Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРИЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЦЕПТУРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ

Питание является важнейшей физиологической потребностью организма, определяющей здоровье населения. Рациональное питание, особенно детей, - это один из основных факторов, влияющих на физиологическое и умственное развитие, сопротивляемость организма отрицательным воздействиям в условиях глобального экологического кризиса [1, 2].

Концепция государственной политики в области здорового питания предусматривает создание новейших технологий производства пищевых продуктов, а также увеличение объемов выработки пищевых продуктов с повышенной пищевой и биологической ценностью, гарантированной безопасностью и длительным сроком годности [3, 4].

Биологически полноценные продукты, выработанные в промышленных условиях играют большую роль в организации здорового, сбалансированного питания детей как в домашних условиях, так и в организованных коллективах.

На сегодняшний день, как во всем мире, так и в России, сегмент детского питания по сравнению с остальными товарными группами стал самым быстрорастущим. При создании продуктов детского питания учитываются такие факторы, как обеспечение детского организма пищевыми веществами и энергией в соответствии с его физиологическими потребностями и спецификой обменных процессов; местное и общее воздействие питания на организм; химический состав сырья и выбор технологии его обработки. В этой связи принципы и этапы проектирования и разработки продуктов детского питания существенно отличаются от продуктов общего назначения [5, 6].

При разработке научно-обоснованных нутриентно - технологических требований к составу и качеству специализированных колбасок совместно со специалистами ВНИИ мясной промышленности им. В.М.Горбатова РАСХН и НИИ питания РАМН были систематизированы и обобщены физиологические нормы потребления детей старше трех лет в пищевых веществах с учетом специфики метаболических процессов при железодефицитных состояний, а также с учетом других наиболее часто встречающихся дефицитных состояний важнейших минералов - йода, кальция, витаминов. При этом принята предпосылка, что для детского организма специализированные мясные продукты являются источником биологически полноценного белка и жира животного происхождения. Одновременно решали задачу повышения биологической ценности белкового компонента вареных колбас, содержащих кровь убойных животных, путем использования молочных и растительных белков и обогащения витаминно-минерального состава [7, 8, 9].

Целью работы является обобщение и систематизация данных по питанию детей и моделирование рецептуры колбасных изделий для детского питания.

При разработке требований на кафедре технологии хранения и переработки животноводческой продукции были разработаны колбасные изделия для детского питания в следующих соотношениях: белок и жир в продукте 1: (0,8ч1,5) при уровне животного белка не менее 70 %. Общее содержание белка в готовых колбасках должно составлять 12-15%, жира - 10-18 %. При этих макронутриентных показателях обеспечение суточной потребности детей старше трех лет при употреблении 100 г колбасок должно составлять: в железе не менее 50 %, в витаминах С, Е и в-каротине 10-40 %; в кальции, фосфоре и йоде - 20-50 %.

Учитывая незрелость детоксикационных барьеров детского организма, содержание нитритов в готовых изделиях не должно превышать 30 мг/кг, содержание поваренной соли не должно превышать 1,7 % [10, 11, 12]. Установлены требования по микробиологическим и токсикологическим показателям. По жирнокислотному и аминокислотному составам колбаски должны быть сбалансированы с учетов физиологических потребностей старше трех лет. Медико-биологические рекомендации к антианемическим колбаскам для детского питания представлены в таблицы 1.

Таблица 1 - Формализованные медико-биологические рекомендации к антианемическим колбаскам для детского питания

Компьютерное проектирование и оптимизацию рецептур многокомпонентных биологически полноценных продуктов осуществляли согласно схеме, представленной на рисунке 1.

В основу создания системы компьютерного проектирования и оценки качества многокомпонентных продуктов функционального питания с заданным составом и медико-биологическими показателями заложены кратко описанные ниже понятия, представления и модели [13, 14].

Предлагаемая система имеет следующий набор модулей и процедур: базы данных о составе пищевых ингредиентов, базы данных аминокислотного, липидного и углеводного эталонов, процедуры расчета и оценки сбалансированности состава продукта, процедуры моделирования и оптимизации белковой составляющей поликомпонентных продуктов и рационов специализированного питания [3].

База данных аминокислотного состава компонентов содержит информацию о наличии и качестве незаменимых аминокислот: изолейцина, лейцина, лизина, метионина, цистина, фенилаланина, треонина, триптофана, валина, гистидина в массовой доле общего белка [15, 16].

База данных липидного состава характеризует набор и количество насыщенных (сумма), мононенасыщенных (сумма), линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот в составе жиров возможных рецептурных ингредиентов [17, 18].

База данных углеводного состава включает данные по содержанию в компонентах моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов (гидролизуемых и негидролизуемых) и массовой доли углеводов.

База данных минерального состава несёт информацию о содержании основных макро-: калия, кальция, магния, натрия, серы, фосфора, хлора и микроэлементов: железа, йода, кобальта, марганца, меди, фтора, цинка в компонентах [19].

База данных витаминного состава содержит информацию об основных витаминах: ретиноле (витамин А), тиамине (витамин В1), рибофлавине (витамин В2), пиридоксине (витамин В6), цианкобаламине (витамин В12), никотиновой кислоте (витамин РР), токофероле (витамин Е).

Процедура проектирования нутриентно сбалансированных рецептур поликомпонентных продуктов или рационов питания позволяет по выбираемым из базы данных компонентам и информации об их нутриентном составе сформировать рецептурную смесь, соответствующую задаваемым НТТ и, указав массовые доли каждого из ингредиентов, определить количественный и качественный состав композиции [6].

Внутри процедуры имеется возможность выбора аминокислотного и липидного эталонов из таблицы эталонов, просмотра состава каждого из используемых компонентов, ввода и использования нового эталона.

Процедура моделирования белковой составляющей композиции построена в виде циклического процесса расчета влияния соотношений и состава ингредиентов при ограничиваемых их вариации пределах и задаваемых приращениях массовых долей указанных ингредиентов.

Результат реализации процедуры представлен в виде файла для процедуры оптимизации или выходного документа системы по выбранной рецептурной смеси.

Целью реализации процедуры оптимизации аминокислотной сбалансированности является определение такого соотношения компонентов в исходной композиции, которое обеспечивает максимальное приближение аминокислотного состава суммарного белка проектируемого продукта для энтерального питания к неким заданным детерминированным аминокислотным эталонам (эталоны ФАО/ВОЗ, грудное молоко и т.д.).

Процедура проектирования заключалась в том, что по выбираемым из базы данных компонентам и информации об их нутриентном составе сформулированы рецептурные композиции по химическому составу соответствующие задаваемым требованиям с указанием при этом массовой доли каждого из ингредиентов [6, 20].

Из полученных рецептурных композиций были выбраны три варианта наиболее сбалансированные по аминокислотному и жирнокислотному составу. В качестве эталона при оценке композиций был использован гипотетический квазиэталон для школьников.

Ингредиентный и химический состав рецептур представлен в таблицах 2, 3.

Таблица 2 - Ингредиентный состав виртуальных моделей продукта

Таблица 3 - Химический состав спроектированных виртуальных моделей

После этого была произведена оценка нутиентной адекватности виртуальных моделей.

Оценивая степень соответствия аминокислотного состава разработанных рецептурных композиций эталонному значению используют следующие показатели:

Сmin - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли единицы

RР - коэффициент рациональности (утилитарности) аминокислотного состава, численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме (эталонному значению)

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

В формулах приняты следующие обозначения:

- коэффициент утилитарности j-ой незаменимой аминокислоты;

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

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

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

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

Сущность качественной оценки сравниваемых белков с помощью формализованных показателей заключается в том, что чем выше значение коэффициента рациональности (утилитарности) или меньше значение коэффициента сопоставимой избыточности, тем лучше сбалансированы незаменимые аминокислоты [21, 22, 23].

Еще одним важнейшим показателем нутриентной адекватности сырья и готовых продуктов питания является жирнокислотная сбалансиро-ванность их липидов, характеризующая адекватность набора и соотношения жирных кислот выбираемому эталону и оцениваемая по критериям рациональности жирнокислотного состава [17, 18, 24].

где: rl - коэффициент рациональности жирнокислотного состава, дол. ед.;

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

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

i= 1 соответствует сумме насыщенных жирных кислот, i=2 - сумме мононенасыщенных жирных кислот, i=3 - сумме полиненасыщенных жирных кислот, i=4 - линолевой, i =5 - линоленовой, i =6 - арахидоновой.

При n=3 рациональность жирнокислотного состава оценивается по суммам насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, при n=6 - с учетом линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот.

При формировании перечня показателей нутриентной адекватности, в частности аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности и обосновании их численных значений применительно к производству продуктов для питания детей школьного возраста авторы формализуют новый гипотетический эталон.

Оценку нутриентной сбалансированности суммарного белка и жира в виртуальных моделях продукта выполняли с использованием компьютерных программ и методологии Н.Н.Липатова и О.И.Башкирова [6]. В качестве эталона использовали гипотетические эталоны, приведенные ниже, рассчитанные на основе ноуменологических подходов.

Гипотетический эквивалент аминокислотного состава белка представлен в таблице 4. антианемический колбаска питание ингредиентный

Таблица 4 - Эталоны аминокислотного состава белка

Гипотетический квазиэталон жирнокислотного состава липидов представлен в таблице 5.

Таблица 5 - Эталоны жирнокислотного состава липидов

Жирнокислотный состав является не менее значимым комплексным показателем качества. Данные гистограмм на рисунке 2-4 свидетельствуют о том, что жирнокислотный состав разработанных колбасок представлен значительным содержанием полиненасыщенных жирных кислот щ6 и щ3 (линолевая и линоленовая кислоты).

Рисунок 2 - Жирнокислотный состав колбасок «Карапуз»

Рисунок 3 - Жирнокислотный состав колбасок «Румяные щечки»

Аминокислотная и жирнокислотная сбалансированность

Исследование нутриентной адекватности виртуальных моделей колбасок, представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Нутриентная адекватность виртуальных моделей колбасок

* I=1…3 - сбалансированность НЖК, МНЖК, ПНЖК

** I=1…6 - сбалансированность НЖК, МНЖК, ПНЖК, линолевой, линоленовой, арахидоновой жирных кислот

Данные таблицы 6 свидетельствуют о высоких значениях коэффициента утилитарности аминокислотного состава (0,677-0,745) и минимального скора (0,694-0,804). Таким образом, показатели (Сmin, у, U), характеризующие аминокислотную сбалансированность белка, подтверждают высокую биологическую ценность продукта. Оценивая сбалансированность жирно-кислотного состава по взаимоотношению сумм насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот RLi=1…3 и сумм насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных кислот с учетом вклада индивидуальной сбалансированности линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот RLi=1…6 можно сказать о высоких значениях коэффициентов жирно-кислотной сбалансированности, находящихся в пределах RLi (1…3) = 0,67 и RLi (1…6) = 0,67-0,78 [6].

Выводы

1. На основании литературных данных, теоретических обобщений и экспериментальных исследований научно обоснованы нутриентно-технологические требования к составу и качеству вареных колбас, обогащенных пищевой кровью, учитывающих специфику метаболических процессов детей старше 3-х лет страдающих или предрасположенных к железодефицитным состояниям.

2. На основании формализованных нутриентно-технологических требований методом компьютерного моделирования спроектированы, а в опытах на модельных животных и в клинике обоснованы рецептуры антианемических колбасок, содержащих мясное сырье (говядина, свинина), пищевую кровь 30 % или печень 15 % и пищевой крови 15 %, сухое молоко, структурообразователи, витаминно-минеральный комплекс и специи.

Список литературы

1. Тимошенко, Н. В. Разработка технологий рубленых мясорастительных полуфабрикатов для людей, предрасположенных или страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями / Н. В. Тимошенко, А. М. Патиева, С. В. Патиева, М. П. Коваленко // Труды Кубанского государственного аграрного университета, Краснодар: КубГАУ, - 2008. - Т. 1. № 15. - С. 176-179.

2. Зайцева, Ю. А. Новый подход к производству ветчины [Текст] / Ю. А. Зайцева, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2014. - №4. - С. 167-170

3. Патиева, С. В. Технология детских антианемических колбасных изделий / С. В. Патиева. - Германия: Palmarium Academic Pudlishing, 2014. - 145 с.

4. Нестеренко, А.А. Применение стартовых культур в технологии производства ветчины / А. А. Нестеренко, Ю. А. Зайцева // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2014. - № 1(31) - С. 65-68.

5. Тимошенко, Н. В. Разработка технологии лечебно-профилактических колбасных изделий для детей школьного возраста / Н. В. Тимошенко, А. М. Патиева, С. В. Патиева, С. Н. Придачая // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - Т. 1. № 35. - С. 377-384.

6. Патиева, А. М. Обоснование использования свинины, прижизненно обогащенной нутрицевтиками, в технологии мясных изделий функционального направления / А. М. Патиева, С. В. Патиева, Е. П. Лисовицкая, Л. Ю. Куценко // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. - 2013. - Т. 3. № 6. - С. 216-219.

7. Устинова, А. В. Новое поколение функциональных колбасных изделий для коррекции железодефицитных состояний / А. В. Устинова, Н. Е. Солдатова, С. В. Патиева // Все о мясе. - 2007. - № 2. - С. 23-25.

8. Куценко, Л. Ю. Разработка технологии функциональных мясных изделий для людей, предрасположенных или имеющих избыточную массу тела с использованием функционального мясного сырья и конжаковой камеди / Л. Ю. Куценко, Е. П. Лисовицкая, А. М. Патиева, С. В. Патиева // Вестник НГИЭИ. - 2013. - № 6 (25). - С. 61-69.

9. Белякина, Н. Е. Мясорастительные консервы для питания в условиях неблагоприятной экологической обстановки // Н. Е. Белякина, А. В. Устинова, А. И. Сурнина, Н. С. Мотылина, Н. В. Тимошенко, С. В. Патиева // Мясная индустрия. - 2009. - № 8. - С. 42-45.

10. Устинова, А. В. Колбасные изделия для профилактики железодефицитных состояний у детей и взрослых / А. В. Устинова, Н. Е. Солдатова, Н. В. Тимошенко, С. В. Патиева // Мясная индустрия. - 2010. - № 12. - С. 37-39.

11. Потрясов Н. В. Разработка условий получения функциональных продуктов с использованием консорциумов микроорганизмов [Текст] / Н. В. Потрясов, Е. А. Редькина, А. М. Патиева // Молодой ученый. - 2014. - №7. - С. 171-174.

12. Потрясов Н. В. Изучение свойств готовой продукции функционального направления с использованием консорциумов микроорганизмов [Текст] / Н. В. Потрясов, Е. А. Редькина, А. М. Патиева // Молодой ученый. - 2014. - №7. - С. 174-177.

13. Патиева, А. М. Обоснование использования мясного сырья свиней датской селекции для повышения пищевой и биологической ценности мясных изделий / А. М. Патиева, С. В. Патиева, В. А. Величко, А. А. Нестеренко // Труды Кубанского государственного аграрного университета, Краснодар: КубГАУ, 2012. - Т. 1. - № 35 - С. 392-405.

14. Трубина, И. А. Алгоритмизация проектирования продуктов питания функциональной направленности / И. А. Трубина, С .Н. Шлыков, В. В. Садовой // Вестник АПК Ставрополья. - 2013. - № 4 (12). - С. 62-66.

15. Забашта, Н. Н. Качество и безопасность мяса свиней мясных пород для детского питания / Н. Н. Забашта, Н. В. Соколов, Е. Н. Головко, А. В. Устинова, С. В. Патиева // Мясная индустрия. - 2013. № 6. - С. 16-19.

16. Устинова, А. В. Нутриентная адекватность и безопасность свинины, обогащенной микроэлементами / А. В. Устинова, Е. А. Москаленко, С. В. Патиева // Пищевая промышленность. - 2013. - № 10. - С. 76-77.

17. Патиева, А. М. Жирнокислотный состав шпика свиней датской породы // А. М. Патиева, С. В. Патиева, В. А. Величко // Вестник НГИЭИ. - 2012. - № 8. - С. 69-82.

18. Величко, В. А. Сравнительная характеристика мясных качеств свиней разных генотипов датской селекции / В. А. Величко, А. М. Патиева, И. А. Романенко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2010. - Т. 1. № 26. - С. 127-131.

19. Устинова, А. В. Перспективные технологии откорма свиней для получения экологически безопасной и функциональной свинины / А. В. Устинова, Е. А. Москаленко, Н. Н. Забашта, С. В. Патиева, Н. В. Тимошенко // Все о мясе. - 2013. - № 4. - С. 11-13.

20. Устинова, А. В. Рубленые полуфабрикаты для питания при повышенных физических нагрузках / А. В. Устинова, Н. Е. Белякина, И. К. Морозкина, Н. В. Тимошенко, A. M. Патиева // Мясная индустрия. - 2007. - № 4. - С. 22-28.

21. Дыдыкин, А. С. Мясное сырье для продуктов детского питания - органик, био или эко? / А. С. Дыдыкин, О. К. Деревицкая, А. В. Устинова, М. А. Асланова, Н. В. Тимошенко, Т. К. Кузнецова // Мясные технологии. - 2011. - № 4. - С. 12.

22. Величко, В. А. Влияние генотипа на пищевую ценность мяса свиней / В. А. Величко, А. М. Патиева // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2011. - Т. 1. № 31. - С. 254-258.

23. Нестеренко, А. А. Посол мяса и мясопродуктов/ А. А. Нестеренко, А. С. Каяцкая // Вестник НГИЭИ. - 2012. - №8. - С. 46-54.

24. Стефанова, И. Л. Обогащение кальцием мяса птицы для питания детей / И. Л. Стефанова, Р. А. Дьяченко, Н. В. Тимошенко // Мясная индустрия. - 2008. - № 1. - С. 43-46.

Аннотация

ПРИЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЦЕПТУРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ

Тимошенко Николай Васильевич д.т.н., профессор

Патиева Светлана Владимировна к.т.н., доцент

Патиева Александра Михайловна д.с.-х. наук, профессор

Аксенова Кристина Николаевна студентка факультета перерабатывающих технологий

Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

В статье представлены результаты компьютерного моделирования рецептур колбасных изделий для детского питания. Представлены формализованные медико-биологические рекомендации к антианемическим колбаскам для детского питания

Ключевые слова: ДЕТСКОЕ ПИТАНИЕ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, КОЛБАСНЫЕ ИЗДЕЛИЯ, МИКРОНУТРИЕНТЫ, АМИНОКИСЛОТНЫЙ СКОР

OPTIMIZATION TECHNIQUES FOR PRESCRIPTION FORMULATIONS OF SPECIALIZED SAUSAGES FOR BABY FOOD

Timoshenko Nikolay Vasilevich Dr.Sci.Tech., professor

Patieva Svetlana Vladimirovna Cand.Tech.Sci., associate professor

Patieva Alexander Mihajlovna Dr.Sci.Agricult., professor

Aksenova Kristina Nikolaevna Student of the Faculty of processing technologies

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

The article presents the results of computer simulation of sausage recipes for baby food. We have presented formal biomedical recommendations for antianemic sausages for baby food

Keywords: BABY FOOD, MODELING, SAUSAGE PRODUCTS, MIСRO-NUTRIENTS, AMINO-ACID SCORE

Размещено на Allbest.ru