Научное обоснование и практические аспекты формирования качества и безопасности кондитерских изделий функциональной направленности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.15, доктор наук Фролова Нина Анатольевна

• Фролова Нина Анатольевна
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Фролова Нина Анатольевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Системный подход к обеспечению безопасности и качеству пищевых продуктов. Факторы, определяющие качество кондитерских изделий

1.2 Неспецифическая реакция организма в условиях холодового воздействия и ее профилактика

1.3 Антиоксиданты и адаптогены в пищевых системах

1.4 Характеристика антиоксидантного потенциала растительного сырья

1.5 Современные методы идентификации биологически активных ве- ^ ществ

Заключение по главе

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Основные этапы организации эксперимента. Схема проведения исследований

2.2 Объекты и методы исследований 60 Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЕГМЕНТОВ РЫНКА КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ И КРИТЕРИЕВ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

3.1 Современные тенденции развития рынка кондитерских изделий

3.2 Исследования потребительских предпочтений населения Амурской области в отношении кондитерских изделий ^ Глава 4. КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ 90 Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДАПТОГЕННО-АНТИОКСИДАНТНОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ

С

5.1 Перспективы использования растительного сырья Дальневосточного федерального округа в технологии кондитерских изделий

5.2 Исследование химического состава свежих ягод лимонника китайского (Schisandra chinensis), боярышника обыкновенного (Crataegus laevigata), винограда амурского (Vitis Amurensis) и корня элеутерококка (Eleutherococcus senticosus) 115 Глава 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ АДАП-ТОГЕННО-АНТИОКСИДАНТНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

6.1 Разработка технологии получения экстрактов из ягод боярышника обыкновенного (Crataegus laevigata) и корня элеутерококка (Eleutherococcus senticosus)

6.2 Исследование показателей качества и фитохимического профиля экстрактов из ягод боярышника обыкновенного (Crataegus laevigata) и корня элеутерококка (Eleutherococcus senticosus)

6.3 Разработка технологии получения соков ягод лимонника китайского (Schisandra chinensis), винограда амурского (Vitis Amurensis)

6.4 Исследование показателей качества и фитохимического профиля соков ягод лимонника китайского (Schisandra chinensis), винограда амурского (Vitis Amurensis)

6.5 Разработка технологии получения фитопорошков ягод лимонника китайского (Schisandra chinensis), боярышника обыкновенного (Crataegus laevigata), винограда амурского (Vitis Amurensis) 146 Глава 7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ АДАПТОГЕННО-АН-ТИОКСИДАНТНОГО СЫРЬЯ 153 7.1 Технология и анализ качества начинки для кондитерских изделий функциональной направленности

7.2 Технология и анализ качества ириса функциональной направленности

7.3 Технология и анализ качества желейного мармелада функциональной направленности

7.4 Обеспечение контроля и безопасности производства кондитерских изделий функциональной направленности

7.5 Исследование влияния введения продуктов переработки адапто-генно-антиоксидантного сырья на срок годности кондитерских изделий 178 Глава 8. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ УПОТРЕБЛЕНИЯ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ 182 Глава 9. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ 192 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 195 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 199 Приложение А. Анкета 238 Приложение Б. Протокол испытаний мармелада желейного «Сила леса» 240 Приложение В. Протокол испытаний ириса тираженного «Сила леса» 242 Приложение Г. Протокол спектрального анализа начинки кондитерской 244 «Сила леса»

Приложение Д. Протокол спектрального анализа ириса тираженного 245 «Сила леса»

Приложение Е. Протокол спектрального анализа мармелада желейного «Сила леса»

Приложение Ж. Акт промышленной апробации и внедрения технологии начинки кондитерской «Сила леса»

Приложение З. Акт промышленной апробации и внедрения технологии ириса тираженного «Сила леса»

Приложение И. Акт промышленной апробации и внедрения технологии мармелада желейного «Сила леса»

Приложения К. Технические условия и технологическая инструкция на производство мармелада желейного «Сила леса»

Приложения Л. Технические условия и технологическая инструкция на производство ириса тираженного «Сила леса»

Приложения М. Технические условия и технологическая инструкция на производство начинки кондитерской «Сила леса»

Приложение Н. Рабочий лист ХАССП производства начинки кондитерской «Сила леса» 256 Приложение О. Рабочий лист ХАССП производства ириса тираженного «Сила леса» 260 Приложение П. Рабочий лист ХАССП производства желейного мармелада «Сила леса»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научное обоснование и практические аспекты формирования качества и безопасности кондитерских изделий функциональной направленности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одним из приоритетных направлений научных исследований в области питания населения является создание функциональных продуктов играющих важную роль в метаболических процессах с учетом повышения потребительских свойств и продвижения основных принципов здорового питания [8,9, 10, 18, 51, 78, 81, 85, 86, 88, 97, 115, 134, 132, 140, 144, 164, 172, 265, 269].

Особую актуальность при этом имеет решение ряда задач, поставленных в принятой Правительством РФ «Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года», которая регламентирует профилактику заболеваний, повышение продолжительности жизни при помощи полноценного питания, а также направлено на развитие производства и обращения на рынке высококачественной продукции [104, 106].

Суровые и экстремальные климатические условия Дальнего Востока негативно отражаются на здоровье населения и способствуют значительному сокращению продолжительности, качества жизни человека и развитию ряда заболеваний [23]. В регуляции метаболических процессов организма человека в условиях холодового воздействия, одним из новых актуальных направлений является научное обоснование и практическая реализация разработки пищевых продуктов растительного происхождения, способствующих повышению неспецифической резистентности организма [1, 2, 5, 7, 14, 15, 16, 70, 71, 74, 75, 77, 166, 176, 295]. Актуальным вектором в данном направлении являются экспериментальные исследования биогенного и биотехнологического потенциала регионального сырья Амурской области, изучение функционально-технологических свойств сырья, лежащие в основе разработки продукции функциональной направленности. Для создания таких продуктов необходимо научное и практическое обоснование биологической активности регионального сырья

Амурской области [64, 83, 84, 87, 119, 124, 127, 138, 146, 148, 184, 187]. Производство кондитерских изделий является важным сегментом экономики Российской Федерации, который требует системного и комплексного развития [25, 26]. Кондитерские изделия могут служить основой для создания продуктов профилактического и функционального назначения, так как относятся к продуктам повседневного спроса [2 ,3, 16, 17, 79 ,59, 98, 99, 102, 105, 126].

Степень разработанности темы исследований. На современном этапе формируется, расширяется, и комплектуется научная база по исследованию пищевой ценности местного растительного сырья с целью его применения в том числе и в технологиях производства кондитерских изделий направленного действия [3, 21, 89, 90, 92, 100, 113, 114, 117, 120, 121, 122, 125, 130, 145, 147]. Существенный вклад в данное направление внесли отечественные и зарубежные ученые: Аксенова Л.М., Савенкова Т.В., Магомедов Г.О., Корячкина С.Я., Резниченко И.Ю., Рензяева Т.В., Terry Richardson, Noor Aziah и др. Однако, возможность применения сырьевых ресурсов Амурской области с повышенной биологической активностью и доказанным физиологическим действием в силу недостаточной экспериментальной и технологической базы в производстве функциональных кондитерских изделий направленного действия, в частности повышения неспецифической резистентности организма к холодовому воздействию, пока не нашли широкого применения, что определило актуальность, цель и задачи диссертационной работы.

Целью работы является научное и практическое обоснование использования продуктов переработки адаптогенно-антиоксидантного сырья в технологии кондитерских изделий функциональной направленности для повышения резистентности организма в условиях холодового воздействия.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- научно обосновать выбор адаптогенно-антиоксидантного сырья и исследовать его биогенный потенциал как основного модуля для формирования функциональной направленности кондитерских изделий;

- разработать концепцию создания кондитерских изделий функциональной направленности;

- определить рациональные параметры получения экстрактов ягод боярышника обыкновенного Crataegus laevigata и корня элеутерококка колючего (Eleutherococcus senticosu) и исследовать их качественные характеристики и фитохимический профиль;

- определить рациональные параметры процесса получения соков ягод лимонника китайского (Schisandra chinensis), винограда амурского (Vitis Amurensis) и исследовать их качественные характеристики и фитохимический профиль;

- экспериментально установить количество соков, экстрактов и фитопо-рошков ягод лимонника китайского (Schisandra chinensis), боярышника обыкновенного (Crataegus laevigata), винограда амурского (Vitis Amurensis) и корня элеутерококка (Eleutherococcus senticosus), вводимых в рецептуры кондитерских изделий;

- определить потребительские свойства и систематизировать сенсорные характеристики кондитерских изделий функциональной направленности на основе адаптогенно-антиоксидантного сырья;

- провести оценку качества и безопасности кондитерских изделий функциональной направленности, установить срок годности;

- провести исследование эффективности употребления кондитерских изделий функциональной направленности;

- провести производственную апробацию технологии разработанных кондитерских изделий.

Научная концепция заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании методологического подхода к производству и формированию функциональных свойств кондитерских изделий для повышения устойчивости организма к повреждающим факторам внешней и внутренней среды

путем комплексного использования продуктов переработки местного дикорастущего адаптогенно-антиоксидантного сырья

Научная новизна. Разработаны теоретические и практические аспекты производства кондитерских изделий функциональной направленности путем внесения в состав продуктов комплексной переработки адаптогенно-антиок-сидантного сырья с использованием биотехнологических методов обработки. Диссертационная работа содержит результаты научной новизны в рамках паспорта специальности 05.18.15 Технология и товароведение продуктов функционального и специализированного назначения и общественного питания:

1. Получены новые данные по структуре потребительского рынка функциональных кондитерских изделий, реализуемых розничными и оптовыми сетями Амурской обл., характеризующие ассортимент, частоту потребления, предпочтение потребителей, свидетельствующие о необходимости разработки новых видов кондитерских изделий отечественного производства на основе местного растительного сырья антиоксидантной и адаптогенной направленности (п. 6,7 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

2. Сформулирована концепция создания кондитерских изделий функциональной направленности, которая заключается в повышении адаптационных возможностей организма к холодовому воздействию, научно обоснованы ее принципы. Теоретическими аспектами концепции являются совместное применение адаптогенного и антиоксидантного сырья, обоснованность комбинаторики, рецептур и технологии, безопасности и подтверждение эффективности при употреблении (п.3 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

3. Выделена товарная категория «кондитерские изделия функциональной направленности» в традиционной классификации кондитерских изделий. Разработана классификация для данной товарной категории иерархическим способом с расширенной номенклатурой потребительских

свойств, которая содержит дополнительные потребительские характеристики кондитерских изделий функциональной направленности: механизм действия, приоритетность действия, половозрастная категория, состав, стабильность показателей качества и безопасности при хранении, подтверждение эффективности при употреблении (п. 2 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

4. Выделены и описаны факторы, определяющие качество функциональных кондитерских изделий на этапах товародвижения: сырье, проектирование и разработка рецептур, технология производства, принципы, критические контрольные точки. Разработка рецептур базируется на принципах: адаптогенно-антиоксидантная направленность сырья, совместимость рецептурных компонентов, безопасность, стабильность функциональных ингредиентов, сохранность потребительских свойств (п. 4 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

5. Обоснован выбор адаптогенно-антиоксидантного сырья, обусловливающих функциональную направленность кондитерских изделий при си-нергетическом сочетании активных компонентов на основе уточнения данных о химическом составе и пищевой ценности используемого сырья с учетом безопасности потребления, которая определяется рекомендуемыми нормами суточного потребления (п. 13 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

6. Обоснован способ повышения степени извлечения биологически активных веществ путем биокаталитической обработки сырья, позволяющий увеличить выход фенольных соединений при производстве соков и экстрактов; (п. 13 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

7. Научно обоснован состав и технологические параметры производства кондитерских изделий функциональной направленности на основе адаптогенно-антиоксидантного сырья. Методом математического моделирования установлено количество экстрактов, соков и фитопорошка из

адаптогенно-антиоксидантного сырья в составе рецептур кондитерских изделий функциональной направленности (п. 6,7 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15);

8. Подтверждены функциональные свойства кондитерских изделий. Установлено, что исследуемые показатели физической работоспособности крыс после 30-дневного употребления функциональных кондитерских изделий в условиях холодового воздействия статистически значимо увеличивало время плавания. На основании результатов морфологических показателей слизистой оболочки трахеи крыс подтверждено сокращение сроков адаптации к холодовому воздействию на 10-12% в экспериментальной группе по сравнению с контрольной (п. 3 паспорта специальности ВАК РФ 05.18.15).

Теоретическая значимость. Результаты работы являются вкладом в формирование и развитие научной базы применения адаптогенно-антиокси-дантного сырья в технологии кондитерских изделий функциональной направленности. На основе результатов исследования химического состава и пищевой ценности изучаемого сырья показана целесообразность его использования в технологии кондитерских изделий функциональной направленности в рамках предложенной концепции профилактики холодового воздействия с учетом природно-климатических условий северных регионов РФ. Теоретическая значимость заключается в использовании научно-практических подходов к выбору адаптогенно-антиоксидантного сырья, параметров технологических процессов и структуре ассортимента кондитерских изделий функциональной направленности как профилактического средства для повышения неспецифической реакции организма человека на холодовое воздействие.

Практическая значимость работы. Разработана технология получения экстрактов из ягод боярышника обыкновенного и корня элеутерококка. Определены технологические режимы и параметры периодического процесса экс-

тракции дикорастущего растительного сырья настаиванием, дана оценка пищевой ценности экстрактов и содержания биологически активных компонентов. Определены технологические решения получения фитопорошков из жома переработанного адаптогенно-антиоксидантного сырья, предложены регламентируемые показатели их качества.

Разработана и утверждена техническая документация на термостабильную начинку кондитерскую «Сила леса» ТУ 10.89.19-004-05127490-2017 (ТИ 10.89.19-005-05127490-2017), ирис тираженный «Сила леса» ТУ 10.82-00205127490-2017 (ТИ 10.82-003-05127490-2017), мармелад желейный «Сила леса» ТУ 10.82-006-05127490-2017 (ТИ 10.82-007-05127490-2017), отражающая показатели для целей их идентификации.

Технология начинки для кондитерских изделий, ириса и мармелада функциональной направленности апробирована в ООО «АмурКондитер», ОАО Благовещенская кондитерская фабрика «Зея» и принята к внедрению. Теоретические и практические положения работы используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистрантов по направлениям «Товароведение» и «Управление качеством».

Методология и методы исследований. При проведении исследований использованы методы обобщения, сравнительного анализа, интеграции информационной платформы, стандартные и специализированные методы определения состава адаптогенно-антиоксидатного сырья и показателей качества готовых изделий с последующей интерпретацией результатов исследований с помощью программных продуктов по статистической обработке данных.

Положения, выносимые на защиту:

• концепция создания функциональных кондитерских изделий;

• характеристики продуктов переработки адаптогенно-антиоксидант-ного сырья, определяющие его выбор для производства кондитерских изделий функциональной направленности;

• результаты комплексной переработки адаптогенно-антиоксидант-ного сырья и способы повышения степени извлечения биологически активных веществ путем биокаталитической обработки;

• технология и товароведная оценка качества и безопасности, регламентируемые характеристики кондитерских изделий функциональной направленности;

• результаты оценки эффективности употребления разработанных функциональных кондитерских изделий, подтверждающие возможность их применения для повышения резистентности организма в условиях холодового воздействия на основе результатов испытаний на животных.

Степень достоверности результатов работы. Достоверность результатов подтверждены планированием эксперимента, использованием современных методов исследования, подтверждением полученных данных в условиях производства, проведением идентификации и проверки подлинности в отношении заявленных показателей.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований обсуждены на научных международных и всероссийских конференциях, конгрессах, симпозиумах и форумах (2012-2021). Материалы диссертационной работы опубликованы в 80 научных работах, из них 17 в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ, 10 статей - в журналах, индексируемых в международных базах данных Web of Science и Scopus, 1 монография, получено 9 патентов РФ на изобретение.

Основные положения и результаты диссертационных исследований докладывались на региональных, международных научно-практических конференциях, «круглых столах»: «Актуальные проблемы развития общественного питания и пищевой промышленности» (Белгород, 2014), «Инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения» (Россия, г. Пенза, 2018 г.); «Инновационные подходы в современной науке» (Россия, г. Москва 2018);

Всероссийская (с международным участием) научная конференция по устойчивому развитию трансграничных регионов (Россия, г. Барнаул, 2019 г.); Международная конференция «Агробизнес, экологический инжиниринг и биотехнологии» - AGRITECH-2019 (Россия, г. Красноярск, 2019-2020 г.) и др.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 9 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 267 страницах, содержит 70 рисунков и 52 таблицы. Библиографический список работы включает 324 источника, в том числе 156 на иностранном языке.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Системный подход к обеспечению безопасности и качеству пищевых продуктов. Факторы, определяющие качество кондитерских изделий

Пищевые продукты - это основной элемент выживания, активности и развития человека [80, 101, 112]. По мере развития общества безопасность пищевых продуктов привлекает все больше внимания потребителей. Однако текущая ситуация с безопасностью пищевых продуктов в нашей стране не оптимистична. Такие факторы, как высокотоксичные пестициды, вредные химические вещества и микробное загрязнение, а также нечестное поведение производителей пищевых продуктов напрямую влияют на безопасность пищевых продуктов [128, 139]. Проблемы безопасности пищевых продуктов стали причиной бесконечных бедствий. Согласно данным Всемирной организацией здравоохранения, ежегодно происходит около 600 миллионов случаев болезней пищевого происхождения, а небезопасные продукты питания представляют угрозу для здоровья человека и экономики. Следовательно, для эффективного предотвращения возникновения проблем с качеством и безопасностью пищевых продуктов очень важно создать структуру анализа рисков для качества пищевых продуктов и определить ключевые факторы контроля рисков.

Термин «система менеджмента безопасности пищевых продуктов» широко используется в контексте безопасности пищевых продуктов. Обычно данный термин относится к системе, которая включает в себя наличие программ предварительных условий, производственных программ ^МР), план анализа рисков критических контрольных точек и т. д. Это очень ориентированная на процесс система.

Практика управления безопасностью пищевых продуктов постоянно развивается в пищевой промышленности развитых стран, особенно после

окончания Второй мировой войны в 1945 году. Тем не менее, несмотря на более чем 70-летний прогресс в обеспечении безопасности пищевых продуктов, иногда случаются сбои.

Концепция критических контрольных точек зародилась в 1959 году, когда лаборатории Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства, Пиллсбери и армии США начали сотрудничать, чтобы обеспечить безопасную пищу для будущих космических экспедиций. Эта научная концепция основана на оценке опасностей для безопасности пищевых продуктов с помощью системы контроля. Эта превентивная система анализирует биологические, химические и физические опасности, влияющие на всю пищевую цепочку [4, 20].

«Опасность» - это «биологический, химический или физический агент в пище или ее состояние, способный вызвать неблагоприятное воздействие на здоровье». Система ХАССП должна быть разработана для каждой производственной линии пищевых продуктов и адаптирована для отдельных продуктов и процессов. Чтобы быть эффективной она требует мониторинга и контроля (критических пределов) тех стадий процесса, которые считаются критическими для безопасности пищевых продуктов. Применение ХАССП совместимо с внедрением систем менеджмента качества, таких как серия ISO 9000, и является предпочтительной системой управления безопасностью пищевых продуктов в рамках таких систем. Одним из преимуществ системы ХАССП является то, что она фокусирует внимание на областях, где потенциально могут возникнуть проблемы, и требует, чтобы предприятия выпускающие пищевую продукцию были готовы немедленно решать проблемы, если они возникают.

Система ХАССП состоит из семи принципов (рис. 1.1). Эти принципы составляют стандарт Кодекса, который стал эталоном международной безопасности пищевых продуктов и определен в качестве основы для защиты потре-

бителей в соответствии с Соглашением о санитарных и фитосанитарных мерах, согласованным на переговорах по Генеральному соглашению по тарифам и торговле (ГАТТ) в 1995 г. ISO 22000 - это новый международный общий стандарт FSMS. Он определяет набор общих требований безопасности пищевых продуктов, которые применяются ко всем организациям в пищевой цепочке. Признанный во всем мире, этот универсальный стандарт гармонизирует ключевые требования и преодолевает трудности, связанные с различными стандартами безопасности пищевых продуктов по регионам, странам, видам деятельности, организациям и типам продуктов питания [63].

Рисунок 1.1- Принципы, участвующие в разработке и выполнение про-

Если организация является частью пищевой цепочки, ISO 22000 требует создания системы менеджмента безопасности пищевых продуктов и использования этой системы, чтобы гарантировать, что пищевые продукты не вызывают неблагоприятных последствий для здоровья человека. Хотя ISO 22000

граммы ХАССП

может быть реализован сам по себе, он разработан с учетом полной совместимости с ISO 9001: 2000, и компании, уже сертифицированные по ISO 9001, легко смогут расширить его до сертификации до ISO 22000 (рис. 1.2). Область применения ISO 22000 фокусируется на мерах контроля, которые необходимо внедрить для обеспечения наличия процессов, отвечающих требованиям потребителей и нормативным требованиям к безопасности пищевых продуктов. Типы организаций в пищевой цепочке, к которым может применяться этот стандарт, - это те, которые прямо или косвенно участвуют в одном или нескольких этапах пищевой цепочки, независимо от размера или сложности организации. ISO 22000: 2018 констатирует проведение анализ рисков для выявления значительных опасностей. В прошлом ISO 22000 не был признан Глобальной инициативой по безопасности пищевых продуктов в качестве стандартизованного справочного материала для производителей пищевых продуктов, поскольку он не содержит подробной информации, связанной с PRP (программой предварительных требований) [141 ].

/ \ \ \

BS 5750 ISO 9001:1987 ISO 9001:2000

ISO 9001:1994 ISO 9001:2015

ч, ч, ч, J

г ( ( \

BS 7750 ISO ISO

14000:1996 14000:2004

S. S. S. .J

ISO

22000:2018

Рисунок 1.2 - Стандарты / системы, которые привели к разработке

ISO 22000

Таким образом, ISO 22000: 2018 содержит улучшения, в основном направленные на определение PRP и CCP (критическая контрольная точка) значи-

тельных опасностей, с учетом основополагающего принципа мышления, основанного на оценке риска, и снижения риска. В пищевой промышленности определение опасностей было одним из 12 этапов применения подхода ХАССП. Он также соответствует первому принципу Кодекса ХАССП и ISO 22000: 2018, который требует проведения анализа опасностей. Системы ХАССП направлены на выявление, оценку и контроль опасностей. Важность предотвращения в управлении опасностями и снижении риска является ключевым компонентом системы безопасности пищевых продуктов, в котором особое внимание уделяется опасностям и методам их предотвращения при производстве продуктов питания для людей.

К фундаментальной части управления качеством относят факторы, определяющие качество и безопасность. Качество - это неотъемлемая характеристика пищевых продуктов. Это означает, что определенные предопределенные требования должны быть довольными. Факторы, определяющие качество пищевых продуктов можно разделить на четыре группы: гигиенические и санитарные свойства, пищевые, органолептические и функциональные свойства (рис. 1.3).

Таким образом, качество кондитерских изделий - это объективная или субъективная ценность, приписываемая одному или нескольким из четырех качественных свойств, указанных выше. Поэтому кондитерский комплекс несет особую ответственность за повышение качества, особенно с точки зрения безопасности [127]. Все участники цепочки, формируемой качество кондитерских изделий - от первичных производителей, переработчиков, упаковщиков, перевозчиков и дистрибьюторов до точек реализации и потребитель -несут ответственность за принятие мер по предотвращению порчи пищевых продуктов. Поскольку это так важно, каждое звено в цепи должно осознавать проблему и действовать ответственно. Однако в большинстве развитых все участники этого процесса проявляют очень слабую осведомленность.

Пищевые свойства: содержание питательных веществ, указание пищевой ценности, на этикетки, состав, энерпггическая ценность

Гигиенические и санитарные свойства: основные условия, гарантирующие, что кондитерские изделия

не будут вредными для здоровья человека

Качество кондитерских изделий

Органолептиче ские свойства: аромат,

вкус, текстура, другие.

Функциональные свойства: цена, упаковка, полезность для потребителя, демонстрация на полках, обслуживание клиентов, отличие от конкурентов, отслеживаемость и другие

Рисунок 1.3 - Факторы, определяющие качество кондитерских изделий

Вместе с недостатками инфраструктуры производства, обработки и распределения и плохими системами контроля ограничивается прогресс, направленный на формирования качественных характеристик продукта.

Важной задачей кондитерских предприятий, является повышение осведомленности участников цепочки о важности оптимизации и соблюдения основных критериев, определяющих качество кондитерских изделий [2]. Методология обеспечения производства кондитерских изделий высокого качества включает следующие принципы:

- Рассмотрение кондитерского производства как процесса преобразования ресурсов в кондитерские изделий, которые люди собираются употреблять. Поэтому жизненно важно для устойчивости кондитерского сектора, а также

кондитерских предприятий обеспечивать качество, безопасность и целостность кондитерских изделий.

- Понимание необходимости более тесной интеграции между различными звеньями (планирование, производство, транспортирование, реализация) для повышения качества и безопасности.

- Важность применения цепного подхода, при котором все задействованные агенты разделяют ответственность за поставку безопасных и качественных кондитерских изделий. Нет сомнений в том, что в будущем торговля кондитерскими изделиями будет регулироваться правилами и стандартами поведения. На практике эти правила будут блокировать доступ к рынкам для стран и предприятий, которые не соблюдают:

- требования внутренней или международной цепочки создания стоимости с точки зрения добровольных или обязательных стандартов;

- требования контролирующих органов стран-импортеров и программ охраны здоровья.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Фролова Нина Анатольевна, 2022 год

соков

Показатели Сок ягод Сок ягод винограда

лимонника амурского

китайского

Массовая доля раствори- 11,76+0,04 13,43 ±0,04

мых сухих веществ, %

Массовая доля титруе- 3,44+0,32 2,29+0,32

мых кислот (в пересчете на яблочную), %

Массовая доля редуциру- 4,6+0,4 5,7+0,4

ющих Сахаров, %

Массовая доля пектино- 0,37±0,05 0,45+0,05

вых веществ, %

Массовая доля калия, 564,12+0,01 624,02+0,01

мг/100 г

Массовая доля железа, 7,72+0,02 6,71+0,02

мг/100 г

Массовая доля фосфора, 372,18±0,02 118,16+0,02

мг/100 г

Максимальное количество растворимых сухих веществ было обнаружено в соке ягод амурского винограда. Снижение содержания минеральных веществ в соках ягод лимонника китайского и винограда амурского составило 4-9 % по сравнению с их содержанием в исходном сырье. Высокое содержание

пектиновых веществ обнаружено в соке ягод винограда амурского - 0,45 %. Высокое содержание железа и фосфора обнаружено в соке ягод лимонника китайского - 7,72 и 372,18 мг/100 г соответственно.

Таким образом, обобщая полученные результаты алгоритм подготовки ягод лимонника китайского и винограда амурского состоит из непрерывного цикла, который заключается в инспектировании и мойке ягод, измельчении, обработке ферментным препаратом Pectinex XXL в количестве 0,03 % от общей массы ягод, тепловой обработке мезги при температуре 80 0С в течение 5 минут.

Далее проводили концентрирование соков до содержания массовой доли сухих веществ 70 %, при рабочем давлении 4,9 кПа и температурой греющего агента (вода) 85-90 0С. Показатели качества концентрированных соков приведены в следующем подразделе.

6.2 Исследование показателей качества и фитохимического профиля соков ягод лимонника китайского, боярышника обыкновенного,

винограда амурского

Оценка качества концентрированных соков ягод лимонника китайского, винограда амурского, боярышника обыкновенного по органолептиче-ским показателям была проведена дегустационной комиссией Центра сертификации и экспертиз г. Благовещенска по разработанной 5-ти бальной шкале. Органолептические профили соков из адаптогенно-антиоксидантного сырья представлены на рисунках 6.5 - 6.6 [125].

Рисунок 6.5 - Органолептический профиль концентрированного сока

ягод лимонника китайского

Рисунок 6.6 - Органолептический профиль концентрированного сока ягод

винограда амурского

Физико-химические показатели концентрированных соков ягод лимонника китайского, винограда амурского и боярышника обыкновенного представлены в таблице 6.5.

Таблица 6.5 - Физико-химические показатели концентрированных соков (р <0,001)

Показатели Сок ягод лимонника китайского Сок ягод винограда амурского

Массовая доля растворимых сухих всшсств, % 70,00±0,02 70,00±0,04

Массовая доля титруемых кислот (в пересчете на яблочную), % 21,76+1,32 14,29+0,32

Массовая доля редуцирующих Сахаров, % 27,02±1,4 34,72+1,41

Массовая доля пектиновых веществ, % 13,52+0,82 16,08+0,82

Массовая доля калия, мг/100 г 3411,12+23,51 3776,02+21,51

Массовая доля железа, мг/100 г 45,81+2,21 38,43+2,01

Массовая доля фосфора, мг/100 г 2266,13+22,14 719,57+11,82

Анализ содержания полифенольных соединений в концентрированных соках ягод лимонника китайского и винограда амурского представлено в таблице 6.6.

Таблица 6.6 - Содержание полифенольных соединений в концентрированных соках ягод лимонника китайского, винограда амурского, мкг/ см3 (р <0,001)

Полвфенольвые Сок ягод Сок ягод

соединения лимонника китайского вннограда амурского

1

Гентизнновая кислота - 0:3б=0:04

Пара-кумаровая - 0:24=0:04

кислота

В концентрированном соке ягод винограда амурского были обнаружены гентизиновая и пара-кумаровые кислоты, гиперозид и изокверцитрин. В концентрированном соке ягод лимонника китайского гентизиновая и пара-кума-ровые кислоты не идентифицированы. В концентрированном соке ягод винограда амурского, доминирующим полифенольным соединением является изокверцетин, его содержание составило 31,25 мкг / см3.

Исследование параметров антиоксидантной активности концентрированных соках ягод при помощи методов DPPH и ТЕАС представлены в таблице 6.7.

Таблица 6.7 - Параметры антиоксидантной активности концентрированных соков, мкг/ см3 ф <0,001)

Результаты ТЕАС и DPPH коррелируют с результатами, полученными с использованием других методов. Соки ягод винограда амурского проявляет более сильную антиоксидантную активность, чем сок ягод лимонника китайского.

Исследование показателей безопасности и микробиологических показателей концентрированных соков ягод лимонника китайского и винограда амурского представлены в таблице 6.8-6.9.

соков

Показатели Результаты исследований соков ягод Требования ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»

Лимонника китайского Винограда амурского

КМАФАнМ, КОЕ/г 10 20 не более 5000

БГКП (колиформы), в 1.0 г не обнаружено не допускается

Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, в 10.0 г не обнаружено не допускается

Плесени. КОЕ/г 10 <10 не более 50

Дрожжи, КОЕ/г 10 <10 не более 50

В.Сегеш. КОЕ/г не обнаружено не более 200

Все исследуемые микробиологические показатели соответствуют требования ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Полученные соки по показателям безопасности соответствуют требования Технического регламента Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», что говорит о возможности их использования для создания продуктов функциональной направленности.

Таблица 6.9 - Содержания токсичных элементов и пестицидов в концентрированных соках

Показатели Результаты исследований соков ягод Требования TP ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», не более

Лимонника китайского Винограда амурского

Свинец, мг/кг 0,04 0.06 0.4

Мышьяк, мг/кг 0.0012 0,002 0,04

Кадмий, мг/кг 0.002 0.003 0,02

Ртуть, мг/кг 0,0002 0,0004 0,04

Цезий-13 7, Бк/кг 1,0 0,5 200

Стронций-90. Бк/кг 0,8 1.0 100

Анализ микробиологических показателей соков ягод в процессе хранения при температуре 18±7 0С в стеклянной таре представлен в таблице 6.10.

Таблица 6.10 - Микробиологические показатели концентрированных соков в процессе хранения

Срок Показатель

хранения КМАФАнМ. БГКП Патогенны. Плесени Дрожжи, В.Сеге

КОЕ см3, не (колифор- в т.ч. КОЕг: не КОЕг us,

более мы), в 10,0 г сальмонеллы , в 10,0 г более КОЕг

1 2 3 4 5 6 7

Сок ягод лимонника китайского

3 месяца 10 Не Не 10 10 Не

6 месяцев 20 обнаружено обнаружено 10 10 обнару

9 месяцев 50 40 20 жено

12 70 60 40

месяцев

Сок ягод винограда амурского

1 2 3 4 5 6 7

3 месяца 20 Не Не <10 10 Не

6 месяцев 40 обнаружены обнаружены <10 20 обнару

9 месяцев 60 45 40 жено

12 месяцев 80 55 50

6 месяцев 10 <10 20

9 месяцев 40 40 40

12 месяцев 50 60 40

Полученные концентрированные соки ягод по микробиологическим показателям соответствовали требованиям безопасности в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» на протяжении 12 месяцев хранения.

Срок годности концентрированных соков ягод по совокупности результатов анализа токсичных элементов, пестицидов и микробиологических показателей составил 12 месяцев в стеклянной упаковке при температуре от 0°С до 25°С с исключением попадания солнечных лучей.

6.3 Разработка технологии получения экстрактов из растительного сырья

К наиболее распространённым методам извлечения биологически активных соединений из растительного сырья относят экстрагирование (мацерация, перколяция, реперколяция) с использованием различных органических растворителей. Достоинством этих методов является простота и экономичность процесса без дополнительных затрат. К недостаткам - длительность процесса, трудоемкость, использование различного соотношения и объемов растворителей.

В связи с составом и характеристиками растительной ткани экстрагирование имеет ряд особенностей.

Путем конвективной и молекулярной диффузии осуществляется перенос вещества при экстрагировании.

Процесс выравнивания концентрации веществ в сырье и растворителе при экстрагировании вследствие хаотического движения частиц вещества относят к молекулярной диффузии. Разность концентраций в растворителе и в его основном объеме, находящемся в контакте с поверхностью твердых частиц является движущей силой процесса экстрагирования

В е общем виде процесс экстрагирования состоит из четырех стадий:

1. Проникновение экстрагента в поры частиц сырья;

2. Растворение веществ;

3.Перенос массы растворимых веществ из внутренних областей частиц экстрагируемого материала в пограничный слой посредствам диффузии;

4. Перенос экстрагируемых веществ через пограничный слой и распределение его по всему объему раствора.

Вид экстрагента влияет на эффективность извлечения растворимых веществ. Полнота извлечения биологически активных веществ и их устойчивость при переработке свидетельствует о правильном подборе экстра-гента.

Вода является наиболее распространенным экстрагентом, но ее применение ограничено для извлечения некоторых групп соединений природного сырья. Например, агликоны, гликозиды флавоноидов практически в воде не растворимы, в водные растворы в большей степени переходят полимерные формы флавоноидов. Кроме того, водная экстракция проводится при высоких температурах, что негативно влияет на биологически активные вещества, а также усиливаются процессы полимеризации фенольных соединений, приводящие к помутнению. Поэтому часто в качестве экстрагента применяют органические растворители, в частности спирт. Для настаивания сухого растительного сырья: трав, кореньев используют водно-спиртовые растворы крепостью 45-65 % [118].

В работе экстрагировали ягоды боярышника обыкновенного и корень элеутерококка. Для повышения проницаемости растительных клеток и увеличения коэффициента диффузии в работе использовали экстракцию с предварительной ферментативной обработкой ягод боярышника обыкновенного, параметры которой определены в подразделе 6.1. В качестве экс-трагента использовали раствор этанола крепостью 40 %. Для подготовки ягод боярышника обыкновенного проводили инспекцию, мойку, измельчение путем раздавливания. Средний размер частиц 2-3 мм. Корень элеутерококка колючего инспектировали и измельчали до частиц размером 0,5-2,0 мм. Подготовленное сырье заливали экстрагентом при соотношении сырье : экстрагент 1: 1 для ягод боярышника, 1: 5 для элеутерококка и настаивали в течение 10 суток с периодическим перемешиванием 2 раза в сутки. Динамика экстрактивных веществ при настаивании приведена на рис. 6.7-6.8.

Рисунок 6.7 - Динамика экстрактивных веществ ягод боярышника обыкновенного при настаивании

Рисунок 6.8 - Динамика экстрактивных веществ корня элеутерококка

при настаивании

Контролем при экстрагировании ягод боярышника обыкновенного служили образцы без предварительной ферментативной обработки. Соотношение твердой и жидкой фаз определяли исходя из необходимости полного покрытия мезги экстрагентом. В процессе экстрагирования контролировали массовую долю экстракта методом прямого высушивания.

Как видно из результатов, приведенных на рисунках, из опытных образцовы ягод боярышника обыкновенного выход экстрактивных веществ заметно выше, чем в контрольных, причем, содержание экстракта выше с 1-х суток настаивания. На основании приведенных данных продолжительность экстрагирования выбрана 6-7 суток для ягод боярышника обыкновенного, 8 суток для элеутерококка, так как при дальнейшем настаивании выход экстракта увеличивается незначительно. Основные показатели качества экстрактов приведены в табл. 6.11.

Таблица 6.11 - Показатели качества экстрактов из растительного сырья

Показатели Боярышник обыкновенный Элеутерококк

Контроль

-массовая доля сухих веществ, % 5,8±0,2 -

-объемная доля спирта, % 38,3±1,4 -

кислотность, % (на яблочную кислоту) 0,21±0,02 -

-массовая доля полифенолов, мг 100 г 182,0±2,4 -

массовая доля витамина С, мг 100 г 5,6=0,6 -

Фосфор, ж 100 г 1,4±0,4 -

Калий, мг 100 г 165,&Ы1,0 -

Железо, мг 100 г 0,80±0,08 -

Опыт

-массовая доля сухих веществ, % 6,4±0,21 1,38=0,21

-объемная доля спирта, % 38,8±1,4 37,8±1,6

кислотность, % (на яблочную кислоту) 0,3±0,2 -

-массовая доля полифенолов, мг 100 г 224,2±10,4 687,2±10,6

массовая доля витамина С, мг 100 г 4,6±0,4 4,2г0,4

Фосфор, мг /100 г 3,2±0,4 1.040.1

Калий, мг 100 г 208,0±11,2 23,8=2,0

Железо, мг/100 г 0,80±0,08 2,82±0,08

По сравнению с контрольным образцом в опытных выше массовая доля сухих веществ, полифенолов за счет более глубокого разрушения клеток растительного сырья. Учитывая высокую крепость полученных экстрактов, они не будут подвергаться микробиологической порче, их можно вносить в кондитерские изделия в исходном виде, так как при термической обработке спирт будет испаряться. После настаивания экстракты фильтруют и разливают в стеклянную тару. Экстракты хранят в стеклянной таре при температуре 18-250С в течение одного года. Изменение условий и режимов хранения приводит к сокращению срока годности вследствие изменения органолептических показателей за счет окисления, полимеризации компонентов.

6.4 Исследование показателей качества и фитохимического профиля экстрактов из растительного сырья

Органолептические показатели экстрактов ягод лимонника китайского, винограда амурского, боярышника обыкновенного и корня элеутерококка колючего, выделенные нами для цели идентификации представлены в таблице 6.12.

Таблица 6.12 - Органолептические показатели качества экстрактов

Показ атели Характеристика экстракта

Боярышника обыкновенного Элеутерококка

Внешний вид и цвет Прозрачная жидкость без осадка красного цвета Прозрачная жидкость коричнево-желтого цвета

Вкус и послевкусие Слегка кисловатый терпкий вкус, соответствующий используемому виду сырья с не продолжительным послевкусием Травяной вкус, соответствующий используемому виду сырья с не продолжительным послевкусием

Запах и аромат Терпкий гармоничный аромат, соответствующий используемому ВИД}' сырья Интенсивный запах со слегка древесной нотой, соответствующий используемому виду сырья

Экстракт ягод боярышника обыкновенного имеет терпкий вкус по сравнению с экстрактом корня элеутерококка колючего, что объясняется переходом достаточно большого количества полифенольных веществ из сырья. В образцах экстрактов ягод боярышника обыкновенного и корня элеутерококка колючего методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии были идентифицированы ряд полифенольных соединений (таблица 6.13).

мкг/ см3 (р <0,001)

Полиф ен о л ь ные соединения Экстракт ягод боярышника обыкновенного Экстракт корня элеутерококка

Гентизиновая кислота 0,04±0,01 -

Пара-кум ар овая кислота 0,04±0,01 -

Гиперозцд 2,44±0,12 0Д4±0,02

И з окв ер цитрин 5,84±0,22 1Д8±0,12

В экстракте ягод боярышника обыкновенного были обнаружены генти-зиновая и пара-кумаровые кислоты. Таким образом, можно прогнозировать, что экстракты ягод боярышника обыкновенного обладают более сильной ан-тиоксидантной способностью по сравнению с экстрактами корня элеутерококка колючего.

Для подтверждения были изучены параметры антиоксидантной активности экстрактов при помощи методов DPPH и ТЕАС (таблица 6.14)

Таблица 6.14 - Параметры антиоксидантной активности экстрактов

мкг/см3 (р <0,001)

Результаты ТЕАС и DPPH коррелируют с результатами, полученными с использованием других методов. Экстракт ягод боярышника обыкновенного проявляет более сильную антиоксидантную активность, чем экстракт корня элеутерококка.

Антиоксидантная активность экстрактов тесно связана с их химическим составом, в частности с составом полифенольных веществ. Экстракты корня элеутерококка согласно исследованиям отечественных и зарубежных авторов [64,68] обладают адаптогенными свойствами, что проявляется, в том числе, за

счет присутствия элеутерозидов (в элеутерококке колючем). В экстракте корня элеутерококка колючего было обнаружено достаточно высокое содержание элеутерозида В, элеутерозида Е и нарингенина (рис.6.9). Обнаруженные биологически активные соединения определяют адаптогенные свойства полученного экстракта.

10 15 20 25 30 35 40

Мти1е$

Рисунок 6.9 - Состав элеутерозидов в экстракте корня элеутерококка

Полученные данные позволяют утверждать, что выбранные параметры экстрагирования являются оптимальными, поскольку сохраняют максимальное количество биологически активных веществ по всем анализируемым показателям.

Содержание токсичных элементов и пестицидов в экстрактах представлены в таблице 6.15. Проведенные исследования позволили установить, что полученные экстракты соответствуют требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», следовательно, их возможно использовать

в технологиях пищевых продуктов для придания функциональной направленности.

Таблица 6.15 - Содержание токсичных элементов и пестицидов в экстрактах

Показатели Результаты исследований экстрактов Требования ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»

Ягод боярышника обыкновенного Корня элеутерококка

Свинец, мг/кг 0.02 0,01 0,4

Мышьяк, мг/кг 0.0017 0.0008 0,04

Кадмий, мг/кг 0.0019 0,004 0,02

Ртуть, мг/кг 0.00017 0,0004 0.04

Цезий-13 7. Бк'кг 0.8 0.7 200

Стронций-90. Бк/'кг 0,8 01,2 100

Для установления сроков годности полученных экстрактов были проанализированы микробиологические показатели экстрактов ягод боярышника обыкновенного и корня элеутерококка в динамике при хранении (температура 18±30С) в течение 12 месяцев (таблица 6.16).

Таблица 6.16 - Микробиологические показатели экстрактов в процессе хранения

Срок хранения Показатель

КМА-ФАнМ. КОЕ с*5, не ооле« БГКП (ко-лнфоржы). в 10,0 г Патогенные. вт.ч сальмонеллы. в 10,0 г Плесени КОЕ т. не более Л роил КОЕт В Сетей:. КОЕг

Экстракт ягод боярышника обыкновенного

через 3 месяца 0 Не обнаружены Не обнаружены 0 0 Не обнаружено

через б месяца 0 0 0

через 9 месяцев 0 0 0

через 12 месяцев 0 0 0

Экстракт корня элеутерококка

через 3 месяца 0 Не обнаружены Не обнаружены 0 0 Не обнаружено

через 6 месяца 0 0 0

через 9 месяцев 0 0 0

через 12 месяцев 0 0 0

Полученные экстракты по микробиологическим показателям соответствовали требованиям безопасности в соответствии с ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Срок годности полученных экстрактов по совокупности органолептических показателей составил 12 месяцев при температуре 18±20С в стеклянной таре без попадания прямых солнечных лучей. Снижение аскорбиновой кислоты за весь период хранения составило 60 % к концу 12 месяца хранения.

6.5. Разработка технологии фитопорошков из плодово-ягодного

сырья и оценка их качества

После получения соков и экстрактов, оставшийся жом ягод лимонника китайского, винограда амурского и боярышника обыкновенного с целью безотходного производства и дополнительного обогащения кондитерских изде-

лий биологически активными веществами предлагается использовать в технологиях кондитерских изделий функциональной направленности в виде фито-порошков. Высушивание жома проводилось методом конвективной сушки в диапазоне температур 45-60 0С в течение 14 часов (высота слоя высушивания - 2 см). Температурный режим высушивания был установлен с учетом максимального сохранения аскорбиновой кислоты при сушке. Изменение содержания аскорбиновой кислоты при сушке жома ягод представлены на рисунках 6.10-6.12.

2 4 б 8 10 12 14

Продолжительность сушки, час

Рисунок 6.10 - Изменение содержания аскорбиновой кислоты при высушивании жома ягод боярышника обыкновенного

16

2 4 6 8 10 12 14

Продолжительность сушки, час

Рисунок 6.11 - Изменение содержания аскорбиновой кислоты при высушивании жома ягод лимонника китайского

Рисунок 6.12 - Изменение содержания аскорбиновой кислоты при высушивании жома ягод винограда амурского

В процессе сушки жома также оценивали изменение цвета. При температуре более 550 С, наблюдалось интенсивное потемнение жома, которое скорее всего связано с протеканием реакции меланоидинооразования и разрушением фенольных соединений [266].

Основным индикатором выбора продолжительности и температуры сушки явилось изменение концентрации аскорбиновой кислоты в процессе высушивания (не более чем на 20-25 % от исходного содержания). Рассматривая в совокупности сохранение аскорбиновой кислоты в порошках и органо-лептические показатели при высушивании рациональными параметрами высушивания явились температура 45-50 0С в течение 12 часов. Жом ягод после высушивания имел размеры частиц 2-3 мм, поэтому его подвергали дополнительному измельчению на молотковой мельнице ММ-10 до частиц размером 0,8-1 мм. После измельчения жома ягод до порошкообразного состояния наблюдалось снижение содержания аскорбиновой кислоты на 3-5 %.

Органолептические показатели фитопорошков представлены в таблице

6.17.

Показатели Фитопорошок ягод

Лимонника китайского Винограда амурского Боярышника обыкновенного

Внешний вид Тонко измельченный, однородный порошок

Консистенция Порошкообразная, сыпучая, без комков

Вкус, запах Вкус кисло-сладкий, свойственный исходному сырью с горьким послевкусием; запах свойственный исходному сырью, без посторонних привкусов и запахов Вкус кисло-сладкий, свойственный исходному сырью, запах свойственный исходному сырью, без посторонних привкусов и запахов Вкус горький или слегка кисловато-сладко-ватый, свойственный исходному сырью, запах свойственный исходному сырью, без посторонних привкусов и запахов

Цвет От светло-розового до темно-розового Темно-фиолетовый От светло-розового до темно-бардового

Физико-химические показатели фитопорошков ягод представлены в таблице 6.18.

Таблица 6.18 - Физико-химические показатели фитопорошков ягод

Показатели Фитопорошок ягод

Лимонника китайского Винограда амурского Боярышника обыкновенного

Массовая доля влаги, % 10,8±0,2 11,2±0,4 11,0±0.6

Массовая доля пектиновых веществ, % 9,4±1,2 8,3±1,6 6,8±1,б

Массовая доля редуцирующих Сахаров, % 3,5±0,3 2,4±0,3 2,8±0,3

Массовая доля клетчатки, % 70,2 ±1,2 75,8±1,2 79,б±1,0

Фосфор, мг/100 г 240,1±1,2 70,0±1,2 60,0±3,2

Калий, мг/100 г 123,0 ±2,3 420,0±4,2 110,0±1,2

Железо, мг/100 г 2,3±0,2 3,2±0,2 1,2±0,2

Массовая доля аскорбиновой кислоты, мг/100 г 12,8±0,8 8.05±0,81 4,8±0,2

Содержание аскорбиновой кислоты в фитопорошке ягод лимонника китайского в три раза больше, чем в фитопорошке ягод боярышника обыкновенного. Максимальное содержание клетчатки наблюдается в фитопорошке ягод винограда амурского. Таким образом, фитопорошки, являясь вторичным продуктом переработки адаптогенно-антиоксидантного сырья, будут использоваться в технологии кондитерских изделий функциональной направленности для дополнительного обогащения аскорбиновой кислотой и пищевыми волокнами. Исследование содержания токсичных элементов, пестицидов и микробиологических показателей позволили установить срок годности фитопо-рошка, который составил 6 месяцев в герметичной таре, при относительной влажности воздуха 70-75% и температуре 18-25°С. Снижение аскорбиновой кислоты за весь период хранения составил 30 % к концу 6 месяца хранения.

В связи с тем, что отсутствует нормативно-техническая документация на фитопорошки, нами установлены регламентируемые показатели их качества, которые приведены в табл. 6.19-6.22. По органолептическим показателям фитопорошки должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 6.19.

Таблица 6.19 - Органолептические показатели фитопорошков

Показатели Характеристика

Внешний вид Гонко измельченный, однородный порошок

Консистенция Порошкообразная, сыпучая, без комков

Вкус, запах Вкус кисло-сладкий, свойственный исходному сырью, для клюквенного - резкий, кислый; запах свойственный исходному сырью, без посторонних привкусов и запахов

Цвет Соответствует исходному сырью

По физико-химическим показателям фитопорошки должны соответствовать нормам, указанным в табл. 6.20.

Наименование показателей Норма

Массовая доля влаги, % не более 12,0

Массовая доля минеральных примесей, % не более 0,02

Массовая доля металлических примесей, % 0,003

Крупность помола, мкм, не более: 400

Восстанавливаемость, мин, не более 25

Концентрация токсичных элементов, пестицидов и радионуклидов не должна превышать норм, установленных ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».

Таблица 6.21 - Показатели безопасности фитопорошков

Показатели Значения

Токсичные элементы, мг/кг не более:

Свинец 0,4

Мышьяк 0,2

Кадмий 0,03

Ртуть 0,02

Пестициды, мг/кг, не более:

Гексахлорциклогексан (альфа-, бета-,

гамма-изомеры) 0,05

ДЦТ и его метаболиты 0,1

Радионуклиды, БК/кг

- в порошках из культивируемых пло-

дов и ягод:

Цезий-137 200

Стронций-90 150

- в порошках из дикорастущих ягод:

Цезий-137 800

Стронций-90 300

По микробиологическим показателям фитопорошки должны соответствовать нормам, указанным в табл. 6.22.

Показатели Значение

КМАФАнМ, КОЕ/г. не более 5104

Масса продукта, г, в которой не допускаются: БГКП (коли-формы) Патогенные, в том числе сальмонеллы ОД 25

Плесени, КОЕ/г, не более МО2

Дрожжи, КОЕ/г, не более 5-102

Процесс производства порошков плодово-ягодных включает следующие стадии: сушка, измельчение, просеивание и магнитная сепарация, фасование и хранение.

Проведённые исследования по переработке адаптогенно - антиоксидант-ного сырья подтвердили возможность использования ягод лимонника китайского, винограда амурского и боярышника обыкновенного, как ценных ингредиентов, содержащих широкий спектр биологически активных веществ адап-тогенного и антиоксидантного действия. Исследования антиоксидантного потенциала продуктов переработки ягод винограда амурского и боярышника обыкновенного позволили установить, что соки и экстракты из этого сырья обладают более сильными антиоксидантными свойствами, чем продукты переработки ягод лимонника китайского и корня элеутерококка колючего. Комплексное сочетание предложенного сырья будет способствовать проявлению синергического эффекта и стимулированию адаптационных и защитных механизмов метаболических процессов организма.

Таким образом, результаты, представленные в данной главе, свидетельствуют о возможности использования выбранного адаптогенно-антиоксидант-ного сырья для создания кондитерских изделий функциональной направленности, а также о возможности получения качественного и безопасного функционального продукта с определенными товароведными показателями

Глава 7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ОСНОВЕ АДАПТОГЕННО-АНТИОКСИДАНТНОГО СЫРЬЯ

В главе представлены результаты систематизации основных аспектов подтверждения заданных качественных характеристик, функциональной направленности и безопасности продуктов питания при разработке новых их видов. В диссертационной работе требования, подтверждающие функциональную направленность разработанной продукции (кондитерских изделий) отражены в технической документации:

- начинки кондитерские «Сила леса» ТУ 10.89.19-004-05127490-2017 (ТИ 10.89.19-005-05127490-2017);

- ирис тираженный «Сила леса» ТУ 10.82-002-05127490-2017 (ТИ 10.82003-05127490-2017);

- мармелад желейный «Сила леса» ТУ 10.82-006-05127490-2017 (ТИ 10.82007-05127490-2017).

Социально значимой задачей является разработка и внедрение в производство кондитерских изделий функциональной направленности для населения Амурской области для повышения неспецифической резистентности организма к холодовому воздействию. Задача решается за счет применения адап-тогенно-антиоксидантного сырья.

Кондитерские изделия функциональной направленности разрабатывались с учетом:

- анализа и систематизации данных о фитохимическом составе и функциональной направленности адаптогенно-антиоксидантного сырья;

- норм физиологических потребностей в пищевых веществах и количества потребления кондитерских изделий;

- наличии сырьевой базы и предприятий, выпускающих кондитерские изделия для региона.

В качестве объектов выбраны термостабильная начинка кондитерская (гомогенная), мармелад желейный и ирис тираженный. Базовыми рецептурами и технологией кондитерских изделий принимались традиционные и рабочие рецептуры, которые были утверждены на ООО «АмурКондитер» и ОАО Кондитерская фабрика «Зея» [133].

Соки, экстракты и фитопорошки из адаптогенно-антиоксидантного сырья вводились на определенных стадиях технологического процесса, с целью максимального сохранения биологически активных веществ.

7.1 Технология и анализ качества начинки для кондитерских изделий функциональной направленности

Для возможности использования полуфабриката функциональной направленности в технологиях мучных и сахаристых кондитерских изделий была разработана технология термостабильной начинки. Термостабильные начинки обладают выраженной желейной консистенцией и изготавливаются с применением особых структурообразующих компонентов для длительного сохранения своих свойств (формы, массовой доли сухих веществ и т.д.).

Технология приготовления термостабильной начинки функциональной направленности состояла из следующих этапов: сахар-песок, фруктово-ягод-ную подварку и У рецептурной части фитопорошков ягод лимонника китайского, боярышника обыкновенного, винограда амурского подогревают до растворения сахара, затем вносят водный раствор полисахарида «Лавитол-араби-ногалактан» с температурой 70-800 С и уваривают начинку до содержания растворимых сухих веществ 63,0±2,0%. После уваривания начинку охлаждают до температуры 35-45 0С и вносят оставшуюся часть фитопорошка ягод с последующим перемешиванием до получения равномерной консистенции. Содержание сухих веществ готовой термостабильной начинки составляет 74±2 %.

Контрольный образец был получен по аналогичной технологии без использования фитопорошка (с большим содержанием в рецептурной смеси фруктово-ягодной подварки).

Для установления оптимальных рецептурных соотношений фитопорош-ков в начинке готовили модельные образцы с различным количественным соотношением смеси фитопорошков и полисахарида «Лавитол-арабиногалак-тана», вносимого в начинку для стабилизации консистенции. В модельных образцах определяли органолептические показатели по разработанной нами 30 -ти бальной шкале. Полученные результаты обрабатывали методами математической статистики.

На рисунке 7.1 приведен график изменения органолептических показателей кондитерской начинки функциональной направленности от количества фитопорошка и Лавитол-арабиногалактана

Рисунок 7.1 - Изменение органолептических показателей кондитерской начинки функциональной направленности от количества адаптогенно-анти-

оксидантного сырья

Уравнение регрессии зависимости органолептических показателей имеет вид:

У=-343,27+28,55Х1+145,26Х2+0,573Х12-2,82Х1Х2-87,41Х22 Уравнение регрессии, описывает изменение органолептических показателей изделий (по сумме баллов), в котором: Х1 - дозировка смеси фитопо-рошков, взятых в равных соотношениях; Х2 - дозировка «Лавитол-арабинога-лактана»; У - органолептические показатели. Полученные результаты экспериментов позволили определить оптимальные величины Х1, Х2, при котором были получены образцы с высокими органолептическими показателями: Х1 -23,74-24,3 %; Х2 -0,42-0,48 % от общего расхода сырья. Таким образом, сводная рецептура начинки кондитерской функциональной направленности будет иметь вид (табл. 7.1)

Таблица 7.1 - Сводная рецептура термостабильной начинки кондитерской «Сила леса»

Наименование сырьевых компонентов Массовая доля сухих веществ, % Расход сырья, г

на 10 кг готовой продукции

В натуре В сухих веществах

Сахар-песок 99,85 969,00 967,55

Подварка фруктово-ягодная 69,0 6814,12 4701,74

Фитопорошок ягод лимонника китайского 89,2 771,92 688,55

Фитопорошок ягод винограда амурского 88,8 771,92 685,46

Фитопорошок ягод боярышника обыкновенного 89,0 771,92 687,00

Лавитол-арабиногалактан 98,0 49,02 48,02

Итого 10147,90 7778,32

Выход 74,0 1000,00 7400,00

Лучшими образцами по вкусовым характеристикам явились образцы с одинаковым процентным соотношением фитопорошков ягод лимонника китайского, боярышника обыкновенного, винограда амурского. Дозировка фитопорошков ягод лимонника также подбиралась с учетом рекомендуемых уровней потребления пищевых и биологически активных веществ МР 2.3.1.1915-04 [118].

Структура и морфологические особенности образцов начинки с введением и без введения адаптогенно-антиоксидантного сырья исследованы методом конфокальной электронной микроскопии (рис. 7.2). В качестве контрольного образца выступала начинка, полученная по аналогичной технологии без введения фитопорошков [109]. Результаты анализа подтверждают равномерное распределение фитопорошков ягод в образцах с введением адаптогенно-антиоксидантного сырья благодаря дополнительному включению пищевых волокон и других биологически активных компонентов (рис. 7.2).

1 2

Рисунок 7.2 - Изображения конфокальной лазерной сканирующей микроскопии для образца начинки (1- контрольный образец, 2- образец начинки

функциональной направленности)

Регламентируемые органолептические и физико-химические показатели образцов начинки представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Регламентируемые органолептические и физико-химические показатели образцов начинки

Наименование ГОСТ 31741-2014 Контроль ный Начинка

показателя «Начннни и псрваркн фруктовые и овощные» образец кондитерская «Сила лесах-

1 i ¿. 3 4

Вкус н запах Не допускается saca- Хорошс выражен- Хорошо выражен-

хариБание^ хорошо ный. вкус кислс- ный вкус кислсвато-

выраженные, вкус пятп-г.-я ттгтт г.-гягтпттт гигтагтиечт-

кислоЕато-сладкни. свойственный ный фитопорошку

своисттеннын компо- компонентам. из ЯГОД

нентам. из которых изготовлены полуфаб- которых изготовлены полуфабри-

рикаты каты

Цвет Свойственный фруктам и-или овощам, прошедшим тепловато обработку, нз которых изготовлена начинки Темно бардовый Светло-оардовый

Внешний вид Густая масса, облада- Густая масса, об- Густая масса, обла-

ющая мажущейся или ладающая мажу- дающая мажущейся

желеинон консистен- щейся конснстен- консистенцнен с рав-

циен с равномерно циеи с равно- номерно распреде-

распредетеннымн в ней фруктами и или мерно распределенными в ней ленным в ней фиге порошком

овощами или их ча- фр}тла>[н

стями. нлн oes них

Консистенция желеобразная масса желеобразная масса желеобразная масса

Массовая доля Не менее 40 % 42=1.2 74=1.4

растворимых су-

хих Беществ: °/а

Массовая доля 0,5-2,5 1,0=0.2 2.0=0.2

титруемых кис-

лот. %

Массовая доля не ослее 0.1 0.04=0.01 -

ССрОИНОБОИ кис-

лоты. %

Массовая доля не оолее 0.0 5 0.02=0.01 -

оензсинон кис-

лоты. %

Массовая доля не оо лее 0.01 Не сю нарушено -

оошего диоксида

серы %

1 2 3 4

Массовая доля минеральных примесей, % не более 0.03 0,001

Примеси растительного происхождения (не предусмотренные рецептурой), посторонние примеси Не допускается Не обнаружено Не обнаружено

Установлено, что оптимальные величины адаптогенно-антиоксидант-ного сырья, вводимого в начинку для кондитерских изделий, не оказывает существенного влияния на органолептические и физико-химические показатели, которые не превышают значений, установленных в ГОСТ 32741-2014. «Начинки и подварки фруктовые и овощные». Пищевая ценность образцов начинки представлена в таблице 7.3. Расчет физиологической потребности организма представлен для взрослого человека.

Таблица 7.3 - Показатели пищевой ценности образцов начинки

Химический состав Контрольный образец Начинка кондитерская «Сила леса» Удовлетворение среднесуточной потребности при употреблении 50 г начинки «Сила леса», %

Углеводы, г/100г 72,6±1,2 72,6±1,2 6

Аскорбиновая кислота, мг/100 г 0,7±0,2 10,8±1,2 7

Фосоор, мг/100г - 340,2±4,8 22

Калий, мг/100 г - 690,8±4,2 15

Железо, мг/100 г - 1,2±0,4 3

Антиоксндантная активность 1 г, мг/мл - 23,2±0,6 не нормируется

Энергетическая ценность, ккал/ЮОг 309,4±0,6 288±1,0 8

Содержание аскорбиновой кислоты в начинке функциональной направленности больше, чем в контрольном образце. Данный факт объясняется введением фитопорошка ягод на стадии охлаждения начинки. При употреблении 50 г начинки функциональной направленности удовлетворение среднесуточной потребности в фосфоре и калии произойдет на 22 % и 15 % соответственно, при этом антиоксидантная активность образцов начинки функциональной направленности составила 23,2 мг/мл.

Регламентируемые показатели пищевой ценности начинки функциональной направленности представлены в таблице 7.4

Таблица 7.4 - Регламентируемые показатели пищевой ценности начинки функциональной направленности

Химический состав Начинка кондитерская «Сила леса»

Углеводы, г/100г 70,0-75,0

Фосфор, мг/100г не менее 330

Калий, мг/100 г не менее 680

Антиоксидантная активность 1 г, мг/мл не менее 20,0

Энергетическая ценность, ккал/100г 280-320

Содержание токсичных элементов, тяжёлых металлов и анализ микробиологических показателей начинки кондитерской «Сила леса» ТУ 10.89.19 -004-05127490-2017 представлено в таблицах 7.5, 7.6.

Таблица 7.5 - Содержание токсичных элементов и пестицидов в начинке кондитерской функциональной направленности

Токсичные элементы Начинка кондитерская «Сила леса» Требования TP ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», не более

Свинец, мг/кг 0,004 ТО

Мышьяк, мг/кг 0,002 1,0

Кадмий, мг/кг 0,004 од

Ртуть, мг/кг 0,002 0,01

Афлатоксин Bi, мкг/кг 0,000 i 100

Таблица 7.6 - Микробиологические показатели начинки

Определяемые показатели Начинка кондитерская «Сила леса» Требования ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» мг/кг, не более

Патогенная микрофлора, в т.ч. Salm. Не обнаружено Не допускается

КМАФАнМ <10 500

БГКП (колиформы) Не обнаружено Не допускается

Дрожжи <10 50

Плесени <10 50

Данные таблицы 7.5, 7.6, свидетельствуют о том, что ни по одному из показателей содержания токсических элементов и микробиологических показателей не выявлено превышение значения допустимого уровня. Начинку кондитерскую «Сила леса» хранят в стерилизованных, стеклянных банках, укупоренных металлическими лакированными крышками при температуре хранения от 0°С до 25°С и относительной влажности воздуха не более 75 %. Срок годности начинки - 4 месяца.

направленности

В качестве основного сырья при разработке ириса функциональной направленности использовали кленовый сироп, сгущённое молоко, фруктозу, патоку, а продуктами переработки адаптогенно-антиоксидантного сырья явились экстракты ягод боярышника обыкновенного и корня элеутерококка. Для улучшения реологических характеристик в ирисную массу вводили полисахарид Лавитол-арабиногалактан.

Технология тираженного полутвердого ириса заключалась в уваривании сгущенного молока, патоки и сахара до содержания сухих веществ 73-76 % и редуцирующих веществ - 8-14 %. Полученную рецептурную смесь продолжали уваривать в вакуум-аппарате в течении 20-30 минут при постоянном перемешивании, в конце уваривания добавляют сливочное масло и продолжают уваривание в течение 5 -7 мин при 125 - 130 0С до содержания сухих веществ 90-92 %. Далее осуществляют перемешивание уваренной ирисной массы. Для тиражения ирисной массы в микс-машину при непрерывном перемешивании добавляют полисахарид Лавитол-арабиногалактан, смешенный с экстрактами ягод боярышника обыкновенного и корня элеутерококка колючего. Перемешивание продолжают до равномерного распределения рецептурных компонентов в ирисной массе, в результате чего масса приобретает мелкокристаллическую структуру. Время тиражения составляет 10-15 минут. Температура готовой тираженной массы 112-115 °С.

В ходе проведения исследований реологических характеристик ирисной массы был проведен анализ изменения вязкости рецептурой смеси от дозировки экстрактов (рисунок 7.3). В образец 1 - вносили 7 % экстрактов; в образец 2 - вносили 12 % экстрактов, в образец 3 - 15 %.

И.Гис

О 4 8 12 20 28 36 40 48

Рисунок 7.3 - Вязкость рецептурной смеси ириса тираженного с различным содержанием вводимых экстрактов, % от общего расхода сырья: 1 - 7 %; 2 -12 %, 3 - 15 %.

Повышенная вязкость рецептурной смеси ириса тираженного наблюдается в образце 2. Для установления наиболее оптимальной величины смеси экстрактов, влияющих и на органолептические показатели были проведены исследования при помощи методов математической статистики. При этом, ор-ганолептические показатели оценивались по разработанной нами 30-ти бальной шкале.

На рисунке 7.4 приведен график изменения органолептических показателей ириса функциональной направленности от количества адаптогенно-ан-тиоксидантного сырья.

Рисунок 7.4 - Изменение органолептических показателей ириса функциональной направленности от количества адаптогенно-антиоксидантного сырья

Уравнение регрессии зависимости органолептических показателей от смеси экстрактов и дозировки Лавитол-арабиногалактан имеет вид:

У=-79,63+13,19X1+134,35Х2-0,49Х12-3,47Х1Х2-101,62Х22

Полученные результаты экспериментов позволили определить оптимальные величины, при которых были получены образцы с высокими органо-лептическими показателями: Х1 - количество смеси экстрактов 11,50-12,50 %, Х2 - Лавитол-арабиногалактан 0,42-0,48 % от общего расхода сырья. Дозировка экстрактов элеутерококка подбиралась с учетом рекомендуемых уровней потребления пищевых и биологически активных веществ МР 2.3.1.191504 [120]. Сводная рецептура ириса тираженного функциональной направленности представлена в табл. табл. 7.7.

Расход сырья, кг

Наиыеиование сырья Массовая доля сухих веществ. % По сумме полуфабрикатов для 1 т незавернутой продукции На 1 т готовой продукции (без заверточных материалов)

в в сухих в натуре в сухих

натуре веществах веществах

Молоко цельное сгущенное с сахаром 74 299,26 221,45 336,15 248,75

Сахар-песок 99.85 367,08 366.53 412.34 411,72

Патока 78 194,5 151,71 218.47 170,41

Масло сливочное 84 106,00 89,04 119.07 100.02

Экстракт ягод боярышника обыкновенного 6.8 61.00 4,15 68,6 2,37

Экстракт корня элеутерококка к» оо 61,00 1,45 67,6 0.83