Обоснование и разработка технологии формованных полуфабрикатов на основе рыбного сырья для питания детей дошкольного и школьного возраста

Рациональное (здоровое) питание детей Является необходимым условием обеспечения их здоровья, устойчивости к действию инфекций и других неблагоприятных факторов, способности к обучению во все возрастные периоды [Онищенко Г. Г. и др., 2004; Шевченко И. Ю., 2007]. Широкие эпидемиологические исследования, проведенные специалистами ГУ НИИ питания РАМН и других медицинских учреждений страны, выявили значительные нарушения в структуре питания и пищевом статусе детей и подростков: существенные отклонения от рекомендуемых норм потребления пищевых веществ детьми дошкольного и школьного возрастадефицит ряда микронутриентовнарушения в сбалансированности рационов в ДОУ и школьных учрежденияхснижение показателей физического развития [Вржесинская О.А. и др., 2003; Методические указания г. Москвы, 2007; Прахин Е. И. и др., 2007; Рогов И. А. и др., 2007]. Отмеченные нарушения питания детей и подростков служат одной из важных причин возникновения алиментарно-зависимых заболеваний: высокой частоты патологий желудочно-кишечного тракта, занимающих первое место в структуре общей заболеваемости школьникованемииболезни обмена веществ (в первую очередь, ожирение и сахарный диабет), распространенность которых значительно увеличилась за последние годы.

Основными задачами при осуществлении питания детей и подростков в организованных коллективах являются обеспечение детей и подростков питанием, соответствующим возрастным, физиологическим потребностям в пищевых веществах и энергии, а также отвечающим принципам сбалансированности и рациональности, имеющим гарантированное качество и безопасность, способствующим профилактике среди детей инфекционных и неинфекционных заболеваний, связанных с фактором питания [Кучма В.Р., 2005; Конь И. Я., Коновалова JT.C., 2007]. Обеспечение детей и подростков в достаточном количестве качественными и оптимально сбалансированными по нутриентному составу (витамины, микрои макроэлементы) продуктами является необходимым условием для их роста и гармоничного развития [Горелова Ж.Ю., 2003].

В связи с этим разработка технологий продуктов, предназначенных для питания детей дошкольного и школьного возраста, отвечающих гигиеническим принципам и рекомендациям, с учетом последних достижений науки о питании является весьма актуальной проблемой, большой социальной значимости, в особенности в условиях современной сложной социально-экономической обстановки [Конь И.Я., Коновалова JT.C., 2006; Михайлова О. Г. и др., 2007; Рогов И. А. и др., 2007; Бельмер С. В., 2008].

Некоторые методологические, медико-биологические аспекты создания продуктов, предназначенных для питания детей дошкольного и школьного возраста, в том числе на основе рыбы и нерыбных объектов, изложены в работах Коня И .Я., Ладодо К. С., Липатова Н. Н., Лисицына А. Б., Устиновой А. В., Серпуниной Л. Т., Князевой Н. С., Масловой Г. В., Студенцовой Н. А., Павельевой Л. Г., Криницкой Н. В. и др.

Вместе с тем исследования, связанные с созданием продуктов на основе рыбного сырья, предназначенных для питания детей, посещающих дошкольные и школьные учреждения, с заранее задаваемыми показателями пищевой ценности и показателями безопасности, соответствующими индивидуальным потребностям ребенка, нуждаются в дальнейшем развитии и конкретизации.

Очевидна актуальность исследований, направленных на разработку рекомендаций по составу и технологии вышеназванной продукции. Это в свою очередь должно явиться научным обоснованием технологии продукции на основе рыбного сырья для детей дошкольного и школьного возраста, и способствовать решению проблемы организации здорового питания детей, обеспечить качество и безопасность новых видов продукции при их производстве, хранении, транспортировании и потреблении.

Научная новизна.

Разработана система рекомендаций по созданию формованных полуфабрикатов, соответствующих физиологическим потребностям детей различных возрастных категорий в пищевых веществах и энергии. Впервые предложены и утверждены требования к показателям безопасности и пищевой ценности формованных полуфабрикатов на основе рыбного сырья, предназначенных для питания детей дошкольного и школьного возраста.

Впервые смоделированы рецептурные композиции формованных полуфабрикатов с заданными показателями, пищевой ценности, отвечающие физиологическим потребностям детей конкретных возрастных групп. В опытах in vivo с использованием модели системной анафилаксии установлено отсутствие аллергизирующего действия формованных полуфабрикатов, обогащенных органическими формами ряда эссенциальных микроэлементов (железа, цинка, меди, марганца).

Определены зависимости структурно-механических свойств фаршевых систем от компонентного состава и степени измельчения, позволяющие получать фаршевые смеси с заданной вязкостью и, тем самым, обеспечить технологический процесс изготовления формованных полуфабрикатов.

Практическая значимость.

Предложенные показатели пищевой ценности и безопасности формованных полуфабрикатов на основе рыбного сырья, предназначенных для питания детей дошкольного и школьного возраста введены в СанПиН 2.3.2.2401−08 (п. 3.7.) «Дополнения и изменения № 10 к санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.3.2.1078−01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» .

На основании данных о безопасности, пищевой ценности, аминокислотной и жирнокислотной сбалансированности осуществлен выбор доступного в настоящее время с экономической точки зрения рыбного сырья 1 для данного вида продукции.

Разработана и внедрена, в производство технология формованных полуфабрикатов с задаваемойструктурой и пищевой ценностью на основе рыбного сырья для питания конкретных возрастных групп детей дошкольного и школьного возраста. Новизна технологических решений защищена Патентом 2 294 117 РФ «Формованный рыбный полуфабрикат для.

I. ¦ дошкольного и школьного питания" .

Рецептуры, новых видов формованных полуфабрикатов включены в рацион питания детей: г. Москвы (Методические указания города Москвы от 05:10.2007 г. «Организация питания в дошкольных образовательных учреждениях»)., На защиту выносятся следующие положения:

• система рекомендаций по созданию формованных полуфабрикатов для питания детей дошкольного и школьного возраста;

• моделирование рецептурных композиций формованных! полуфабрикатов, в том,. числе обогащенных эссенциальными микроэлементами, с задаваемыми показателями:. пищевой, ценности-', отвечающие физиологическим потребностям детей конкретных возрастных групп;

• параметры технологического процесса формования продукции с заданной структурой;

• показатели пищевой ценности разработанных формованных полуфабрикатов, обосновывающие их применение для питания детей дошкольного и школьного возраста.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы обсужденына Конференции «Развитие рыбохозяйственного комплексаРоссии» (Санкт-Петербург, 2004), Международной научной конференции, студентов, и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2004), Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании'1 (Калининград- 2004), XII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы создания продуктов здорового питания. Наука и технологии» (Углич, 2006), VI Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество» (Светлогорск, 2007).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент РФ.

выводы.

1. Разработана технология формованных полуфабрикатов на основе рыбного сырья для питания детей дошкольного и школьного возраста с задаваемой структурой и показателями: пищевой ценности с учетом физиологических потребностей детей различных возрастных групп.

2. Разработаны требования к показателям безопасности пищевого рыбного сырья и получаемых на его основе поликомпонентных формованных полуфабрикатов для детей дошкольного и школьного возраста. Показатели безопасности формованных полуфабрикатов согласованы с ГУ НИИ питания РАМН и введены в СанПиН 2.3.2.2401−08 (п. 3.7.).

3. Обоснована и разработана система рекомендаций по созданию формованных полуфабрикатов для питания Детей дошкольного и школьного возраста, обеспечивающих соответствие состава продукции физиологическим потребностям в энергии и пищевых веществах детей, относящихся к конкретной возрастной группе. Система включает рекомендации по пищевой ценности и органолептическим свойствам пищевого сырья и продукции, а также по биологической ценности входящих в её состав пищевых компонентов.

4. Определены и проанализированы показатели безопасности, пищевой ценности, аминокислотной сбалансированности белков и жирнокислотной сбалансированности липидов минтая, горбуйш, карпа и сазана как наиболее типичных примеров морского, речного и прудового сырья, доступного в настоящее время с экономической и ресурсной точки зрения. Научно обоснован выбор вышеназванного рыбного сырья для изготовления поликомпонентных формованных полуфабрикатов для питания детей дошкольного и школьного возраста.

5. С использованием метода математического моделирования разработаны рецептуры рыбных, рыбоовощных, рыбокрупяных, рыбокрупяных с овощами, рыбных с творогом и рыбокрупяных с творогом формованных полуфабрикатов, сбалансированных по аминокислотному составу белка и жирнокислотному составу липидов, соответствующие физиологическим потребностям в энергии и пищевых веществах детей определенных возрастных категорий. Разработанные рецептуры введены в рацион питания детей г. Москвы (Методические указания города Москвы от 05.10.2007 г. «Организация питания в дошкольных образовательных учреждениях»).

6. Обосновано обогащение рецептур, формованных полуфабрикатов комплексом эссенциальных микроэлементов в сбалансированном для детских продуктов соотношении (10−30% от их суточной потребности, при потреблении 100 г продукта), путем введения в продукт премикса, содержащего в своем составе комплексы цинка, меди, марганца с ферментативными гидролизатами сывороточных белков коровьего молока (ФГСБКМ) и фумарат железа. Оценка их аллергенности показала, что разработанные рецептуры безопасны как с позиции возможной аллергизации, так и неблагоприятного влияния, повышающего аллергическую реактивность организма.

7. Определены параметры технологического процесса изготовления формованных полуфабрикатов для получения продукции с задаваемыми структурно-механическими показателями. Установлено, что время куттерования фаршевой смеси должно составлять 4−5 мин, значение вязкости r|mjm в пределах 0,25−0,35 Па*с .

8. Опытно-промышленные образцы поликомпонентных формованных полуфабрикатов на основе рыбного сырья соответствовали разработанным рекомендациям по органолептическим свойствам и показателям пищевой ценности. Полуфабрикаты способны удовлетворить суточную потребность детей в белке более чем на 20%, т. е. являются высокобелковыми продуктами.

9. Разработана и утверждена техническая документация ТУ 9266−13 400 472 124−04 «Полуфабрикаты рыбные формованные для дошкольного и школьного питания» и проект ТУ 9266−022−472 124−05 «Полуфабрикаты рыбные формованные для дошкольного и школьного питания, обогащенные эссенциальными микроэлементами». Разработанная технология внедрена на 6 предприятиях, что доказывает ее экономическую эффективность.

1.5 Заключение '.

На основе анализа современного состояния и перспектив развития производства продукции для детей дошкольного и школьного возраста на основе рыбного сырья, обобщения литературных данных, характеризующих физиологическое действие основных пищевых веществ и их значения для растущего организма, методов конструирования пищевых продуктов, методов оценки пищевой ценности продуктов питания, сделаны следующие выводы:

Создание формованных продуктов, предназначенных для детей дошкольного и школьного возраста, должно осуществляться в соответствии со следующими принципами:

• продукты должны быть безопасными для здоровья детей;

• иметь задаваемый уровень пищевой ценности и нутриентной адекватности, т. е. способность обеспечивать материальный и энергетический баланс организма с учетом физиологических потребностей детей конкретной возрастной группы- /.

• по органолептическим показателям соответствовать требованиям, предъявляемым к данному виду продукции;

• иметь привлекательный товарный вид и эстетическое оформление, с указанием специальных сведений о качестве продукта, направлении его использования.

• иметь установленные изготовителем сроки годности и условия хранения, транспортирования, использования и их соответствие фактическому оснащению пищеблоков образовательных учреждений.

1.6 Цель и задачи исследований.

Целью данной работы являлось научное обоснование технологии формованных полуфабрикатов на основе рыбного сырья для питания детей дошкольного и школьного возраста с задаваемой структурой и показателями пищевой ценности с учетом физиологических потребностей детей конкретных возрастных групп в пищевых веществах и энергии.

Основные задачи исследования:

1. Разработать систему рекомендаций по созданию формованных полуфабрикатов с учетом медико-биологических требований соответствующих нормативных документов для данного вида продукции.

2. Обосновать выбор сырья для изготовления формованных полуфабрикатов.

3. Провести моделирование рецептурных композиций формованных полуфабрикатов с задаваемыми показателями, соответствующими разработанным рекомендациям и обосновать обогащение их рецептур органическими формами эссенциальных микроэлементов. I.

4. Оценить влияние формованных полуфабрикатов, обогащенных органическими формами эссенциальных микроэлементов, на аллергическую реактивность (потенциальную аллергенность) в опытах на лабораторных животных.

5. Уточнить параметры технологического процесса изготовления формованных полуфабрикатов.

6. Оценить пищевую ценность разработанных продуктов.

7. Разработать техническую документацию на формованные полуфабрикаты для питания детей дошкольного и школьного возраста;

8. Апробировать разработанные технологии в производственных условиях.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Объекты исследований.

Объектами исследований при выполнении экспериментальной части у работы служили: минтай б/г потрошенный, филе сазана, горбуша потрошенная с/г, карп неразделанный, фаршевые смеси на основе указанных видов рыб, а также формованные полуфабрикаты.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории новых белковых продуктов ВНИРО, в лаборатории физиологии и биохимии пищеварения ГУ НИИ питания РАМН, в институте физической химии и электрохимии РАН.

Полученные результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики. Повторность опытов и анализовтрехкратная.

Программно-целевая модель исследований предложена на рис. 2.

2.2 Методы исследований.

В работе использовали стандартные и модифицированные в процессе исследования химические, физико-химические, органолептические, микробиологические методы, а также ¦ методы экспериментальной аллергологии, компьютерного моделирования и статистической обработки результатов.

2.2.1 Физико-химические, органолептические и микробиологические методы.

Содержание влаги, золы определяли по ГОСТ 7636–85.

Массовую долю белка определяли на автоматическом анализаторе «Kjeltec» модель 1003 (фирма Tecator, Швеция) по методу Кьельдаля (ГОСТ 7636−85).

Подготовку образцов для определения аминокислотного состава проводили по методу Мура и Штейна [Moor S., Stein W., 1954]. Для.

Рис. 2 Программно-целевая модель исследований. определения аминокислотного состава ' обезвоженный ацетоном и обезжиренный серным эфиром материал гидролизовали 6N раствором соляной кислоты в течение 24 ч при температуре 105 °C. Гидролизат упаривали на водяной бане досуха, сухой остаток растворяли в 0,02N НС1.

Аминокислотный состав определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе фирмы «Hitachi» с последующей компьютерной обработкой данных по программе Мультихром для Windows.

Общее содержание липидов определяли экстракционным методом Фолча [Folch J. et al, 1957]- жирнокислотный состав липидов — в виде метиловых эфиров на газовом хроматографе «Shimadzu». Макрои микроэлементный состав — методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе АА-6701 фирмы «Shimadzu».

Изучение реологических показателей фаршевых смесей проводили на ротационном вискозиметре Реотест-2 с рабочей системой цилиндр-цилиндр, (между поверхностями которых помещался исследуемый образец), в условиях стационарного течения и в широком диапазоне скоростей деформации, как в прямом направлении (при увеличении нагрузки), так и в обратном (при ее уменьшении).

Органолептическую оценку качества готовой продукции проводили по профильному методу [Сафронова Т.М., 1997, 1998]. При выполнении профильного анализа использовали бальные шкалы для оценки интенсивности отдельных признаков, последовательно определяя проявление ощущений, результаты графически представляли в виде многолучевой звезды.

Формованные полуфабрикаты оценивались по следующим показателям: внешний вид, запах, цвет, консистенция (плотность и сочность), вкус и давалась количественная оценка в баллах. Индивидуальные оценки отдельных показателей качества продукции в баллах заносили в дегустационные листы и подвергали статистической обработке методом усреднения. При расчете комплексного показателя качества коэффициенты значимости отдельных показателей не вводили, считая их равнозначными. Среднюю органолептическую оценку продукции выражали как:

Х=(Хг+Х2+Хз+. .+Xn)/n, (1) где X — общее качество продуктаХь Х2, Хз, Хп — оценки каждого показателя, п — количество показателей.

2.2.2 Методы определения аллергенности готового продукта.

В связи с тем, что в последние годы аллергические заболевания получили широкое распространение среди детей и подростков, нам представлялось важным при разработке рецептур поликомпонентных формованных полуфабрикатов оценить. потенциальную аллергенность продуктов на основе рыбного сырья, предназначенных для питания детей дошкольного и школьного возраста, обогащенных комплексом эссенциальных микроэлементов. Работа проведена в ГУ НИИ питания РАМН в лаборатории физиологии и биохимии пищеварения (руководитель лаборатории д.б.н., проф. В.К. Мазо) при участии д.б.н. И. В. Гмошинского. Была использована модель системной анафилаксии, позволяющая характеризовать воздействие различных алиментарных факторов на тяжесть проявления у предварительно сенсибилизированных лабораторных животных реакции анафилактического шока [Ногаллер A.M. и др., 2008].

Данная модель позволяет оценивать возможное иммуномодулирующее влияние продукта на чувствительность организма животного к модельному сенсибилизирующему антигену. Такое влияние с определенной долей условности экспериментально характеризует потенциальную аллергенность продукта.

Эксперимент проведен на 95 крысах (самцах) линии Вистар, полученных из питомника «Столбовая», с исходной массой тела 180±-10г. После 1 недели адаптации на стандартном рационе вивария (СВР) крысы были разделены на 4 группы, и каждая из этих групп получала на протяжении 28 дней либо только стандартный рацион, либо рацион с заменой части зерновых компонентов рациона (15% по общей калорийности) на эквивалентное по калорийности количество продуктов на рыбной основе (котлет) (табл. 4).