Совершенствование технологии обогащенных хлебобулочных изделий на основе моделирования рецептурных смесей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.01, кандидат технических наук Цуканова, Людмила Николаевна

• Цуканова, Людмила Николаевна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Цуканова, Людмила Николаевна

Общая характеристика работы

1. Обзор литературы

1.1. Роль и значение биологически активных добавок в повышении пищевой ценности продуктов питания

1.2. Анализ условий и факторов, способствующих формированию йодного дефицита и пути устранения его

1.3. Перспективы использования ламинарии для обогащения пищевых продуктов йодом

1.3.1. Пути поступление йода в организм человека

1.4. Химический состав ламинарии и особенности ее применения в хлебопекарных технологиях и других отраслях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии обогащенных хлебобулочных изделий на основе моделирования рецептурных смесей»

Актуальность темы. Одной из важнейших причин, вызывающих негативные тенденции в состоянии здоровья населения России является нарушение рациона питания, обусловленное недостаточным потреблением полноценных белков, витаминов, макро- и микроэлементов и нерациональным их соотношением. Наиболее эффективным путем повышения пищевой ценности является обогащение продуктов питания натуральными биологически активными добавками, одним из направлений использования которых, является профилактика йодного дефицита. Йод является важнейшим микроэлементом, поскольку он принимает участие в синтезе тиреоидных гормонов имеющих огромное значение для нормального функционирования организма человека.

По данным ВОЗ 1,5 миллиарда жителей планеты подвергаются риску йод дефицитных заболеваний. Более 60 % территории РФ подвержены риску возникновения йод дефицитных заболеваний, где среднее суточное потребление йода не превышает 40 - 80 мкг при суточной физиологической потребности 150 - 200 мкг. Ликвидация дефицита йода важнейшее направление деятельности ВОЗ, ЮНИСЕФ, Международного комитета по контролю за йод дефицитными заболеваниями (МСКИДЗ). Принятые в последние годы нормативные акты в РФ (1997 - 1999 г.г.) подтверждают, что йод дефицитные заболевания являются острой проблемой и для России.

Эффективным методом профилактики может стать йодирование хлебобулочных изделий, как наиболее употребляемого продукта питания, веществами неорганической (йодированная соль) и органической природы (йодированные белки).

В последние годы во многих странах мира (США, Германия, Франция, Россия) расширяется применение продуктов с заданным химическим составом, а также разрабатываются технологии проектирования состава многокомпонентных пищевых смесей, в основе изучения которых лежит реальный или модельный эксперимент. Такой подход позволяет обеспечить введение обоснованного количества сырьевых ингредиентов, а также добавок направленного действия.

Большой вклад в разработку теоретических и практических основ по повышению пищевой ценности хлебобулочных изделий и обогащению их йодом внесли Л.Я. Ауэрман, J1.H. Казанская, Н.П. Козьмина, Л.И. Пучкова, В.А. Патт, Т.Б. Цыганова, JI.H. Шатнюк, Р.Г. Рахманкулова, Р.Д. Поландова и другие.

При выборе йодсодержащей добавки необходимо учитывать, что в синтезе гормонов щитовидной железы кроме йода принимают участие и другие микроэлементы - селен, железо, медь, цинк. Природным источником, где эти элементы сопутствуют йоду, являются морские водоросли и, в частности ламинария, которая, как и продукты ее переработки широко используются в пищевой промышленности.

В связи с этим, совершенствование технологии обогащенных хлебобулочных изделий, содержащих гарантированную физиологическую дозу йода в готовом продукте, является актуальной задачей, стоящей перед учеными и практиками.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является совершенствование технологии обогащенных хлебобулочных изделий на основе моделирования рецептурных смесей и предназначенных для профилактики йодной недостаточности.

Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

• дать научное обоснование использованию ламинарии сушеной в технологии хлебобулочных изделий;

• разработать графическую модель оптимизации рецептурной смеси по обогащению хлебобулочных изделий с использованием ламинарии сушеной пищевой;

• исследовать влияние ламинарии сушеной пищевой на свойства пшеничного теста и качество готовых хлебобулочных изделий;

• определить содержание йода и сохранность его в готовых хлебобулочных изделиях;

• разработать проект нормативной документации на хлебобулочные изделия с ламинарией сушеной пищевой и провести опытно-промышленную апробацию результатов исследования;

• разработать методику прогнозирования социально-экономического эффекта от внедрения научно-обоснованной технологии хлебобулочных изделий с ламинарией сушеной пищевой.

Структурная схема исследования представлена на рисунке 1.

Научная новизна. Разработаны критерии, позволившие научно обосновать использование ламинарии сушеной пищевой и оценить преимущества ее в сравнении с применяемыми в хлебопечении йодсодержащими добавками.

Разработана графическая модель оптимизации рецептурной смеси, позволившая определить оптимальное содержание ламинарии сушеной и гарантированное содержание йода в готовых изделиях.

Выявлено, что предельная степень набухания ламинарии сушеной в воде достигается в течение первых 45 мин. и не превышает времени приготовления теста, при этом степень набухания в воде ламинарии порошкообразной (размер частиц менее 0,3 мм) больше, чем дробленой (размер частиц до 3 мм).

Выявлено положительное влияние ламинарии сушеной пищевой на реологические свойства пшеничного теста, заключающееся в повышении упругих свойств и в снижении динамической вязкости пшеничного теста, при этом вязкость теста с включением ламинарии сушеной порошкообразной ниже, чем с дробленой.

Методом сканирующей электронной микроскопии выявлено, что в процессе образования теста крахмальные зерна муги внедряются в поры набухших частиц ламинарии, которые тем самым способствуют формированию структуры теста.

Методом рентгенофазового анализа выявлено, что в ламинарии сушеной пищевой неорганическая форма йода представлена йодатом калия.

Практическая значимость. На основании результатов исследования разработаны проекты нормативной документации на диетическое изделие булочку "Ио динка", предназначенную для профилактики йодной недостаточности. Технология изготовления данного изделия прошла опытно-промышленную апробацию на пекарне Архангельского опытного водорослевого комбината (ФГУП "АОВК").

Выведена математическая зависимость оптимального соотношения компонентов рецептурной смеси, позволяющая прогнозировать содержание йода в готовых изделиях.

Разработана методика прогнозирования социально-экономического эффекта от внедрения технологии хлебобулочных изделий с ламинарией сушеной.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции (IX Международная специализированная выставка "ПродУрал-2003"), Уфа, БГАУ, 2003; на X Международной научно-практической конференции "Стратегия развития пищевой промышленности", Москва, МГУТУ, 2004; на Межвузовской конференции молодых ученых, соискателей и аспирантов, Москва, МГУТУ, 2004.

По материалам диссертации опубликовано восемь печатных работ.

Рисунок 1 - Структурная схема исследования

1 Обзор литературы

Заключение диссертации по теме «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства», Цуканова, Людмила Николаевна

Общие выводы и рекомендации

В результате теоретических и экспериментальных исследований были получены следующие научные результаты.

1 .Разработаны медико-биологические, технологические и социально-экономические критерии научного обоснования использования ламинарии сушеной пищевой для обогащения хлебобулочных изделий йодом. Показаны преимущества ее в сравнении с другими применяемыми йодсодержащими добавками.

2.Разработана графическая модель оптимизации рецептурной смеси. Установлено оптимальное содержание ламинарии сушеной (1,5 % к массе муки с учетом технологических потерь йода в процессе выпечки), обеспечивающее гарантированную дозу йода в готовых мелкоштучных хлебобулочных изделиях массой 30 г.

3.Показано влияние ламинарии сушеной на реологические свойства пшеничного теста и качество готовых хлебобулочных изделий.

3.1.Установлено, что набухание ламинарии сушеной в зависимости от размера частиц (дробленая, порошок) составило от 235+15 до 430±25 %, соответственно, интенсивно происходило в течение первых 45 мин. от начала процесса и не превышало времени приготовления теста (120 - 170 мин.). Определено, что степень набухания ламинарии порошкообразной больше, чем дробленой.

3.2.Методом сканирующей электронной микроскопии установлено, что набухшие частицы ламинарии участвуют в образовании структуры пшеничного теста.

3.3.Установлено, что упругие свойства теста с включением ламинарии сушеной возросли по сравнению с контрольной пробой, растяжимость уменьшилась, вязкость снизилась. Показано, что положительное влияние на упругие свойства теста и вязкость оказывает ламинария сушеная в виде порошка.

3.4.Установлено, что формоустойчивость (для подовых) хлебобулочных изделий с ламинарией сушеной дробленой выше, чем с ламинарией сушеной в виде порошка, а объемный выход (для формовых) выше с ламинарией порошкообразной.

4.Методом рентгенофазового анализа установлено, что в ламинарии сушеной пищевой неорганическая форма йода представлена йодатом калия.

4.1. Установлено, что потери йода в процессе выпечки мелкоштучных хлебобулочных изделий составили до 33 %, а при хранении в течение до трех суток потерь йода в готовых хлебобулочных изделиях не происходило.

5.Разработаны проекты нормативной документации на диетическое хлебобулочное изделие булочку "Иодинка", содержащую ламинарию сушеную пищевую. Проведена опытно-промышленная апробация разработанных изделий, подтверждена целесообразность их производства.

6.Разработана методика прогнозирования социально-экономического эффекта от внедрения научно обоснованной технологии хлебобулочных изделий с ламинарией сушеной пищевой, который составил в среднем 5,7 %.

При этом удорожание готовых хлебобулочных изделий с ламинарией сушеной составило в среднем 75 копеек на 1 кг продукции.

Достоверность разработанных моделей лежит в пределах 0,8 - 0,95 доверительной вероятности и адекватно описывают суммарную экономию от внедрения диетического продукта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Цуканова, Людмила Николаевна, 2005 год

1. Федеральный Закон "О качестве и безопасности пищевых продуктов". Принят Государственной Думой Российской Федерации 1 декабря 1998 г., одобрен Советом Федерации 23 декабря 1999 г.

2. Концепция Государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года. Постановление РФ от 10 августа 1998 г. № 917.

3. Предложения к региональной программе коррекции дефицита микронутриентов с целью улучшения питания и здоровья детского и взрослого населения. М.: Институт питания РАМН. ЗАО "Валетек-продимпекс", 1999. 20 с.

4. Тутельян В.А., Спиричев В.Б., Шатнюк JI.H. Коррекция микронутриентного дефицита — важнейший аспект концепции здорового питания населения России// Вопр. питания, 1999. №1. С. 311.

5. Кочеткова А.А. Функциональные продукты в концепции здорового питания // Пищевая промышленность. 1999. - № 3. - С. 4-5.

6. Кочеткова А.А., Колеснов А.Ю., Тужилкин В.И. с соавт. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты // Пищевая промышленность. 1999. - № 4. - С. 7-10.

7. Кочеткова А. А., Тужилкин В.И., Нестерова И.Н. с соавт. Функциональные продукты в концепции здорового питания // Пищевая промышленность. 1999. - № 3. - С. 5-6.

8. Покровский В.И., Романенко Г.А., Княжев В.А. с соавт. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровень. -Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2002. 340 с.

9. Разработка и практическое применение диетических рекомендаций, сформулированных применительно к продуктам питания: Доклад объединенного консультативного совещания экспертов Ф АО/В ОЗ. — Женева, 1999.-С. 156.

10. Государственный доклад "О состоянии здоровья населения Российской Федерации в 1998 г.". М., 1999. - 204 с.

11. Бегнер П. Целительная сила минералов, особых питательных веществ и микроэлементов/ Пер. с англ. М.: Крон-пресс, 1998. — 288 с.

12. Волгарев М.Н. О нормах физиологических потребностей человека в пищевых веществах и энергии: ретроспективный анализ и перспективы развития. // Вопросы питания. 2000. - № 4. - С. 3-7.

13. Кочеткова А.А., Тужилкин В.И., Нестерова И.Н. с соавт. Функциональное питание: концепции и реалии// Вопросы питания. -2000.-№4.-С. 20-23.

14. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров: Учебник. 2-е изд., испр. и доп. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1999. — 448 с.

15. Брехман И.И. Валеология наука о здоровье. - М.: Физкультура и спорт, 1990.-208 с.

16. Введение в общую микронутриентологию (биологически активные пищевые добавки)/ Под ред. Ю.П. Гичева и Э. Огановой. -Новосибирск, 1998.-216с.

17. Спиричев В.Б. Микронутриенты в питании и здоровье человека. // Реализация концепции государственной политики в области здорового питания населения России: Материалы всероссийского научно-практического семинара, 1-2 июля 1999 г. Томск, 2000. - С. 19-34.

18. Спиричев В.Б. Научные принципы обогащения пищевых продуктов микронутриентами// Вопросы питания. 2000. - № 4. - С. 13-19.

19. Покровский А.А. Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи. -М.: Медицина, 1979. 184 с.

20. Брехман И.И. Человек и биологически активные вещества. М.: Наука, 1980.- 120 с.

21. Гичев Ю.П., Мак Косланд К., Оганова Э., Гичев Ю.Ю. Введение в микронутриентологию (биологически активные добавки). -Новосибирск, 1998. 64 с.

22. Тутельян В.А. Стратегия разработки, применения и оценки эффективности биологически активных добавок к пище// Вопр. Питания. 1996. - Т.65, № 6. - С. 3-11.

23. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия. СПб.: ГИОРД, 2001. - 592 с.

24. Покровский А.А. Роль биохимии в развитии науки о питании. М.: Наука, 1974.- 128 с.

25. Биологически активные добавки в питании человека/ Тутельян В.А., Суханов Б.П., Австриевских А.Н., Позняковский В.М. Томск: Изд-во ТПУ, 1999. 321 с.

26. Тутельян В.А. Коррекция микронутриентного дефицита важнейший аспект концепции здорового питания населения России // Вопр. Питания.-1999.-Т.68,1.-С. 3-11.

27. Добровольский В.Ф. Отечественный и зарубежный опыт по созданию продуктов профилактического действия // Пищевая промышленность. -1998.-№10.-С. 54-55.

28. Доценко В.А. Научные основы использования БАД в лечебно-профилактическом питании. // Биологически активные добавки к пище: XXI: Материалы IV Международного симпозиума. М., 2000. -С. 79-81.

29. Ноздрюхина Л.Р., Гринкевич Н.И. Нарушение микроэлементного обмена и пути его коррекции. М.: Наука, 1980. - 280 с.

30. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения. М., 1991. 24 с.

31. Рисман М. Биологически активные пищевые добавки: неизвестное об известном / Пер. с англ. М.: Арт-Бизнес-Центр, 1998. — 489 с.

32. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Мед., 1988. - 254 с.

33. Биологически активные добавки к пище. Справочник NutriPower.- М.: Альфа-Мед, 1996.- 127 с.

34. Денисенко П.П., Беспалов В.Г., Малыгина Е.И. Профилактическое и лечебное действие полнена препарата на основе полиненасыщенных жирных кислот омега-3 типа: Тез. докл. II Рос. нац. конгресса "Человек и лекарство".- М.: РЦ "Фарммединфо", 1995.- С. 220.

35. Тутельян В.А. Биологически активные добавки к пище: и чтобы не заболеть, и чтобы выздороветь // Журн. Мед. курьер. 1997. - № 3-4. -С. 9-10.

36. Гаппаров М.М. Влияние биологически активных добавок к пище на энергетический обмен и массу тела человека//Вопр. Питания,- 1999.Т. 68, № 1.- С. 12-16.

37. Онищенко Г.Г., Петухов А.И., Свяховская И.В. О дополнительных мерах по профилактике йод-дефицитных состояний // Вопр. Питания. 1998.-№2.-С. 9-11.

38. Иванова Р.А. Спектр биологического действия йода от токсичности до дефицита. СПб., 2001. - С. 406-409.

39. Ward J.M., Ohshima М. The role of iodine in carcinogenesis // Adv. exp. Med. Biol. 1986. - Vol. 206. - P. 529-542.

40. Зельцер M.E. Эутиреоидная гиперплазия щитовидной железы -актуальная проблема современной эндокринологии// Пробл. эндокринол.- 1988.- № 4.- С. 43 45.

41. Касаткина Э.П., Соколовская В.Н. Гиперплазия щитовидной железы у подростков, патогенез и лечение//Пробл. эндокринол.-1988.-№ 2.- С. 38.

42. Коломийцева М.Г., Неймарк И.И. Зоб и его профилактика.- М.: Медгиз, 1963.- 236 с.

43. Талантов В.В. Состояние и перспективы проблемы эндемического зоба// Пробл. эндокринол.- 1985,- № 5.- С. 81 85.

44. Щеплягина JI.A. Особенности зобной эндемии на современном этапе. Актуальные проблемы эндокринологии: Тез. докл. 3-го Всерос. съезда эндокринологов.- М., 1996.- С. 173 179.

45. Турин И.С., Ажгихин И.С. Биологически активные вещества гидробионтов источник новых лекарств и препаратов. - М., 1981. -186 с.

46. Зайцев В.П., Ажгихин И.С., Гандель В.Г. Комплексное использование морских организмов. — М.: Пищевая промышленность, 1980. — 280 с.

47. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов. М.: Высшая школа, 1970. - 308 с.50.