Технология продуктов функционального питания. Функциональные пищевые продукты Технология производства функциональных продуктов питания

План лекции:

14.2 Низкокалорийные мясные продукты, обогащенные пищевыми

волокнами

14.1. Функциональные мясные продукты

Производство функциональных мясных продуктов является новым перспективным направлением для современной мясоперерабатывающей отрасли. Функциональные мясные продукты положительно влияют на здоровье человека, повышают его сопротивляемость заболеваниям, способны улучшить многие физиологические процессы в организме человека. Эти продукты предназначены широкому кругу потребителей и имеют вид обычной пищи. Они могут и должны потребляться регулярно в составе нормального рациона питания.

Функциональные продукты, в отличие от традиционных, помимо пищевой ценности и вкусовых свойств должны обладать физиологическим воздействием. Обычно такие продукты содержат ингредиенты, придающие им функциональные свойства или, как принято называть биологически активные добавки.

Биологически активные добавки к пищевым продуктам могут быть в виде индивидуальных аминокислот, минеральных веществ, пищевых волокон или
в виде комплексов, содержащих определенную группу веществ. В группе мясных изделий функциональные продукты целесообразно разрабатывать на основе взаимодополнения зерновыми культурами, растительным сырьем, в том числе овощным.

Разработка функциональных мясных продуктов имеет свои особенности, так как необходимо сохранить биологическую активность добавки в процессе технологической обработки сырья и не ухудшить качественные показатели готового изделия. При выборе добавок особое внимание уделяется их безопасности, при этом учитываются предельно допустимые концентрации в продуктах и допустимое суточное потребление их человеком.

Способ введения зависит от состояния добавки (в сухом виде, в виде раствора, геля, эмульсии, суспензии) и от вида продукта. Растворимые добавки можно вводить в составе рассолов при производстве копченостей. В фаршевые продукты добавки вводят на стадии составления рецептурной смеси. Важным фактором является обеспечение равномерности распределения БАД по объему продукта. При внесении небольшого количества БАД (витамины, минеральные вещества и др.) на большой объем продукта применяют многократное разведение раствора, учитывая при этом количество воды, предусмотренное рецептурой продуктов.

Ассортимент функциональных мясных продуктов пока невелик и представлен преимущественно продуктами низкой калорийности (с пониженным содержанием животных жиров и повышенным пищевых волокон), продуктами для лечебно-профилактического питания больных анемией (источники железосодержащих компонентов - свиная печень и пищевая кровь), продуктами для детей с р-каротином, витаминами С, В 6 В 2 , А, Е, РР, кальцием, комплексом минеральных веществ (обогащение экструзивными крупами) и др. Особое внимание уделяется разработке специализированных колбасных изделий для дошкольного и школьного питания, адаптированных к физиологическим особенностям ребенка.

В целом можно выделить следующие группы функциональных мясных продуктов:

1. Низкокалорийные мясные продукты, обогащенные пищевыми волокнами.

2. Мясные продукты, обогащенные витаминами.

3. Мясные продукты, обогащенные минеральными веществами.

4. Мясные продукты, обогащенные полиненасыщенными жирными кислотами.

5. Мясные продукты, обогащенные пребиотиками и пробиотическими культурами микроорганизмов.

14.2 Низкокалорийные мясные продукты, обогащенные пищевыми волокнами

Особенности диеты современного человека и широкое распространение высокорафинированных пищевых продуктов постепенно привели к дефициту в питании грубоволокнистых балластных веществ. Отсутствие пищевых волокон в диете может вызвать развитие ряда заболеваний, таких как рак толстой кишки, синдром раздраженного кишечника, желчнокаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей и многое другое.

К концу 80-х гг. утвердилась новая теория питания, согласно которой пищевые волокна должны быть обязательно включены в рацион питания человека. Их роль заключается не только в предотвращении различных болезней, но и в снижении экологической нагрузки на организм человека, усилении устойчивости к стрессовым ситуациям, увеличению иммунитета ко многим заболеваниям.

Целлюлоза (клетчатка) - линейный полисахарид большой молекулярной массы, состоящий из остатков Д-глюкозы. Это прочное, волокнистое, нерастворимое в воде вещество. Целлюлоза не гидролизуется α-амилазой и другими ферментами желудочно-кишечного тракта.

Лигнин - растительный полимер, построенный из остатков фенолоспиртов, вещество неполисахаридной природы.

Гемицеллюлоза - растительный гетерополисахарид разветвленного строения, содержащий в боковых цепях арабинозу, глюкозу и т.д., спутник целлюлозы и лигнина.

Пектин относится к группе полисахаридов, построенных из остатков Д-галактуроновой кислоты. Его водные растворы обладают желирующими и гелеобразующими свойствами.

Пентозаны - целлюлозоподобные полисахариды, построенные из ксилозы, арабинозы и других пентоз. Особенно богаты пентозанами скорлупа орехов, подсолнухов, кукрузные кочерыжки, солома, рожь.

Альгинаты - полисахариды из бурых морских водорослей, состоящие из остатков D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот.

Камеди - растительные и микробные полисахариды (камедь гаура, камедь рожкового дерева, камедь ксантана) или гликопротеиды (гуммиарабик - сок акации, высушенный на воздухе).

пентозаны

Рисунок 1. Классификация пищевых волокон

Каррагинаны - полисахариды из красных морских водорослей, их структура гетерогенна. Его основу составляет дисахарид агароза.

Инулин относится к фруктоолигосахаридам, построен из остатков фруктозы. Инулин подвергается гидролизу в толстом отделе кишечника, способствует уменьшению адсорбции в кишечнике углеводов и липидов.

Основная группа пищевых волокон - это элементы клеточных стенок растений, которые делятся на две группы - структурные и неструктурные компоненты. От соотношения этих соединений, источника пищевых волокон и способов их выделения зависят общие физико-химические характеристики пищевых волокон.

Другой вид пищевых волокон - это не утилизируемые человеческим организмом вещества соединительной ткани животных, в частности белок коллаген и нерастворимый полисахарид хитин, который входит в состав панцирей омаров, крабов, а также многих насекомых.

В зависимости от растворимости пищевые волокна делятся на три группы:

Растворимые пищевые волокна, то есть неструктурные полисахариды, - пектины, камеди, альгинаты и т.д.;

Нерастворимые пищевые волокна - структурные полисахариды - целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и т.д.;

Пищевые волокна смешанного типа - отруби.

Суточная потребность пищевым волокнам: физиологическая суточная потребность - 25-38 г; фактическое суточное потребление - 10-15 г; норма для функциональных продуктов - 2,5-19 г.

Основная роль пищевых волокон заключается в регулировании работы желудочно-кишечного тракта. Растворимые пищевые волокна достигают толстого кишечника в неизменном виде, где гидролизуются ферментами микроорганизмов. Образующиеся продукты гидролиза используются для питания полезной микрофлорой кишечника, прежде всего бифидобактериями, то есть они являются пребиотиками.

Нерастворимые пищевые волокна обладают способностью связывать воду в кишечнике; усиливать раздражающее действие пищи, что приводит к стимуляции перистальтики кишечника и более быстрому транзиту пищи; адсорбировать и выводить токсичные вещества из организма; связывать кислоты, адсорбировать стерины и снижать уровень холестерина, а также участвуют в механизме предупреждения кариеса. Кроме того, в состав волокон входят макро- и микроэлементы, принимающие участие в кроветворении, являющиеся составными частями ряда гормонов, витаминов, ферментов. А достаточное количество волокон в пище приводит к ощущению насыщения и способствует меньшему потреблению энергии с едой.

Сходства физиологических функций белков соединительной ткани с растительными пищевыми волокнами заключаются в следующем:

Соединительно-тканные белки слабо перевариваются организмом человека из-за отсутствия фермента коллагеназы; белки способны набухать и удерживать большое количество влаги, а следовательно, формировать гелеобразные пищевые массы;

Способностью удерживать большое количество влаги обладают также продукты термогидролиза белков соединительной ткани - коллагены, которые образуются при тепловой обработке мяса и мясопродуктов;

Не перевариваемые в верхнем отделе пищеварительного тракта соединительно-тканные белки доходят до толстого отдела кишечника и используются полезными бактериями, обитающими в этом отделе пищеварительного тракта. Это повышает усвояемость пищи и позволяет обеспечить организм дополнительными питательными веществами.

Основными источниками пищевых волокон являются злаковые культуры и продукты их переработки - ржаные и пшеничные отруби (53-55 %), овощи (20-24 %), фрукты и другие растительные объекты. К другой группе источников пищевых волокон относится сырье животного происхождения с высоким содержанием соединительной ткани. Перечень основных источников пищевых волокон, их достоинства и недостатки представлены в таблице 1.

Использование пищевых волокон в пищевой промышленности постоянно растет и охватывает все новые отрасли. К продуктам, обогащаемым пищевыми волокнами, относятся прежде всего хлебобулочные, макаронные, кулинарные и кондитерские изделия, напитки, десерты и закуски. В меньшей степени обогащаются пищевыми волокнами мясные продукты.

Использование пищевых волокон в технологии мясопродуктов. В мясной промышленности пищевые волокна используются при производстве всех групп мясопродуктов, а именно всех видов колбасных изделий, включая продукты детского питания, консервов, полуфабрикатов и деликатесных изделий.

С целью обогащения мясных продуктов пищевыми волокнами используются все группы источников пищевых волокон, в частности, натуральные продукты, богатые пищевыми волокнами, вторичные продукты переработки растительного сырья и очищенные препараты пищевых волокон.

Использование в технологии комбинированных мясных изделий продуктов переработки зерновых культур позволяет повысить пищевую и биологическую ценность изделия, способствует устойчивому и равномерному распределению ингредиентов, что приводит к созданию продукта стабильного качества.

Использование муки, крупы, овощей. Самым простым способом обогащения мясных продуктов пищевыми волокнами является использование при их производстве натуральных продуктов, богатых этим функциональным ингредиентом.

Традиционно в колбасном производстве применяют крахмалосодержащее сырье: крупы (пшено, рис, перловую и ячменную) и пшеничную муку. Применение этого сырья способствует в том числе и некоторому повышению влаго- и жиросвязывающей способности фаршевой системы.

Крупу перловую, рисовую, манную и овсяную используют при производстве вареных колбасных изделий и мясорастительных консервов, взамен части мясного сырья. Ее предварительно очищают от примесей, промывают и замачивают в воде температурой 30-40 ºС на 2-12 часов. В процессе гидратации круп происходит их набухание и сокращается длительность, необходимая для последующей гидротермической обработки (бланширование, варка и пропаривание). Бланшировку круп осуществляют в течение 8-10 минут, варят крупы в кипящей воде, соотношение крупы и воды при варке перловой 1:2,8; ячменной 1:2,5; пшена 1:2; риса 1:2. Возможный уровень замены мясного сырья при производстве колбас составляет до 15 %, а консервов - 2-5 %.

Различные виды муки, в частности, пшеничную, рисовую, ячменную, кукурузную, применяют как в натуральном, так и в текстурированном виде. Натуральную муку используют при производстве полукопченых колбас в количестве 2-5 %, в технологии паштетов и фаршевых полуфабрикатов в количестве 6-10 % - для паштетов и полуфабрикатов. Подготовка муки заключается в предварительном просеивании и удалении посторонних примесей.

Натуральную текстурированную муку (пшеничную, овсяную, ячменную и пшенную) можно использовать взамен соевых белков, крахмала, муки и круп при производстве различных видов мясопродуктов. Текстурированную муку используют после предварительной гидратации, для чего ее заливают холодной водой, перемешивают и выдерживают в течение 15-20 минут и затем используют при фаршесоставлении. Уровень гидратации в зависимости от вида муки составляет 1:1,5-1:3. Количество гидратированной муки в составе продукта определяется видом и рецептурой мясных изделий и составляет: для вареных колбасных изделий до 15 %, для полукопченых колбас до 25 %, при производстве рубленых полуфабрикатов до 30 %, мясных баночных консервов до 20 %.

С целью улучшения органолептических свойств и снижения калорийности рубленых полуфабрикатов в качестве компонента фарша используют растительные наполнители на основе различных овощей, таких как капуста, морковь, свекла, картофель и т.д.

Овощи предварительно калибруют, моют, очищают от загрязнений, поврежденных мест и либо варят до готовности, либо используют в сыром виде. Подготовленные овощи гомогенизируют, охлаждают до температуры 0-15 ºС, полученную однородную массу используют при фаршесоставлении взамен мясного сырья в количестве 10-50 %. В качестве наполнителя возможно применение молочно-картофельного пюре, овощной мезги.

Использование овощных ингредиентов затруднено сезонностью сбора овощей, а также их высокой влажностью и недостаточной устойчивостью при хранении, поэтому при производстве комбинированных продуктов рационально применять овощи в виде порошков.

Такие порошки изготавливают на основе различных овощей и обезжиренного молока, в частности, кабачково-молочный, тыквенно-молочный, свекольно-молочный, морковно-молочный. Используют порошки в гидратированном виде при соотношении овощного порошка и воды 1:2, с заменой до 10 % мясного сырья.

В целом использование натуральных продуктов в технологии функциональных мясопродуктов ограничено по нескольким причинам:

Во-первых, из-за низкого содержания пищевых волокон в натуральных растительных наполнителях (1-2 %), в результате чего не происходит эффективного обогащения; так, замена 50 % мясного сырья на растительный наполнитель, например капусту, в котлете массой 100 г позволит получить продукт, удовлетворяющий суточную потребность организма в пищевых волокнах лишь на 3,5 %;

Во-вторых, из-за снижения содержания белковой части продукта, так как мясной фарш и растительные наполнители не равнозначны по биологической ценности.

Поэтому продукты, полученные таким образом, относятся к группе комбинированных продуктов питания.

Контрольные вопросы:

1. Функциональные мясные продукты.

2 Низкокалорийные мясные продукты, обогащенные пищевыми

1.Функциональные продукты питания. Теплов В.И. Изд: А-Приор

Год: 2008 Страниц: 240

2.Перспективные направления создания продуктов функционального

назначения на основе животного сырья. Шванская И.А. ФГБНУ

"Росинформагротех". Год издания: 2013


К продуктам функционального питания относятся продукты с заданными свойствами в зависимости от цели их применения.

В основном это уменьшение или увеличение доли определенных составляющих пищи (белка, аминокислот, липидов, витаминов, микро- и макроэлементов, пищевых волокон и т. д.).

В последние годы в науке о питании сформировалось новое направление — концепция функционального питания, которая включает разработку теоретических основ, производство, реализацию и потребление функциональных продуктов.

Концепция позитивного (функционального, здорового) питания впервые возникла в Японии в 80-х годах XX века. Японские исследователи определили три основных составляющих функциональных продуктов:

    пищевая (энергетическая) ценность;

    приятный вкус;

    положительное физиологическое воздействие.

Функциональный продукт, помимо влияния традиционных питательных веществ, которые он содержит, должен:

    регулировать определенные процессы в организме;

Спектр воздействия функционального питания на организм человека достаточно широк, поэтому принято выделять несколько групп функционального питания.

Основное внимание при разработке и создании функциональных продуктов питания уделяется медико-биологическим требованиям к разрабатываемым продуктам и добавкам. Требования, предъявляемые к функциональным продуктам питания, имеют свою специфику. Так, например, диетические продукты питания и продукты питания для детей (общего назначения) отличаются содержанием предельно допустимых значений жира, белка, аминокислотного состава, витаминов, микроорганизмов и т. д.

К основным медико-биологическим требованиям относятся:

    безвредность - отсутствие прямого вредного влияния, побочного вредного влияния (алиментарной недостаточности, изменения кишечной микрофлоры), аллергического действия: потенцированное действие компонентов друг на друга; не превышение допустимых концентраций;

    органолептические (не ухудшение органолептических свойств продукта);

    общегигиенические (отсутствие негативного влияния на пищевую ценность продукта);

    технологические (не превышение требований по технологическим условиям).

Помимо медико-биологических требований к функциональным продуктам питания, обязательным условием их создания является разработка рекомендаций к их применению или клиническая апробация. Так, например, для диетических продуктов питания не требуется проведения клинических испытаний, а для лечебных продуктов клиническая апробация обязательна.

Существует два основных принципа превращения пищевого продукта в функциональный:

    обогащение продукта нутриентами в процессе его производства;

    прижизненная модификация, т. е. получение сырья с заданным компонентным составом, что позволит усилить его функциональную направленность.

Наиболее распространен первый принцип, более сложным являются способы прижизненной модификации (для продуктов растительного и животного происхождения).

Иллюстрацией первого принципа может служить обогащение продуктов кальцием. С этой целью при производстве мясных продуктов могут использоваться молочные продукты , мясо птицы механической обвалки и др. Продукты, обогащенные кальцием, широко используются в детском питании и лечебно-профилактическом при остеопорозе.

В то же время обогащение продуктов витаминами - более сложный процесс вследствие того, что витамины не стойки к высоким температурам варки и стерилизации, а витамин С еще и разлагается в присутствии железа даже при комнатной температуре.

Способы прижизненной модификации мяса основаны на изменении кормового рациона животного, что, например, позволяет получать мясо с сданным соотношением жирных кислот и токоферола.

Разработку функциональных продуктов питания можно проводить шумя путями:

    создание функциональных продуктов питания на основе уже разработанных продуктов общего назначения с введением в их рецептуру одного или нескольких компонентов, придающих направленность продукту, или с заменой части продукта на другие составляющие;

    разработка новых функциональных продуктов без учета основы рецептур и технологий уже имеющихся продуктов питания.

В первом случае за основу (контроль) берут выпускаемый по ГОСТам продукт (например, вареную колбасу). Затем определяют направленность разрабатываемого продукта и вводимых функциональных добавок, их количество. Рассматривают сочетаемость добавок с выбранным продуктом и далее часть основы продукта или его составляющих компонентов «меняют на функциональные добавки . При этом в рецептуру продукта можно вносить вещества, улучшающие структуру, органолептические показатели, внешний вид. При таком способе создания функциональных продуктов питания основной задачей является получение продукта лучшего качества по сравнению с выбранным контролем.

Во втором случае ставится задача получения продукта с заданными функциональными свойствами и качественными показателями, и осуществляется моделирование его рецептуры.

Все разрабатываемые рецептуры должны содержать в своем составе компонент (добавку), придающий функциональную направленность продукту. Одной из особенностей при этом является то, что процент введения моно- и полифункциональной добавки задается по рекомендации врачей. Это значит, что при разработке рецептуры функциональная добавка является величиной постоянной. Подбор других компонентов должен проводиться с учетом свойств функциональной добавки и органолептических показателей готового продукта, при этом в рецептуру могут входить обязательные и необязательные компоненты.

При разработке лечебно-профилактических продуктов питания необходимо сохранить структуру, вкус, аромат , цвет продукта, сохранность и равномерность распределения вводимых компонентов при различных видах технологической обработки.

Разработка и создание функционального продукта включают следующие этапы:

    выбор и обоснование направленности функционального продукта;

    изучение медико-биологических требований, предъявляемых к данному виду функциональных продуктов;

    подбор основы для функционального продукта (мясной, растительной и т. д.);

    выбор и обоснование применяемых добавок;

    изучение прямого, побочного, вредного влияния и аллергического действия добавок;

    выбор и обоснование дозы добавки или группы применяемых добавок;

    моделирование технологии продукта с отработкой технологических параметров;

    разработка технологии функционального продукта;

    исследование качественных и количественных показателей продукта;

    разработка нормативной документации (НД) на продукт;

    проведение клинических испытаний продукта (при необходимости);

    выработка опытной партии;

    сертификация продукта.

Одним из основных направлений функционального питания является лечебно-профилактическое питание . В настоящее время накоплен большой опыт использования питания с лечебной целью, при этом диетическая терапия обязательно согласуется с общим планом лечения Лечебное питание должно не только повышать защитные силы, реактивность организма , но и обладать специфической направленностью действия.

Лечебно-профилактические продукты питания и рационы содержат компоненты, восполняющие дефицит биологически активных веществ; улучшают функции преимущественно пораженных органов и систем, нейтрализуют вредные вещества; способствуют их быстрейшему выведению из организма.

Разработка лечебно-профилактических продуктов, так же как и других функциональных продуктов, процесс сложный и многоэтапный. Составными "элементами этого процесса являются:

    изучение особенностей заболевания (причин его возникновения за счет нарушения и снижения некоторых функций организма вследствие воздействия определенных факторов);

    выбор вида продукта по консистенции (сухой, жидкий и т. д.);

    анализ биологически активных добавок, используемых при определенном виде заболевания;

    изучение медико-биологических требований к биологически активным добавкам и разрабатываемому продукту;

    обоснование применения и выбор одной или нескольких биологически активных добавок при разработке продукта;

    обоснование применения и выбор дозы биологически активных добавок; выбор способа введения биологически активных добавок;

    проведение анализа совместимости при использовании нескольких биологически активных добавок;

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Н.В. Кацерикова
Технология продуктов

Учебное пособие
Для студентов вузов

Кемерово 2004

УДК 641:613.2 (075)

ББК 65.247я7

Рецензенты:

Е.Я. Долгушина, канд. мед. наук,

зав. отделом гигиены питания ГУ УГ СЭН в г. Кемерово;

О.Н. Дорошина , канд. техн. наук, доцент Кемеровского института (филиала) Российского государственного торгово-экономического университета

Кемеровского технологического института пищевой промышленности

Кацерикова Н.В.

К30 Технология продуктов функционального питания: Учебное пособие. / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2004. - 146 с.

ISBN 5-89289-311-1

Предназначено для студентов всех форм обучения направления 655700 «Технология продовольственных продуктов специального назначения и общественного питания», преподавателей, может быть полезно для практических работников.

Для закрепления знаний предлагается словарь основных терминов и понятий.


УДК 641:613.2 (075)

ББК 65.247я7
ISBN 5-89289-311-1

© Н.В. Кацерикова, 2004

© КемТИПП, 2004


Введение ……………………………………………………………………………

Глава 1. Современное состояние обеспечения населения продуктами питания ……………………………..……………….………………………..

1.1. Государственная политика в области здорового питания на- селения России ………………….……………..……………………...


    1. Классификация продуктов функционального питания. Ингредиенты, используемые в производстве продуктов функционального питания ……………………….………………………………………..
1.3. Вторичные сырьевые ресурсы и безотходные технологии их переработки……………………………………………………....................

Глава 2. Научные принципы обогащения пищевых продуктов микронут-риентами………………………………….………………………...........

2.1. Витаминизация пищевых продуктов……………………….…...........

Для получения продуктов функционального назначения в нашей стране используют различные виды сырья с повышенной биологической активностью, изыскивая способы снижения калорийности продуктов за счет введения различных обогатителей.

В этом отношении роль продуктов растительного происхождения трудно переоценить. Они являются поставщиками витаминов, ферментов, органических кислот, эфирных масел, пектинов, пищевых волокон, углеводов. В овощах нутриенты находятся в оптимальных соотношениях между собой. Включение овощей в рацион способствует выведению из организма вред-ных веществ.

Разработка новых технологий и производство продуктов питания на базе отечественного растительного сырья должно быть приоритетным направлением деятельности технологов пищевой промышленности и общественного питания. Растительное сырье является источником естественных нутриентов. Используя его, можно создать продукцию профилактической и оздоровительной направленности.

Сегодня как никогда в пищевой промышленности и общественном питании остро стоит проблема создания продуктов, обладающих лечебно-про-филактическим эффектом. Эту проблему можно решить, если разрабатывать технологии комбинированных продуктов питания с использованием лекарственного дикорастущего пищевого и культурного сырья.

Дикорастущие растения являются дополнительным резервом к продуктам питания. Они позволяют, с одной стороны, разнообразить рацион, а с другой, обогатить его необходимыми биологически активными веществами. Исследователи, занимающиеся изучением природы, ее растительного мира, отмечают, что знание растительных богатств не только позволяет обеспечить человека питанием, но и гарантирует оптимальную психофизиологическую адаптацию к суровым условиям окружающей среды.

Растительное сырье по лечебному применению делится на группы, обладающие функциональными характеристиками. Применяя эти знания на практике, можно создавать продукты с заранее заданным химическим составом . Причем необходимо использовать те лекарственные растения, у которых хорошо изучен химический состав и фармакологические свойства.

При создании продуктов функционального питания необходимо знать химический состав сырья, пищевую ценность, специальные приемы технологической обработки.

Продукты функционального питания и их компоненты могут модифи-цировать метаболизм в организме человека и играть важную роль в предотвращении возникновения различных заболеваний.

Разработка технологий производства функциональных продуктов питания , их внедрение в производство, а также подготовка специалистов требует немедленного решения, что будет способствовать профилактике заболеваний и укрепления здоровья.

Закончив изучение курса «Технология продуктов функционального питания», студенты должны знать: основы и значение питания для различных контингентов; пищевую и биологическую ценность пищевых продуктов функционального назначения; особенности технологической обработки продуктов для групп населения, нуждающихся в функциональном питании; технологии производства пищевых продуктов функционального назначения , технологические режимы обработки пищевых продуктов.

Учебное пособие составлено на основании требований государствен-ного образовательного стандарта высшего профессионального образования, предусматривающего минимум содержания и уровень подготовки специалистов по специальности 2712400 «Технология детского и функционального питания».

Глава 1. Современное состояние обеспечения населения

продуктами питания

В последнее десятилетие в России, как показывают результаты исследо-ваний, в структуре потребления пищевых продуктов (несмотря на высокую насыщенность рынка продовольственными товарами) наблюдаются отклонения от современных принципов здорового питания в сторону дефицита микронутриентов, что отрицательно сказывается на здоровье населения.

Химизация окружающей среды, употребление заменителей пищи, несбалансированность рационов приводят к болезням и преждевременной старости, к сокращению жизни.

Положение усугубляется низким культурным уровнем населения в вопросах рационального питания и отсутствием навыков ведения здорового образа жизни. Экономическая ситуация, складывающаяся в нашей стране в условиях перехода к рыночным отношениям, способствует обострению этих социальных проблем.

Как свидетельствует Главный Государственный санитарный врач РФ Г.Г. Онищенко, дифференциация показателей пищевого статуса различных групп населения зависит от социальных факторов, в частности от материального достатка. В семьях с наиболее низкими доходами (до 30 % от величины прожиточного минимума) среди детей раннего возраста почти у 20 % выявлена задержка роста, отражающая хроническое недоедание, у 5 % - дефицит массы тела (признак острого недоедания).

В последнее десятилетие родилось только 15 % здоровых детей, что объясняется вредным влиянием окружающей среды, неполноценным питанием, ухудшением экономического положения населения.

Сегодня в России лишь 10 % выпускников школ можно считать относительно здоровыми, половина подростков имеет хронические заболевания. Так, за последние десять лет количество здоровых школьниц-выпускниц уменьшилось с 22 до 6 %. А ведь это будущие матери - носительницы генофонда нации.

Третья часть юношей призывного возраста не годится по медицинским показаниям для службы в Вооруженных Силах, а 60 % ребят, которым сегодня 16 лет, не доживут до пенсионного возраста.

Среднедушевое потребление белков животного происхождения у населения снизилось до критического уровня (30 г вместо 32 г предельно допустимого). В результате чего ослаблен иммунитет, наблюдается анемия у беременных женщин, падает масса тела у призывников, уменьшаются физические параметры новорожденных. Недостаток белковых веществ в пище детей раннего возраста создает дефицит материала для строительства мозга, в результате чего возрастает опасность психической неполноценности.

Именно поэтому на фоне неблагоприятной экологии в сочетании с неполноценным и не гарантирующим безопасность питанием, особенно в период с 1990 г. по 1993 г., смертность в России возросла на 23 %.

Как отмечалось в докладе Центра демографии и экологии Московского института промышленного прогнозирования РАН, смертность среди новорожденных в России является одной из самых высоких в Европе.

Так, в Кемеровской области общая смертность населения превышает рождаемость в 1,8 раза. Естественная убыль населения Кузбасса составляет 7,3 % на 1 тыс. человек. Это выше показателя по Сибирскому федеральному округу (4,8 %) и среднего показателя по России (6,7 %).

Ежегодно численность населения в нашей стране в среднем снижается на 750 тыс. человек, что является свидетельством низкого здоровья нации.

В последнее десятилетие в нашу страну завозят свыше 40 % импортной пищевой продукции, что ставит государство на грань продовольственной зависимости. Продовольственная безопасность России - важная составная часть национальной и экономической безопасности. В мировой практике принято считать, что надежная продовольственная безопасность обеспечивается при условии 75-80 %-го потребления основных видов отечественной продукции.

Сокращение производства отечественных продуктов питания связано с экономическим кризисом в России , финансовыми трудностями, дефицитом и удорожанием сырья и другими причинами.

Известно, что использование в рационе импортных продуктов вызывает реакцию длительной адаптации организма к новому составу питания, являясь фактором стресса, и, как следствие его, - расстройства здоровья.

В то же время, российский потребитель, одобряя многообразие зарубежных продовольственных товаров, предпочтение отдает отечественным натуральным продуктам. Обеспечение высокого качества отечественных продуктов питания, гарантия их безопасности актуальны как для потребителей, так и для специалистов.

Разработка технологий производства новых безопасных продуктов питания на основе натурального сырья - одно из важнейших направлений развития пищевой промышленности и общественного питания в XXI веке, которое требует немедленного решения.

Важное значение приобретают вопросы рационального выбора сырья. Исследователи лекарственных растений России профессор А. Лазарев и профессор И. Брехман считали, что для восполнения потерь энергетических ресурсов и пластичного материала в процессе жизнедеятельности человека необходимо употребление лекарственных и пищевых растений. Пищевые растения обладают многосторонним действием, а лекарственные являются источником биологически активных веществ.

В нашей стране велико число дикорастущих и культурных растений, различные части которых могут успешно применяться для приготовления продуктов питания. Дополняя пищевой ассортимент, они оказывают положительное действие на функционирование жизненно важных систем организма. Используя в производстве пищевых продуктов нового поколения различные растения, можно улучшать адаптационные и иммунные возможности человека, поэтому исследования в этом направлении должны привлекать внимание ученых и специалистов, работающих в области пищевых технологий.

Также для обеспечения конкурентоспособности продукции пищевой промышленности и общественного питания необходима разработка новых технологий, обеспечивающих рациональную комплексную переработку сырья. Это связано с использованием вторичных материальных ресурсов. Применение новых технологий глубокой переработки сырья позволит создать безопасные отечественные продукты питания высокого качества.

Для производства продуктов здорового питания, наряду с изысканием новых видов сырья, разработкой современных технологий продуктов массового потребления, диетического, детского и лечебно-профилактического питания, необходимо решить ряд задач. К их числу относятся: создание прогрессивных технологий хранения сырья и готовой продукции; контроль за качеством продовольственного сырья и продуктов питания, реконструкция пищеперерабатывающих предприятий и оснащение их новой техникой.

Приоритетным направлением деятельности инженеров-технологов пищевой промышленности и общественного питания должна быть разработка новых технологий и производство продуктов питания на базе отечественного природного сырья.

Проблема разработки и широкого использования функциональных продуктов питания приобрела огромное значение в эпоху развития глобального экологического кризиса. Катастрофическое загрязнение окружающей среды, снижение уровня потребления эссенциальных микроэлементов, витаминов, флавоноидов и других биологически активных веществ в связи с гиподинамией и применением рафинированных продуктов определило снижение антиоксидантной защиты организма человека, повысило риск возникновения и развития различных хронических заболеваний, включая кардиологические и онкологические.

К функциональным продуктам питания относят продукты, обладающие помимо основной функции снабжения организма человека нутриентами, дополнительным положительным действием на здоровье и/или предотвращающие то или другое заболевание. Таким образом, получение функциональных продуктов подразумевает повышение содержания в них физиологически значимых для человека биологически активных соединений и/или снижение нежелательных компонентов (например, тяжелых металлов и нитратов в растительной пище).

Если использовать терминологию ГОСТа Р 52349-2005 , то Функциональный пищевой продукт - это специальный пищевой продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, обладающий научно обоснованными и подтвержденными свойствами, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, предотвращающий дефицит или восполняющий имеющийся в организме человека дефицит питательных веществ, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе функциональных пищевых ингредиентов.

  • К функциональным относят продукты из сырья растительного и животного происхождения, систематическое употребление которых регулирует обмен веществ. Такие продукты должны содержать сбалансированном количестве белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины и другие биологически активные вещества.
  • Функциональные продукты разделяют на натуральные и искусственные. Первые сами по себе содержат значительное количество физиологически-функциональных ингредиентов; вторые — приобрели такие свойства вследствие специальной технологической обработки.
  • К функциональным (обработанным) продуктам принадлежат: обогащенные продукты, к которым добавлены витамины, микроэлементы, пищевые волокна; продукты, из которых изъяты определенные вещества, не рекомендованные по медицинским показателям (микроэлементы, аминокислоты, лактоза и прочие); а также те, в которых удаленные вещества заменены другими компонентами.

Некоторые примеры биологически активных соединений в продуктах питания природного происхождения представлены в табл.1.

1. Примеры биологически активных соединений в функциональных продуктах питания

Растения

Животные

Микроорганизмы

Альфа-глютен

Витамин С

Гамма-токотриенол

Кверцетин

Лютеолин

Целлюлоза

Лютеин

Галловая кислота

Индол-3-карбинол

Пектин, Глутатион

Аллицин, Лимонен

Лигнин, Генестеин

Ликопин

Альфа-токоферол

β-каротин

Капсаицин

Селен, йод, зеаксантин

Докозопентаеновая кислота Сфинголипиды

Холин

Лецитин

Кальций

Коэнзим Q

Селен

Цинк

Креатин

Минералы

Sacchharomyces boulardii (дрожжи)

Bifidobacterium bifidum

B.longum

B.infantis

Lactobacillus acidophilus Streptococcus salvarum

Propionibacterium shermanii

Функциональные особенности пищевых продуктов в значительной мере определяют биологические и фармакологические свойства ингредиентов, которые входят в их состав. Они должны быть обычной пищей, а не в виде таблеток, капсул, порошков, не снижать питательной ценности пищевых продуктов, быть безопасными с точки зрения сбалансированного питания и полезными для здоровья.

2. Примеры продуктов питания с высоким содержанием биологически активных соединений

Продукт с высоким содержанием

Аллилсульфо-соединения

Лук, чеснок

Изофлавононы

Соя и другие бобовые

Кверцетин

Лук, красный виноград, цитрусовые, Брокколи, тыква

Капсаицин

Перец

Эйкозапентаеновая кислота, докозопентаеновая кислота

Рыбий жир

Дикопеин

Томат и продукты из них

Бета-глюкан

Овсяные отруби

Изотиоцианаты

Крестоцветные

Коньюгированная линолевая кислота

Говядина

Резвератрол

Кожура винограда, красное вино

β-каротин

Розмарин

Катехины

Чай, ягоды

Аденозин

Чеснок, лук

Индолы

Капуста белокочанная, брокколи, капуста цветная и брюссельская

Антоцианаты

Красное вино

Лютеин, зеаксантин

Шпинат, яйца, цитрусовые

Мононенасыщенные жирные кислоты

Орехи, оливковое масло

Инулин, фруктоолигосахариды

Цельное зерно, лук, чеснок

Катехины

Чай, какао, яблоки, виноград

Лигнаны

Льняное ceмя, рожь

Lactobacilli, Bifidobacteria

Йогурт и др.

Функциональный продукт, помимо влияния традиционных питательных веществ, которые он содержит, должен:

  • оказывать благотворное влияние на здоровье человека;
  • регулировать определенные процессы в организме;
  • предотвращать развитие определенных заболеваний.

3. Примеры функциональных продуктов питания по механизму действия

Биологическое действие

Биологически активное соединение

Антиканцерогенное

Капсаицин, генестеин, альфа- и гамма- токотиенол, коньюгированная линолевая кислота, сфинголипиды, лимонен, альфа-токоферол, аджоен, куркумин, лютеин, диаллил сульфид

Влияние на липидный

профиль крови

Альфа-глюкан, гамма-токотриенол, мононенасыщенные жирные кислоты, кверцетин, резвератрол, танины, пектин, сапонины, бета-ситостерол

Антиоксидантное

Коньюгированная линолевая кислота, витамин С, полифенолы, токоферолы, токотриенолы, индол-3- карбонол, ликопин, лютеин, катехины, танины

Противовоспалительное

Линолевая кислота, эйкозапентаеновая кислота, докозопентаеновая кислота, гамма-линоленовая кислота, капсаицин, куркумин

Защита суставов

Основное внимание при разработке и создании функциональных продуктов питания уделяется медико-биологическим требованиям к разрабатываемым продуктам и добавкам. Требования, предъявляемые к функциональным продуктам питания, имеют свою специфику. Так, например, диетические продукты питания и продукты питания для детей (общего назначения) отличаются содержанием предельно допустимых значений жира, белка, аминокислотного состава, витаминов, микроорганизмов и т. д.

К основным медико-биологическим требованиям относятся: безвредность - отсутствие прямого вредного влияния, побочного вредного влияния, аллергического действия: потенцированное действие компонентов друг на друга; не превышение допустимых концентраций; органолептические; общегигиенические; технологические.

Здесь, для примера, можно рассмотреть характеристики функциональных биопродутов (кисломолочных, сывороточных и квасных напитков) с использованием компонентов кедрового ореха (пищевых волокон и таннидов) и пробиотических микроорганизмов (бифидо- и пропионовокислых бактерий).

Подробнее см.:

Изучение качественных характеристик биопродуктов функционального питания с использованием вторичного сырья переработки кедрового ореха

Наиболее известными функциональным продуктами питания являются йодированная соль, хлеб с отрубями, яйца с повышенным содержанием микроэлемента селена, соки, обогащенные витамином С, фиточаи и др.

Так как тема функциональных пищевых продуктов весьма обширная, остановимся лишь на небольшом аспекте, который касается обогащения пищевых продуктов дефицитным в России селеном.

За рубежом и в России разрабатываются пути получения овощной продукции, обогащенной селеном: чеснока, капусты брокколи, брюссельской капусты, мяты, паприки. Дело в том, что при обогащении селеном некоторых растений в последних образуются специфические селеносодержащие антиканцерогенные соединения. Так частота заболевания раком молочной железы в провинциях Китая, где традиционно население потребляет очень много чеснока, ниже на 40%, чем в других провинциях, а при внесении соединений селена в почву высокое потребление выращенного таким образом чеснока снижало число случаев рака молочной железы на 60%. Установлено, что порошок обогащенной селеном паприки замедляет рост перевитой опухоли Эрлиха у мышей и значительно превосходит обычный порошок перца по антиоксидантной активности (рис.1).

Рис.1. Антиоксидантная активность порошка перца сладкого без и с обогащением селеном

Селен представляет собой природный антиоксидант, предохраняющий организм человека от кардиологических и онкологических заболеваний, способствующий выведению тяжелых металлов из организма, укрепляющий иммунитет и репродуктивную функцию. Почвы с низким содержанием микроэлемента широко распространены во всем мире, что определяет актуальность повышения уровня селена в продуктах питания. Наибольшие успехи в этом направлении получены в Финляндии, где повсеместное внесение селената натрия вудобрения с 1985 года наряду с осуществлением ряда других государственным программ, направленных на улучшение здоровья населения (борьба с курением, снижение потребления жиров, увеличение потребления овощей и фруктов и т.д.) привело к значительному снижению смертности от онкологических и кардиологических заболеваний. Если в конце семидесятых годов среди европейских стран Финляндия стояла на первом месте по смертности от онкологических и кардиологических заболеваний, то к началу 21 века страна прочно заняла последнее место по этим показателям.

4. Примеры аккумуляторов и гипераккумуляторов селена, используемых в пище (норма потребления микроэлемента составляет 50-200 мкг/сутки)

Растение

Концентрация селена, мг/кг

Аккумуляторы

Пшеница

0,1-15

Бразильский орех

2-35

Грибы

0,1-20

Капуста брюссельская

0,03-7,0

Гипераккумуляторы

Чеснок

Более 1200

Менее 300

Брокколи

1000

Лук порей

Более 500

В таблице 5 приведены некоторые данные антиканцерогенного действия овощей, обогащенных селеном.

5. Некоторые примеры антиканцерогенного действия овощей, обогащенных селеном

Наименование

Биологическое действие

Брокколи

Защита от рака молочной железы и прямой кишки, увеличение активности проапоптических генов у мышей

Чеснок

Защита от рака молочной железы

Паприка (тонкостенные сорта сладкого перца)

Подавление роста трансплантированной опухоли Эрлиха у мышей

Соя

При разработке функциональных продуктов питания необходимо соблюдать следующие принципы :

а) для обогащения продуктов питания в первую очередь используются те ингредиенты, дефицит которых реально имеет место, широко распространен и опасен для здоровья ; для России это витамины С, группы В, минеральные вещества, такие как йод, железо и кальций;

б) выбор конкретного функционального ингредиента осуществляется с учетом его совместимости с компонентами пищевого продукта , предназначенного для обогащения, а также совместимости его с другими функциональными ингредиентами ;

в) добавлять функциональные ингредиенты следует прежде всегов продукты массового потребления , доступные для всех групп детского и взрослого питания и регулярно используемые в повседневном питании, с учетом рецептурного состава и агрегатного состояния пищевых систем, предназначенных для обогащения;

г) введение функционального компонента в пищевые продукты не должно ухудшать потребительские свойства продукта, а именно:

Уменьшать содержание и усвояемость других пищевых веществ;

Существенно изменять вкус, аромат и свежесть продуктов;

Сокращать сроки хранения продукта;

д) должно быть обеспечено сохранение нативных свойств, включая биологическую активность, добавок в процессе кулинарной обработки и хранения продукта;

е) в результате введения в рецептуру добавок должно быть достигнуто улучшение потребительского качества продукции.

В целом критерии выбора обогащаемых продуктов представлены на рис. 4.

Для того чтобы признать вновь разработанные продукты функциональными, необходимо доказать их полезность, то есть выполнить медико-биологическую оценку, цель которой:

Подтвердить физиологическую ценность продукта как продукта функционального питания;

Идентифицировать вводимые добавки с определенной биологической активностью, то есть определить химическую природу, содержание и т.д.;

Произвести медико-биологическую оценку кулинарных продуктов для функционального питания, в частности на безвредность, то есть отсутствие прямого или побочного вредного влияния, аллергического действия.

Помимо медико-биологических требований, обязательным условием создания функциональных продуктов питания является разработка рекомендаций к их применению и в отдельных случаях клиническая апробация.

Различают два основных приема превращения пищевого продукта в функциональный:

1. Обогащение продуктов нутриентами в процессе его производства

2. Прижизненная модификация сырья.

Обогащение продукта нутриентами в процессе его производства

Этот прием является наиболее распространенным и основывается на модификации традиционных продуктов. Он позволяет повысить содержание полезных ингредиентов в продукте до физиологически значимого уровня, равного 10-50 % от средней суточной потребности.

Выбор продукта

Потребление

Переработка

Маркетинг

Массовость

потребления

Централизованное

производство продукта

Упаковка продукта, обеспечивающая

сохранность

функционального ингредиента

Регулярность

потребления

Простота технологии

обогащения

Высокая стабильность

и биодоступность добавляемого функционального ингредиента

Этикетирование продукта в соответствии с требованиями стандарта

Количество потребляемого продукта

Равномерное распределение добавки по массе продукта

Скорость торгового оборота

функционального продукта

Отсутствие влияния социально-экономического

статуса потребителя

Стабильность функционального ингредиента в процессе хранения

Рис. 4. Основные критерии выбора обогащаемого продукта

В зависимости от количества вносимого функционального ингредиента в обогащаемые продукты возможно:

Во-первых, восстановление функционального ингредиента частично и полностью потерянного в процессе технологической обработки до исходного содержания;

При этом продукт может быть отнесен к группе функциональных, если восстановленный уровень функционального ингредиента обеспечивает не менее 15 % его средней суточной потребности.

Во-вторых, обогащение , то есть введение в состав продукта функционального ингредиента в количестве, превышающем обычный уровень его содержания в исходном сырье. Основные технологические приемы введения функциональных ингредиентов в продукты питания представлены на рис. 5.