным содержанием компонентов биохимического состава и высокой гомеостатичностью.

2. Использовать разработанные рецептуры приготовления продуктов питания функционального и диетического назначения и обогащения натуральными компонентами и физиологически активными ингредиентами (натуральный антиоксидант дигидрокверцитин, подсластитель «Свита», p-каротин и др.), в том числе на основе дикорастущих и культурных сородичей (брусника, клюква, смородина, рябина) с учетом сортовой специфики и биохимического состава сырья.

3. При изготовлении новых натуральных продуктов питания функционального, диетического и лечебно-профилактического назначения: «Компоты низкокалорийные диетические», «Напитки диетические витаминизированные», «Желе ягодное с мякотью», «Соусы плодово-ягодные витаминные» рекомендуется пользоваться разработанными нами соответствующими «Техническими условиями» и утвержденными Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека: ТУ 9163-001-1431054305; ТУ 9163-002-97000490-07; ТУ 6801039/6Т000489 0706; ТУ 6801039/6Т000280 0507; ТУ 61РФ-01-150.

4. Рекомендовать для детского и школьного питания, а также людей с алиментарно зависимыми заболеваниями, разработанные нами и произведенные в промышленном объеме (700 туб. единиц) продуктов питания функционального, диетического и лечебно-профилактического назначения (заключение Федеральный службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека: № 77.99.37.916. Т.002406.12.06 от 06.12.2006 г., № 68.01.03.916 Т. 000489.07.06 от 20.07.2006 г., № 68.01.03.916.Т. 000280.09.07. от 03.09.2007 г., 77.99.99.004. Т. 002520. 11.07. от 23. 11. 2007 г.).

САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мо 68.01.03 916 Т 000280 09 07 т. 03 09 2007 г

Настоящим санитарно-эпидемиологическим заключением удостоверяется, что требования, установленные в проектной документации (перечислить рассмотренные документы, указать наименование и адрес организации-разработчика):

ТУ 9163-004-970004904)7 "Соусы плодово-ягодные витаминные. Технические условия технологическая инструкция по производству "Соусы плодово-ягодные яитаминные Чк ТУ 9161-004-97000490-07)

Муниципальное учреждение Центр коллективного псг.гзсеания г Мичуринска-наукограда". 393764. Таибоаская о& г Мичуринск, ул 2-я Революционная 2а Росс,'лез* оелерация)

СООТВЕТСТВУЮТ (ПС ОООТВСТОТШ'ЮЛ государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам (ненужное зачеркнуть указать полное наименование санитарных правил) СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требовали« безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов' СанПиН 2.3.2 1293-03 "Гигиенические требования по применению пищевых добавок"

Основанием для признания представленных документов соответствующими (не соответствующими) государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам являются (перечислить рассмотренные документы): .экспертное заключение № 2438 от 28 08 2007 г с- .'3 Центр гигиены и эпидемиологии в Тамбовской области"

Главный государственный санитарный врач (заместитель главного государственного санитарного врача)

Формат А4 Бланк. Срок хранения 5 лет

4.4.5 Разработка технологии получения обогащенных витаминами грушевых соусов на основе купажирования с ягодными дикорастущими формами

Многие виды продуктов питания, выпускаемых в настоящее время из культивируемых плодово-ягодных растений, нередко характеризуются низким содержанием биологически активных веществ. Это относится к продуктам переработки из груши, в которой содержание, например, витамина С довольно низкое от 2 до 8 мг/100г в зависимости от сорта. Поэтому в основе технологии производства пищевых продуктов заложен принцип комплексного использования плодов культурных сортов и дикорастущих растений для того, чтобы компенсировать недостатки одного вида сырья за счет преимуществ другого вида сырья путем купажирования.

На Экспериментальном центре «М-КОНС-1» разработаны, апробированы и внедрены в производство новые виды продуктов питания функционального назначения для детского и диетического питания «Соусы грушевые».

Новый вид продуктов для детского и диетического питания, представляют собой продукт, изготовленный из груш, подвергнутых умеренной тепловой обработке, протертых и уваренных с добавлением высоковитаминного ягодного пюре и сахара в вакуум-аппаратах при низкой температуре.

Соусы грушевые» вырабатываются в следующем ассортименте:

• соус грушевый с черной смородиной;

• соус грушевый с брусникой;

• соус грушевый с клюквой;

• соус грушевый с черноплодной рябиной.

Соусы грушевые представляют собой продукт, изготовленный из груш, подготовленных, протертых и уваренных в вакуум-аппаратах с добавлением биологически активных наполнителей: пюре клюквы, черной смородины, брусники, рябины черноплодной и сахара.

Для производства соуса грушевого использовались плоды помологических сортов, выведенных во ВНИИГ и СПР им. И. В. Мичурина — Светлянка, Нежность, Осенняя мечта, Памяти Яковлева и другие.

Установлено, что продукты переработки груш в сортовом разрезе отличаются друг от друга по органолептическим и качественным показателям. Так, соусы из различных сортов груши, купажированные с пюре из одних и тех же ягод, между собой практически не различают. Отличие есть лишь между группами сортов:

I - мякоть без грануляции и II - мякоть с каменистыми включениями. В связи с этим для массового промышленного производства функциональных пищевых продуктов возможны объединение продукции сортов с однотипной консистенцией мякоти.

По данным Дегустационной комиссии (протокол №69 от 26.09.2008) все виды имели хороший товарный вид, высокие вкусовые качества и получили оценку 4,1 - 4,3 балла.

Высокую оценку 4,2 — 4,3 балла получили соусы из груши с добавлением клюквенного, брусничного и черносмородинового пюре с сахаром. При купажировании пюре из черной смородины и груши лучшие результаты были получены с использованием сортов Любимица Яковлева и Светлянка, а с клюквенным и брусничным пюре - сортов Памяти Яковлева, Светлянка.

Технологический процесс выработки нового вида продуктов питания «Соус грушевый» состоит из следующих операций: сортировка, мойка, инспекция, тепловая обработка, протирание, купажирование, уваривание и смешивание с сахаром, фасование, укупоривание и пастеризация. Предложенная технология исключает длительное тепловое воздействие:

- тепловая обработка груш перед протиранием производилась в модернизированном шнековом испарителе с использованием острого пара, очищенного фильтрами,

-уваривание проходило кратковременно под вакуумом при низкой температуре (80 градусов).

В рецептуре соуса предусмотрено оптимальное сочетание груши, плодово-ягодного наполнителя и сахара, позволяющего обеспечить хорошие вкусовые качества, обогатить грушу естественными источниками витаминов.

Результатами исследований установлено, что выработанная продукция имеет приятный вкус и запах, по внешнему виду представляет собой однородную протертую массу из груш и ягод без остатков семенных гнезд, семян и плодоножек, растекающуюся на горизонтальной поверхности.

Определение органолептических показателей проводилось по ГОСТ 8756.1:

-массовая доля растворимых сухих веществ - 20% по ГОСТ 28562.

-массовая доля Сахаров - 16% по ГОСТ 8756.13.

-рН-4,4 по ГОСТ 8756.16.

Продукт экологически чистый предназначен для детского и лечебного питания (табл. 4.4.5.1).