Фізико-хімічний стан пектинових речовин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет харчових технологій

Кафедра оздоровчих продуктів

Курсова робота

Фізико-хімічний стан пектинових речовин

Виконала:

Студентка гр. ОП-ІІІ-1

Лебідь Н.М.

Перевірила:

Харітон Т.Я.

Київ-2011

Зміст

Вступ

1. Розділ 1

1.1 Стан на перспективи формування і розвитку індустрії оздоровчого харчування в Україні

2. Розділ 2

2.1 Аналіз сучасного стану виробництва пектинових речовин

2.2 Хімічний склад, цінність пектинових речовин

2.3 Фізико-хімічні властивості пектину

2.4 Виробництво фруктових йогуртів з використанням пектинових речовин

2.5 Біологічна цінність пектинових речовин, лікувально-профілактичні продукти на основі пектинових речовин

2.6 Використання пектинових речовин у спеціальних лікувальних препаратах

Висновок

Література

Вступ

пектиновий речовина фруктовий йогурт

У раціоні харчування населення, враховуючи складні екологічні обставини в Україні, мало продуктів та біологічно активних добавок радіопротекторної, імуностимулюючої та загальнозміцнюючої дії.

Водночас, з рослинної сировини, що вирощується в Україні, при відповідних технологіях можливо отримати всі необхідні біокомпоненти для нормального функціонування організму, оздоровлення та профілактики захворювань людей.

Тому проблеми відродження вітчизняної промисловості харчових продуктів оздоровчого і профілактичного призначення (до яких і відноситься пектин і пектинопродукти), впровадження мало- та безвідходних технологій перероблення рослинних матеріалів, залучення до сфери виробництва нетрадиційної сировини, створення нових видів функціональних продуктів харчування набирають особливої актуальності і є справою першочергової державної ваги. Важко переоцінити роль лікувальних та профілактичних властивостей пектину як природного детоксиканту в умовах екологічної ситуації, що склалася на Україні. Тому надзвичайно важливо поширювати застосування пектинів у виробництві продуктів харчування.

Розвиток вітчизняного виробництва пектинів за традиційною технологією стримується, що пов'язано із застосуванням агресивних робочих середовищ, великою витратою хімічних реагентів, високою забрудненістю продукту, значною матеріале- та енергоємністю технологічних процесів. Використання електромембранної технології підготовки водних середовищ у виробництві пектину і пектинопродуктів дає ряд значних переваг: дозволяє відмовитися від застосування хімічних реагентів, покращити якість цільових продуктів, підвищити екологічність процесу та організувати на високому рівні виробництво продуктів оздоровчого і профілактичного призначення. [12]

Пектин - один із найпоширеніших полісахаридів, який міститься в достатній кількості в рослинній сировині (плоди, ягоди, овочі, коренеплоди, яблучні, винограді та цитрусові вичавки). В наш час рівень техніки і технології пектину настільки удосконалений, рентабельний і доступний, що його можна виробляти на кожному консервному і цукровому заводах, підприємствах виноробної та молочної промисловості. [11]

Пектини - самі незамінні харчові стабілізатори, найбільш широко застосовуються практично у всіх галузях харчової промисловості. Вони являють собою очищений вуглеводень, який отримують шляхом екстракції цитрусового або яблучного жому. Пектини використовуються як гелеутворювачі, стабілізатори, згущувачі, вологоутримуючі агента, освітлювачі, а також речовини, що полегшують фільтрування. Застосовують пектин і як засіб для капсулювання.

У європейській системі кодифікації харчових добавок пектину присвоєно код Е440. Спеціальних обмежень на застосування пектинів не існує.

Головна функціональна особливість пектину як студнеутворювача - здатність формувати гелі у водних розчинах тільки в присутності певної кількості цукру і кислоти або іонів кальцію. Однак найважливішою функціональною відмінністю пектину від інших полісахаридів є його нейтральність. При вживанні з їжею він не створює в організмі енергетичного запасу. Але набагато цінніші його властивості були виявлені вченими в останні десятиліття. З'ясувалося, що пектин здатний, утворюючи комплекси, виводити з організму людини важкі метали (свинець, ртуть, цинк, кобальт, молібден тощо) і довгоживучі (з періодом напіврозпаду в кілька десятків років) ізотопи цезію, стронцію, ітрію і т.д . Крім того пектин може сорбувати і виводити з організму токсини біогенні, анаболіки, ксенобіотики, продукти метаболізму і біологічно шкідливі речовини, здатні накопичуватися в організмі: холестерин, жовчні кислоти, сечовину, продукти штучних клітин.

Втім, пектини застосовуються далеко не тільки в кондитерському виробництві (цукерок, фруктових начинок, кондитерських желейних і пастильних виробів). Дуже широко пектин застосовується і при виробництві молочних продуктів, десертів, морозива, комбінованого масла, майонезу, кетчупу. Величезна різноманітність продуктів харчової промисловості створює практично необмежені можливості для використання цінних властивостей пектину.

Ще однією найважливішою областю, в якій використовується пектин, є фармацевтика, адже як розчинні харчові волокна, пектин благотворно впливає на стан здоров'я людини. Як правило, фармацевти застосовують високоетерифіковані яблучні і яблучно-цитрусові пектини. Чималий інтерес пектини представляють і для косметології.

За структуростворюючими характеристиками пектини прийнято ділити на високоетерифіковані і нізкоетерифіковані. Перша група надає більш широкі можливості регулювання желеутворювання, зате пектини другої групи здатні желювати без застосування кислоти. Виходячи з цих якостей і приймаються рішення щодо застосування пектинів тієї або іншої групи. Низькоетерифіковані пектини застосовують при виробництві продуктів з нейтральним смаком (наприклад, з ароматизаторами м'яти, кориці, рому). [8]

Розділ 1

1.1 Стан та перспективи формування і розвитку індустрії оздоровчого харчування в Україні

Проблему майбутнього України, української нації слід розглядати насамперед з позиції визначення основних пріоритетів. Майбутнє України має оцінюватись не лише за рівнем розвитку економіки країни, а передусім за станом здоров'я кожного громадянина й нації в цілому, оскільки здоров'я - основна життєва цінність кожної людини, найважливіший емоційний, соціальний, економічний чинник, значення якого в нинішніх умовах науково-технічної революції й несприятливого в екологічному плані довкілля постійно збільшується.

Питання збереження здоров'я українців постало не випадково. За останнє десятиліття стан здоров'я населення України настільки погіршився, що проблема, без перебільшення, виросла до загрози національній безпеці. Загальну демографічну та екологічну ситуації в Україні фахівці оцінюють як кризові. Варто зазначити, що смертність зараз майже на 8% перевищує народжуваність. І тому, за останньою інформацією Держкомітету статистики, чисельність населення України за 2007 рік скоротилася на 341,6 тис. чоловік, причому міського - на 137,1 тис, а сільського - на 204,5 тис. За станом на 1 січня цього року, нас залишилося 46,28 млн.

Тому необхідно провести узагальнений аналіз впливу основних несприятливих екзо- та ендогенних чинників на стан здоров'я людини; з'ясування ролі оздоровчого харчування у нормалізації всіх функцій, органів, систем живого організму; визначення й обґрунтування об'єктивних передумов і реальних заходів щодо створення в Україні індустрії здорового харчування.

Зростання темпів виробництва і життя, особливості харчування, екологічно несприятливе довкілля породили у XX ст. серйозну проблему, яку називають "хворобами цивілізації". Стали хронічними нервово-емоційні перевантаження. Особливої шкоди здоров'ю завдало змінення структури харчування. Воно стало нераціональним, включає багато рафінованих і крохмалистих продуктів, штучних компонентів, тваринних жирів, білого хліба, цукру, очищених зернових, що спричинює в організмі дефіцит вітамінів, мінералів, поліненасичениж жирів, руйнує кишкову мікрофлору. Все це призводить до виснаження адаптаційних та компенсаторних механізмів, до виникнення професійних захворювань і передчасного старіння.

Дефіцит у харчуванні ряду біологічно активних компонентів призводить також до порушення психіки, пам'яті тощо. Наприклад, хімічним регулятором нервових імпульсів центральної нервової системи є серотонін, що синтезується з амінокислот (зокрема, з триптофану), які надходять в організм лише з їжею. А нормальне функціонування мозку можливе лише при достатньому надходженні по кровоносних судинах кисню, глюкози, мікроелементів, амінокислот, вітамінів, ненасичених жирних кислот.

Стрімкий промисловий розвиток господарства порушує недоторканість природи, ламає екологічну рівновагу, поступово замінюючи природні умови життя штучними, до яких організм людини не встигає адаптуватися. В сучасних умовах кліматичних змін внаслідок розігрівання атмосфери планети (парниковий ефект) температура земної поверхні щорічно підвищується на 1,0... 1,5 °С, температурні перепади й зміни водообігу в атмосфері досягають критичних значень. Зміни довкілля неминуче призводять до генетичних мутацій на клітинному рівні в усьому живому світі. Людству загалом та кожній людині зокрема загрожують тотальні процеси генетичних змінень в організмі і, як наслідок, - постійні хвороби. І це не залежатиме ні від віку, ні від статі, ні від нації, ні від місця проживання, ні від матеріальних благ.

Надзвичайно несприятливо позначається на здоров'ї людини забруднення повітряного й водного басейнів різноманітними хімічними сполуками, які, потрапляючи й накопичуючись в органах і тканинах живого організму, спричинюють патологічні процеси. Імунна система людини - система захисту від несприятливого впливу довкілля - не може нормально функціонувати без певних харчових сполук - антиоксидантів, які дають змогу організмові боротись проти утворення в ньому надмірної кількості вільних радикалів. Під впливом інфекцій, інтоксикацій, радіації і навіть звичайної застуди вони стають шкідливими та агресивними. Про небезпеку надлишку вільних радикалів зараз пишуть і говорять досить часто. Вільні радикали - це активні атоми, які втратили певну кількість електронів. Вони дуже нестабільні й легко вступають у хімічні реакції. Уже існує вільнорадикальна теорія старіння; доведено залежність онкологічних процесів від наявності вільних радикалів тощо.

Кількість вільних радикалів під впливом несприятливих умов довкілля зростає в геометричній прогресії. Вони активно вступають у взаємодію з білками, ліпідами, молекулами ДНК, ушкоджуючи їхню структуру, а потім знищують їх або перетворюють на собі подібних. Процес проходить як ланцюгова реакція, в ході якої за частку секунди руйнуються мільйони молекул, згубно впливаючи на весь організм людини. Зважаючи на ситуацію, що склалася, проблемі охорони навколишнього середовища присвячено велику кількість наукових праць, все тривожніше звучать голоси на його захист. Однак використання запропонованих рекомендацій у місцевих масштабах уже недостатньо - потрібно говорити про глобальну екологію, покликану врятувати людство. І недаремно останнім часом з'явилися нові поняття - "екологічне мислення", "екологічна поведінка", "екологічна політика", "екологічно чисте харчування" тощо.

Усі ці питання стали поштовхом до проведення в 1992 році у Ріо-де-Жанейро конференції ООН з проблем охорони навколишнього середовища й розроблення стратегії стійкого розвитку людства, матеріали якої, на жаль, в Україні практично не коментувалися. Відомо лише, що питання захисту навколишнього середовища розглядалося у нерозривній єдності з економічним і соціальним розвитком. І, безумовно, пріоритетною у вирішенні всіх цих завдань с проблема здоров'я людини, від якого залежать і захист довкілля, економічний і соціальний розвиток, співробітництво усіх країн та й, власне, майбутнє усієї планети.

Реальним вирішенням цієї проблеми експерти ВООЗ вважають оздоровлення населення планети за допомогою комплексу заходів зі зміцнення імунітету організму.

Відомо, що проблема здоров'я вирішується двома шляхами. Перший шлях - досягнення й підтримання його на належному рівні; другий - лікування хвороб. Обидва шляхи тісно пов'язані між собою. Однак стратегія й тактика успішного досягнення мети кожним з цих шляхів вимагають двох різних наукових підходів і двох різних систем практичного рішення.

Залишимо другий шлях офіційній медицині - галузі наукової й практичної діяльності, основним завданням якої є вивчення процесів, що відбуваються в організмі здорової і хворої людини з метою збереження та зміцнення її здоров'я, розроблення методів діагностики, запобігання та лікування хвороб.

Для практичної реалізації першого шляху, для здійснення програми соціально-економічних перетворень в Україні треба забезпечити населення високоякісними, доступними для всіх груп населення харчовими продуктами, що не тільки відтворюють енергетичні витрати організму, а й позитивно впливають на нормалізацію його життєдіяльності. Саме таке харчування в сучасних умовах є запорукою відновлення й підтримання на належному рівні здоров'я кожної людини і гарантом збереження генофонду нації.

Біологічно активні речовини, що містяться у харчовій і лікарській сировині та отриманих із них продуктах, здатні протистояти руйнівній дії вільних радикалів, відновлювати порушені функції організму, запобігати онкологічним та серцево-судинним захворюванням, сповільнювати процес старіння і подовжувати активне довголіття. Такі харчові продукти називаються профілактичними, здоровими, функціональними, а самі терміни "здорове харчування", "функціональне харчування" з'явилися зовсім недавно і символізують започаткування нового напряму в науці та практиці харчових технологій - системи оздоровчого та профілактичного харчування.

Результати реалізації функціональних (оздоровчих) продуктів і моніторингу стану здоров'я споживачів дали змогу обґрунтувати необхідність введення їх до щоденного раціону кожної людини. Більше того, основні соціальні й медичні аспекти цієї проблеми виявилися настільки важливими для охорони здоров'я суспільства, забезпечення активного творчого довголіття, що комітети експертів різних країн і Всесвітньої організації охорони здоров'я висловилися за внесення важливих змін до раціону з метою запобігти багатьом хворобам, викликаним неправильним харчуванням.

Вживання оздоровчих продуктів гарантує усунення недостатності харчування, поповнення всіх клітин потрібними компонентами, а також ослаблення впливів токсичних елементів, які є в продукті або утворюються в самому організмі в процесі його життєдіяльності.

Щоб змінювати структуру харчування і створювати оздоровчі продукти, треба розробляти нові харчові технології - технології виробництва харчових

продуктів оздоровчого і профілактичного призначення.

На відміну від інших галузей виробництва, лише продукція перероблення сільськогосподарської сировини безпосередньо й дуже істотно впливає на внутрішнє середовище людини.

На Міжнародній конференції з питань харчування, організованій ВООЗ і продовольчою комісією ООН (ФАО) у грудні 1992 р., представники 159 країн, включаючи Україну, одноголосно прийняли "Всесвітню декларацію і Програму дій в галузі харчування". Стаття 19 цієї Декларації звучить так:

"Ми зобов'язуємось докласти всіх зусиль, щоб ліквідувати до кінця нинішнього століття:

· недостатність йоду та вітаміну А в харчових продуктах;

· недостатність харчування, особливо серед дітей, жінок та людей похилого віку;

· недостатність в організмі важливих мікроелементів, включаючи залізо".

Крім цього, за головне завдання також поставлено зменшення кількості інфекційних та неінфекційних хвороб, пов'язаних з раціоном харчування.

На виконання положень цієї Декларації в більшості країн світу, зокрема європейських, уже сформульовані й реалізуються на державному рівні національні програми здорового харчування населення "Здоров'я для всіх". В результаті цього вдалося знизити рівень захворюваності та смертності від серцево-судинних хвороб на 30-50%,і більш ніж наполовину цей регрес захворюваності визначається здоровим харчуванням.

Підписавши "Всесвітню декларацію", Уряд України зобов'язався до 1994 р. розробити національний план дій у галузі здорового харчування й до 2000 р. виконати його. Однак такого плану немає й досі. Більше того, немає Концепції державної політики в галузі здорового харчування, яка, наприклад, у Росії реалізується з 1995 р.

Тому на сьогодні пріоритетною проблемою для нашої держави та її харчової промисловості є створення принципово нових технологій глибокого комплексного перероблення сільськогосподарської сировини на продукти високої якості, що забезпечують профілактику аліментарно-залежних станів і захворювань, сприяють усуненню дефіциту вітамінів, мікро- і макроелементів, інших есенціальних речовин.

На сучасному етапі розвитку господарчих механізмів переваги кожної нової технології можна визначити, лише розглядаючи її як товар. У зв'язку з цим організація виробництва оздоровчої харчової продукції нових видів є перспективним напрямом підвищення ефективності економіки України.

Об'єктивними передумовами створення вітчизняної індустрії здорового харчування можна вважати такі:

· значні природні ресурси на території України й сировину, що потенційно придатна для перероблення на оздоровчі продукти;

· структуру харчової промисловості яка дає можливість організувати виробництво оздоровчих продуктів на підприємствах різного

масштабу (великих, орендних, малих, приватних тощо);

· підвищений прогнозований попит на оздоровчі продукти, пов'язаний з несприятливими екологічними чинниками, внаслідок чого організм людини потребує продуктів, які поряд з відтворенням енергетичних витрат насичують його життєво необхідними біокомпонентами: мікро- і макроелементами, вітамінами, азотистими сполуками, органічними кислотами тощо;

· досить широкі експортні можливості такої продукції, оскільки, по-перше, на світовому ринку від закордонних аналогів її буде відрізняти значно нижча ціна; по-друге, існують практично не використані ринкові сектори споживання цих харчових продуктів (у вигляді добавок до різних страв, при виробництві функціональних продуктів, інгредієнтів тощо);

· можливість розширення вертикальної й горизонтальної структур виробництва: оздоровчі продукти можна випускати в спеціальних цехах на підприємствах харчової промисловості або організувати дрібносерійне виробництво їх;

· промислову політику, яка на макрорівні пов'язана з розширенням виробництва товарів з поліпшеними споживчими якостями, здатних конкурувати на міжнародному ринку зі своїми іноземними аналогами. Промислова політика на мезорівні має бути спрямована на збільшення обсягів виробництва продукції нетрадиційних для харчової промисловості видів з метою посилення її позиції в конкурентній боротьбі й виборі вдалої стратегії конкурентного розвитку. Отже, промислова політика на макро- і мезорівнях економіки України цілком сприятлива для організації виробництва оздоровчих продуктів з природної сировини різних видів.

Як показує світовий досвід компанії "Ф. Хоффман-Ля Рош", витрати на збагачення продуктів масового споживання мікронутрієнтами з метою надання їм оздоровчих властивостей помірні. Наприклад, вітамінні субстанції та вітамінні премікси в промислових масштабах цілком доступні за ціною і, як правило, спричинюють подорожчання хлібобулочних виробів не більше ніж на 1 %, а молочних продуктів - від 4 до 10 %.

Становлення і розвиток індустрії оздоровчого харчування передбачає розроблення харчових продуктів принципово нового покоління. Щоб вирішити цю проблему, потрібно:

· по-перше, підготувати висококваліфіковані кадри, здатні об'єднати сучасні технологічні процеси з фізіологією і фармакологією харчування для конструювання нових продуктів в високою функціональною активністю;

· по-друге, створити вітчизняну індустрію оздоровчого харчування, докорінно реконструювавши підприємства харчової промисловості й оснастивши їх потрібною технікою;

· по-третє, розробити і впровадити економічно вигідні технології виробництва продуктів як масового споживання" так і спеціального призначення.

Уже найближчим часом на підприємствах харчової та переробної промисловості можна налагодити виробництво традиційних харчових продуктів, збагачених ессенціальними мікронутрієнтами, що надають їм функціональних властивостей. Це хліб, хлібобулочні, борошняні кондитерські вироби з добавками вітамінів групи В, А, Е, кальцію, валіза, йоду, селену тощо; молоко й молочні продукти з полівітамінними комплексами, молочнокислими бактеріями, лактобактеріями; асортимент низькокалорійних олієжирових продуктів з функціональними інгредієнтами; безалкогольні напої з екстрактами лікарських рослин.

З часом, коли на державному рівні в Україні буде прийнято й реалізовано Концепцію державної політики в галузі оздоровчого харчування, і створено індустрію здорового харчування, коли набуде культура харчування населення й кожний зрозуміє, що несе індивідуальну відповідальність за власне здоров'я, спектр виробництва та споживання та споживання оздоровчих продуктів постійно розширюватиметься, досягаючи рівня передових країн світу.

Пріоритетні напрями у створенні в Україні індустрії здорового харчування

Розвиток харчової індустрії та технології вніс свою частку у Я з харчових продуктів найважливіших поживних та біологічно активних речовин (регуляторних).

Свідоме і масштабне рафінування сировини та напівпродуктів загрожує несприятливими для здоров'я населення наслідками, оскільки при цьому з готових продуктів видаляється або руйнується більшість цінних мікронутрієнтів. На помилковість такої позиції вказував ще в 60-70-х роках минулого століття академік А.М.Уголєв (1992).

У всіх людей є всього три можливості зробити повноцінним своє харчування. По-перше, використовувати фруктово-овочевий ринок. Для багатьох, щоправда, він занадто дорогий. До того ж сьогодні фахівці стверджують, що навіть порівняно заможна людина, що проживає в сучасному екологічно неблагополучному місті, усе одно не може обійтися самими лише овочами та фруктами - їй довелося б споживати їх фактично цілодобово.

Забруднене середовище і нервові перевантаження істотно збільшують потребу у вітамінах. Не випадково населення США лідирує Р у споживанні вітамінно-мінеральних комплексів. Необхідно також ураховувати, що збагачення продуктів - це фактичне повернення їм цінних елементів, що неминуче втрачаються при переробленні, транспортуванні, зберіганні.

По-друге - аптека з її нинішнім широким спектром різних вітамінно-мінеральних комплексів. Але для більшості людей вони не по кишені.

Залишається третій шлях - збагачення харчових продуктів масового споживання (хлібобулочні, макаронні, кондитерські і молочні вироби, соки, напої, ковбаси). У десятках країн світу цей шлях уже зарекомендував себе як найбільш економічний, вигідний і реальний як для багатих, так і бідних країн.

Адже самі собою мікронутрієнти при масовому виробництві досить дешеві, а дорогими для населення вони стають тільки після таблетування, упакування, доставки. (З тієї самої причини чиста вода з гімалайських льодовиків безкоштовна в підніжжі гір, у Києві ж вона продається за дуже великими цінами).

Ще один важливий момент: у більшості країн рішення проблеми мікронутрієнтної нестачі шляхом збагачення традиційних харчових продуктів регулюється відповідними законами, національними програмами. Скажімо, у США і Канаді з 50-х років минулого століття закон зобов'язує збагачувати все борошно; в Австралії, Великобританії, Швеції - маргарин; а в таких різних за рівнем розвитку країнах, як Болівія і Данія, Коста-Рика і Швейцарія, Японія і Нігерія, діють спеціальні державні програми зі збагачення хлібобулочних виробів.

В Україні, що посідає одне із останніх місць у світі зі споживання вітамінів і мікроелементів і відтак одне із останніх місць - за середньою тривалістю життя, до аналогічних законів і програм справа так і не дійшла.

Хоча відсутність законів заважає не тільки вирішенню найгострішої соціальної проблеми, а й нормальному розвиткові виробництва, бізнесові. Разом з тим, у будь-якому проекті в харчовій галузі завжди є етична сторона. З огляду на загрозливу ситуацію з дефіцитом вітамінів і мікроелементів у раціоні наших співгромадян вона тим більше вагома.

Етична проблема стоїть сьогодні перед харчовою галуззю й у ширшому плані. Харчові добавки є найбільш масовими ксенобіотиками. Але вимоги до їхньої безпеки, на жаль, незрівнянно нижчі, ніж до ліків. Сучасним технологам, до того ж, доступний найширший арсенал синтетичних харчових добавок, і їхня відносна дешевизна часто є вирішальним аргументом для надання переваги перед натуральними природними біодобавками.

XX століття принесло фантастичні зміни в індустрію харчових продуктів. З дрібних напівкустарних виробництв із традиційною технологією, що створювалася століттями емпіричним шляхом, вона перетворилася в могутню наукомістку галузь промисловості, що складається з найсучасніших промислових підприємств і наукових центрів. В основі виробництва харчових продуктів лежать науково обґрунтовані технології, найвища механізація, автоматизація і комп'ютеризація виробництва, створюється нове покоління харчових продуктів.

Досягнення медицини дозволили правильно оцінити роль харчування в здоров'ї людини, функції окремих макро- і мжронутрієнтів, сформулювати вимоги до складу, якості і безпеки харчових продуктів. Дослідження вчених і досягнення працівників виробництва дозволяють уже сьогодні визначити основні шляхи технічного прогресу в харчових і переробних галузях АПК.

Сьогодні ясно, що ключова роль у розвитку індустрії харчових продуктів належить науці й висококваліфікованим фахівцям.

Серед наукових проблем необхідно відзначити передусім роботи з вивчення складу, хімічних і біохімічних перетворень як основних нутрієнтів, так і мікронутрієнтів; шкідливих і чужорідних речовин на всіх етапах технологічного потоку, і в першу чергу гідролітичних, окисних процесів і різноманітних форм взаємодії компонентів між собою (ліпідно-білкова, ліпідно-вуглеводна, білково-вуглеводна, білково-білкова тощо); ролі цих процесів у створенні сучасних продуктів, їхнього впливу на якість, безпеку. Отримані знання дозволять створити наукові основи конструювання їжі заданих складу і властивостей і розробити технології одержання нового покоління харчових

продуктів, що відповідають вимогам науки про здорове харчування (функціональних харчових продуктів, продуктів для дитячого харчування, лікувального харчування, харчування для окремих груп населення тощо).

Змінюються вимоги до сировини й сама сировина. Безумовно, одним із найважливіших питань є з'ясування можливості використання в якості сировини трансгенних рослин і тварин. Тут існує цілий комплекс проблем: безпека технології перероблення, нові технологічні можливості та їхнє апаратурне вирішення, нові види продуктів. Особливу увагу в XXI ст. приділяють розробленню й застосуванню харчових та біологічно активних добавок до їжі.

Можливо, формули їжі XXI століття, запропоновані Інститутом харчування Російської академії медичних наук, у яких обов'язковим компонентом е біологічно активні добавки до їжі (БАД до їжі), стануть реальністю.

Особливу увагу схід приділити екології виробництва, створенню замкнутих циклів цілком безвідхідного виробництва. Необхідність одержання нових продуктів, розроблення навага технологій викликають потребу у створенні нового покоління устаткування. Очевидно, це мають бути поточні, цілком автоматизовані і комп'ютеризовані лінії.

Важливим також є вирішення проблеми фасування, упаковування та транспортування харчової продукції. Наша їжа і нині повинна зберегти свою привабливість, властивий їй смак, аромат, національні традиції. І цілком відповідати рекомендаціям медиків, тобто залежати від способу життя, виду діяльності, віку, звичок тощо.

Усі ці питання можуть бути вирішені тільки за наявності сучасної й ефективної системи підготовки фахівців різного рівня.

Для створення оздоровчих харчових продуктів сучасні фахівці мають великий запас необхідних знань і теоретичних, і практичних.

Біологічна цінність їжі визначається вмістом у ній необхідних організму незамінних харчових речовин - білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних солей. Для нормальної життєдіяльності людини потрібно не тільки постачання її адекватною (відповідно до потреб організму) кількістю енергії і харчових речовин, але і дотримання певних співвідношень між численними чинниками харчування, кожному з яких належить специфічна роль в обміні речовин. Як відомо, харчування, що характеризується оптимальним співвідношенням харчових речовин, називається збалансованим.

При виробництві нових харчових продуктів слід виходити із положення, що їхніми джерелами є продукти тваринного і рослинного походження, які умовно поділяють на кілька основних груп. Перша група включає молоко та молочні продукти (сир кисломолочний, сири тверді, кефір, йогурт, ацидофілін, вершки тощо); друга - м'ясо, птицю, яйця і виготовлені з них продукти; третя - хлібобулочні, макаронні і кондитерські вироби, крупи, цукор, картоплю; четверта - жири; п'ята - овочі, фрукти, ягоди; шоста - прянощі, чай, кава і какао.

У природі немає ідеальних харчових продуктів, що містили б комплекс усіх харчових речовин, необхідних людині (виняток - материнське молоко). При різноманітному харчуванні, тобто змішаною їжею, що складається з продуктів тваринного і рослинного походження, в організм людини зазвичай надходить

цілком достатньо поживних речовин. Розмаїтість харчових продуктів у раціоні позитивно впливає па його харчову цінність, оскільки різні продукти доповнюють один одного певними компонентами. Крім того, різноманітне харчування сприяє кращому засвоєнню їжі.

Останнім часом у багатьох державах, зокрема в Україні, істотно погіршилася структура харчування населення. Так, порівняно з 1989 р. зменшилося споживання всіх основних груп продуктів, найбільш цінних у біологічному відношенні: м'яса і м'ясних продуктів, риби та морепродуктів, молока і молочних продуктів - у середньому на 25...28%, а рослинної олії, фруктів і ягід - ще більше. Результатом зазначених змін у харчуванні українців стає нестача в організмі життєво необхідних біологічно активних харчових речовин. Так, у 90% обстежуваних виявляється дефіцит вітаміну С, у 30...40 % - недостатність вітамінів групи В, ?-каротину, вітаміну Е. При цьому більшість населення одержує з їжею недостатню кількість кальцію, заліза, селену, йоду, фтору, клітковини та інших біорегуляторів процесів життєдіяльності.

Глобальне забруднення поверхневих вод і суходолу (в тому числі радіоактивне) призводить до забруднення харчових продуктів токсичними елементами, пестицидами, антибіотиками, радіонуклідами, що викликають ослаблення захисних сил організму й у першу чергу знижують антитоксичну функцію печінки, легень, нирок, шкіри тощо. Усі ці чинники фактичного харчування населення, а також сучасні досягнення науки про харчування, особливий розвиток біохімії і фізіології харчування, фармаконутріціологїї, розшифрування патогенетичних механізмів розвитку хвороб, вимагають перегляду й удосконалювання лікувального і профілактичного харчування і створення в Україні індустрії здорового харчування за прикладом передових країв близького та далекого зарубіжжя.

Ця проблема настільки важлива і серйозна, що має вирішуватись на державному рівні і стати пріоритетним завданням уряду України. Виконання цього завдання має забезпечити:

- виробництво в необхідних обсягах продовольчої сировини і харчових продуктів оздоровчого та профілактичного призначення,

- доступність оздоровчих продуктів для всіх верств населення;

- високу якість і безпеку харчових продуктів;

- навчання населення принципам раціонального, здорового харчування;

- постійний контроль за станом харчування населення.

Аналіз структури харчування населення й оцінка ризику для здоров'я виявлених порушень харчового статусу стають можливими завдяки розробленню і широкому впровадженню в практику нових медичних та харчових технологій:

1) визначення потреб людини в харчових речовинах і енергії, пов'язана як із пошуком нових життєво важливих мінорних компонентів їжі, так і з уточненням меж потреб з урахуванням необхідності адаптації до підвищених хімічних, екологічних, емоційних та інших видів навантажень;

2) багаторівнева оцінка структури харчування і харчового статусу різних груп населення (така технологія дозволяє одержати об'єктивну картину). Не менш важливим є й те, що зазначені технології дозволяють оцінити ефективність профілактичних заходів.

Безумовно, у центрі уваги науки про харчування, а також практичної її реалізації є проблема оцінки і забезпечення якості і безпеки харчових продуктів. її роль особливо зростає при виробництві та споживанні оздоровчої продукції.

За останні роки у характеристиці якості (зокрема харчової цінності продуктів) дуже гостро постала нова і специфічна для України проблема - ідентифікація фальсифікованих продуктів і напоїв. Найчастіше фальсифікуються дорогі плодоовочеві соки, олії, вироби із шоколаду, мед і, звичайно ж, різноманітні алкогольні напої. Розроблення нових критеріїв і методів аналізу високим ступенем імовірності і надійності визначати Митний склад хімічно складних сумішей та визначати.

Наступний напрям, що сприятиме поліпшенню структури харчування населення - це використання високих технологій у харчовій промисловості і створення широкої гами натуральних продуктів модифікованого (заданого) хімічного складу. Вищим досягненням цього напряму, безумовно, варто вважати спеціалізовані продукти для дитячого харчування.

Найбільш ефективним і швидким шляхом поліпшення структури харчування населення, зокрема ліквідації дефіциту мікронутрієнтів, є широке застосування так званих біологічно активних добавок до їжі, що представляють собою концентрати природних мінорних компонентів їжі - таких, як вітаміни, мінеральні речовини і мікроелементи, окремі жирні кислоти, фосфоліпіди тощо. Застосування такого роду харчових БАД дозволяє ліквідувати дефіцит есенціальних харчових речовин, підвищити неспецифічну резистентність організму до впливу несприятливих чинників навколишнього середовища, здійснити імунокорекцію, максимально індивідуалізувати харчування. Безумовно, БАДам до їжі належатиме провідна роль в аліментарній профілактиці багатьох хронічних захворювань. Прикладом ефективного профілактичного застосування таких добавок можуть служити БАД до їжі ліпідної природи - джерела поліненасичених жирних кислот (ПНЖК) і фосфоліпідів.

Отже, медична наука та сучасна харчова наука чітко пріоритети, покликані поліпшити структуру харчування населення, а отже, і здоров'я нації.

Необхідно констатувати, що наприкінці XX ст. неякісні продукти харчування стали основним джерелом надходження в організм людини радіонуклідів, пестицидів, солей і металів, нітратів та інших контамінантів.

За даними ВООЗ, 80...95 % чужорідних для організму людини сполук надходять із неякісними продуктами харчування, 4…7% - з питною водою, 1…4% - з повітрям.

У зв'язку з цим аналіз харчових продуктів, виявлення потенційних ризиків, пов'язаних із їх забрудненням, має будуватись на суворо науковій основі та виконуватись людьми із спеціальною підготовкою.

У питаннях дотримання безпеки харчових продуктів необхідно враховувати також можливість небажаної взаємодії між інгредієнтами. Особливо це стосується продуктів нового покоління, модифікованих продуктів та продуктів біотехнології.

Відомо, що хімічний склад їжі справляє регулюючий вплив на системи живих організмів, що відповідають за всмоктування, транспорт, метаболізм та виведення лікарських сполук, що врешті-решт виражається у здатності їжі модифікувати фармакокінетику та фармакологічну активність ліків і реалізацію їхньої біологічної дії. З іншого боку, лікарські препарати можуть порушувати всмоктування та засвоєння харчових речовин, що негативно впливає на загальний стан хворих, подовжує термін захворювання. Це зумовлює необхідність у сучасних умовах досліджувати проблеми біохімічних механізмів сумісності компонентів харчових продуктів та лікарських сполук, установлення оптимальних режимів та структури харчування для реалізації найсприятливіших харчових ефектів лікарських сполук в організмі людини. Тому сьогодні технологія харчових виробництв як наука і практика має розвиватись у постійній взаємодії із останніми досягненнями медичних знань.

Таким чином, у сучасному розумінні харчова індустрія має стати складним комплексом таких основних складових:

взаємопов'язаних харчових виробництв основних напрямів, у тому числі білковмісних, жировмісних, вуглеводовмісних, функціональних продуктів та виробництв біологічно активних добавок до їжі;

міжгалузевих організацій (наукових організацій рослинництва, медицини; організацій із виробництва біологічно активних добавок до їжі; організацій з утилізації відходів; високотехнологічного машинобудівного і наукомісткого комплексів; трансформування, зберігання, реалізації і перероблення; фінансові організації). [10]

Розділ 2

2.1 Аналіз сучасного стану виробництва пектинових речовин

В якості джерела пектину у промисловому виробництві використовуються відходи консервного (яблучні вичавки і коробочки крупноплідних цитрусових) і бурякоцукрового (буряковий жом) виробництв. Перспективними видами пектиновмісної сировини є корзинки соняшника, виноградні вичавки. Якщо своєї цитрусової сировини Україна не має, то ці два джерела сировини є перспективними з огляду на практично необмежену ресурсну базу. Яблучні вичавки також є в достатній кількості на Україні і кількість їх залежить від врожаю та об'ємів переробки яблук і, як правило, складає від 100 до 300 тис. т. ,з яких на сушіння іде не більше 10 %. Буряковий жом у величезній кількості виробляють цукрові заводи України.

Найбільш досконалою є технологія виробництва яблучного пектину з екологічно чистої пектиновмісної сировини -- яблучної вичавки. На підтримку цього говорить той факт, що у восьми країнах Європи працюють виробництва по випуску яблучного пектину різних модифікацій. Крім того, пектин, отриманий з яблучних вичавок, складає до 30 % світового об'єму випуску пектинових речовин.

Єдиними видами пектинів, які вироблялися у колишньому СРСР, були яблучний та буряковий. Сухий яблучний пектин вироблявся на трьох підприємствах (кожне потужністю 300 т пектину на рік при цілодобовому режимі протягом восьми місяців), одне з яких знаходилось в Україні (у м. Бар) та два у Молдові. Буряковий пектин вироблявся на двох підприємствах Росії. Обсяги виробництва цієї продукції почали знижуватись ще в середині 80-х. Так, у пектиновому цеху Барського консервного заводу у 1985 р. було вироблено лише 151 т пектину, тобто потужності були завантажені лише на 50 %.

На жаль, рівень техніки та технології цих підприємств не відповідав сучасним вимогам, основне технологічне обладнання - екстрактори - були виготовлені з дерева, що відповідно призвело до високого рівня собівартості продукції, при низькому рівні її якості. На початку 90-х років виробництво пектину в Україні було припинене.

В той же час за оцінками спеціалістів потреба у пектині та продуктах, збагачених пектиновими речовинами для України сьогодні оцінюється у 35 тис. т на рік. Весь обсяг пектину, що споживається в Україні сьогодні - іноземного походження. В цілому, з урахуванням імпорту, потреба України у пектині задовольняється менше ніж на 2 %.

Основні постачальники пектину на світовий (в тому числі і вітчизняний) ринок -- декілька великих іноземних компаній, котрі переробляють в основному цитрусову та яблучну сировину, та в невеликих кількостях виробляють буряковий та соняшниковий пектини. Так, виробниче об'єднання "Негbstreith & Fох КG" (Німеччина) виробляє всі види пектинів, втому числі і комбіновані, з переважною орієнтацією на виробництво яблучних пектинів та є найбільшим у світі постачальником цієї продукції. Продукція концерну "Gercules Inc."(США) - пектин з цитрусових вичавок. Головне виробництво концерну А/S "Кobenhavns ресtinfabric", що розташоване у Данії є найбільшим у світі виробником цитрусового пектину. Також пектин виробляють у Франції, Болгарії, Польщі, Ізраїлі тощо. [9]

За офіційними даними у 90-х роках у світі виробляли 20...22 тис. т пектинів на рік, що повністю покривало потреби ринку та забезпечувало баланс між попитом і пропозицією. Однак в ці ж роки деякі східноєвропейські країни відмовились від імпорту пектину, що викликало зниження цін на нього.

Обсяг світової торгівлі пектином в середньому не перевищує 11... 13 тис. т на рік. Торгують в основному сухим пектином. Експорт пектинів контролюється лише декількома країнами. Серед них можна виділити Данію (щорічний обсяг виробництва - 5,5 тис. т та 50 % світового експорту), Німеччину (3,0 тис. т та 20 %), Францію (2,0...2,5 тис. т та 20...25%) та Великобританію (0,5 тис. т та до 5 %). Імпортують пектини практично всі країни. Це пов'язане з їх особливими властивостями та відсутністю замінників. Основними імпортерами виступають країни ЄС (біля 30 % імпорту), США (20...25 %), Японія (біля 20 %).

Ціни на пектин коливаються у межах 4...29 дол. США за 1 кг в залежності від його якості і фізичних властивостей. Вузький і закритий характер ринку зумовлює монопольні ціни на окремі види пектинів. Ціна І кг низькометоксильованого (природного бурякового) пектину може досягати 50 дол. США.

У структурі імпорту пектину в Україну найбільша частка належить Естонії (відповідно 43 та 41 % у тис. дол. США та кг), яка є посередником між країнами ЄС та Україною, Німеччині (35 та 33 %) та Чехії (13 та 16 %), що свідчить про вищу ціну естонського та німецького пектинів, ніж чеського.

Пектини, що завозять в Україну, поділяються на дві категорії: сухі пектини та пектинопродукти.

За період з 1996 по 1998 рр. імпорт пектинів різко зменшився (сухих відповідно на 26,3 та 17,5 % тис. дол. США та кг, інших--на 64,0 та 17,2%), що пояснюється скороченням їх промислового споживання та зменшенням виробництва пектиновмісних харчових продуктів.

Найбільша частка пектинів імпортувалась у м. Київ, Одеську та Черкаську області, що пояснюється знаходженням у цих регіонах великих підприємств по виробництву кондитерських виробів та молочних продуктів, які є основними споживачами пектинів. Крім того, Київ (столиця) та Одеса (портове місто) є основними пунктами, через які дана продукція потрапляє в інші області країни.

Одночасно в Україні є необмежена сировинна база для виробництва бурякового пектину. Буряковий жом є найбільш дешевою сировиною для його виробництва. В Україні діють більш ніж 60 жомосушарних цехів загальною потужністю 2550 т сухого жому на добу, на яких можна виробити не менше 80 тис. т сухого жому за рік. Вміст пектину у сухому жомі складає 20.. .30 %.

Але все одно нам потрібно збільшувати і підвищувати виробництво пектину і одним з найважливіших напрямків підвищення ефективності сучасного виробництва є створення маловідходних і безвідходних технологій, більш широке залучення в господарський оборот вторинних сировинних ресурсів.

Найбільшою мірою цим вимогам відповідає виробництво пектину і пектинопродуктів, що передбачає вироблення біологічно цінного комплексу з вторинних сировинних ресурсів (бурякового жому, яблучних, виноградних і цитрусових вичавок, бавовняної стулки і т. д.).

Рівень використання вторинних сировинних ресурсів в середньому в харчовій промисловості становить 20 ... 30% від їх загальної кількості. Так, наприклад, щорічно в цукровій галузі Росії та країн СНД утворюється бурякового сирого жому понад 56 200 тис. т, яблучних вичавок - близько 275 тис. т, з яких використовується на промислову переробку 8 384 тис. т і 37 тис. т відповідно. Слід зазначити, що під промисловою переробкою розуміється використання жому для вироблення кормів. На виробництво пектину направляється близько 0.2 ... 0.3% бурякового жому і 2 ... 3% яблучних вичавок.

Потреба в пектині значно перевищує обсяги його вітчизняного виробництва і закупівель за кордоном. Так, враховуючи мінімальну профілактичну норму споживання пектину - 2 г на добу, в екологічно сприятливих районах, його кількість при цілорічному споживанні пектиновмісних продуктів з розрахунку на 100 млн осіб становить понад 70 тис. т. Вироблення пектину на підприємствах Росії, Молдови, України становила до розпаду СРСР 350 ... 400 т на рік (0.20 ... 0.22% від потреби); 1.5 ... 2.0 тис. т щорічно закуповували за кордоном.

Погіршення екологічних умов у багатьох регіонах СНД (особливо після Чорнобильської катастрофи), що супроводжується забрудненням навколишнього середовища і харчових продуктів токсичними речовинами і радіонуклідами, вимагає, крім забезпечення безпеки продуктів харчування, також проведення профілактичних заходів, що, у свою чергу, обумовлює необхідність розширення виробництва пектину як природного детоксиканту. Пектин називають іноді даром рослинного царства, основним благодійником і санітаром людського організму. [10]

2.2 Хімічний склад, цінність пектинових речовин

Пектинові речовини як полісахаридний компонент, рослинної сировини, відкриті італійським ученим Браконно в 1825 р. Свою назву вони отримали від грецького слова "pectos"- що згорнувся, застиглий. В XIX столітті і першій половині XX століття було виконані дослідження хімічного складу пектинових речовин, розроблені методи визначення їх кількісного вмісту в багатьох плодах, ягодах і коренеплодах, визначено вплив пектинів на структурні складові рослинної клітини.

Протягом тривалого часу не існувало чітко сформульованої номенклатури пектинових речовин. Тільки в 1994 р. Комітетом Американського хімічного товариства була розроблена і прийнята номенклатура пектинових речовин. В 1951 р. вченим Кертесом вона була уточнена і сьогодні має такий вигляд:

- пектинові речовини (pectin substances) - фізичні суміші пектинових речовин з супутніми речовинами (наприклад, пектозанами і гексозанами);

- пектин ( pectin ) - водорозчинна речовина, вільна від целюлози і складається із частково або повністю метоксильованих залишків полігалактуронової кислоти. В залежності від кількості метоксильованих груп і ступеня полімеризації існують різні пектини. H-пектин (H- pectin) - високоетерифікований пектин (ступінь етерифікації більше 50%; L-пектин - низькоетерифікований пектин, має ступінь етерифікацій менше 50%).

- протопектин (protopectin) - нерозчинний у воді природний пектин рослин, що складається з сітки пектинових ланцюгів, утворених в результаті сполучення іонів багатовалентних металів з неетерифікованими групами СOOH і, в незначній кількості, за допомогою ефірних містків з H₃PO₄ ;

- пектинові кислоти (pectic acid) - повністю деметоксильовані пектини. Солі пектинових кислот називаються нормальними або кислими пектатами (pectates);

- похідні пектину - пектини, звязані з різними групами, наприклад ацетилпектин. [2]

Аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури показує, що склад і структура багатьох пектинових речовин все ще неможливо вважати остаточно встановленими.

Згідно з сучасними уявленнями пектин має лінійну структуру. Основою пектинових речовин являється молекулярний ланцюг із залишків D-галактуронової кислоти, що мають піранозну конфігурацію і зв'язані 1>4- б - глікозидним зв'язком (рис.1).

Рис.1. Структурна формула пектину

Основний ланцюг полігалактуронової кислоти в розчині має вид спіралі, що містить три молекули галактуронової кислоти в одному витку.

Гетерополісахаридний характер пектину зумовлений присутністю структурних одиниць: пектової кислоти, галактана і арабінана. Пектова кислота, крім Д-галактуронової кислоти, включає нейтральні сахари: L-арабінозу, Д-галактозу,L-рамнозу.

Частина карбоксильних груп полігалактуронової кислоти етерифікована метанолом (пектинова кислота), а частина вторинних спиртових груп (С₂ і С₃) може бути ацетильована. Молекули пектинів можуть містити від декілька сотень до тисячі мономерних залишків, що відповідає середній молекулярній масі від 50

до 150 тис. Дослідження багатьох років показали, що пектинові речовини також містять рамногалактуронан-ІІ, що має дуже складну будову і складається з 11 різних глікозидних залишків, що включають задишки апіози, 2-0-метилфруктози, 2-0-метилксилози, і ін. Структура і хімічний склад пектинових речовин визначають просторову форму їх молекул і характер взаємодії з іншими сполуками. Установлено, що пектинові речовини володіють структурою з обмеженою гнучкістю, що стабілізується водневими і гідрофобними зв'язками.

Слід зазначити, що в теперішній час випускаються декілька видів пектинів, що виділяються із різної сировини і відрізняються за складом і функціональними властивостями: яблучний, цитрусовий, буряковий, пектин із корзинок соняху, а також комбіновані пектини із змішаної сировини. Склад молекул пектинів, що виділяються із різних рослинних об'єктів, має свої відмінні властивості: за молекулярною масою, ступенем етерифікації, присутністю ацетильованих гідроксильних груп (табл.1).

Таблиця.1 - Властивості різних пектинів

Вид пектину	Характеристика
	за ступенем етерифікації	за молекулярною масою	за наявністю ацетильних групп
Яблучний	Високоетерифікований	Високомолекулярний	Неацетильований
Цитрусовий	Високоетерифікований	Низькомолекулярний	Неацетильований
Буряковий	Низькоетерифікований	Низькомолекулярний	Ацетильований
Соняховий	Низькоетерифікований	Високомолекулярний	Ацетильований

Приведені пектини відрізняються також характером розподілу карбоксильних груп по довжині пектинової молекули: в яблучних пектинах цей розподіл рівномірний, а, наприклад, в цитрусових - ні.

Особливості хімічного розподілу пектинових молекул, а саме, ступінь етерифікації, визначає різноманітність їх фізико-хімічних властивостей, основними серед яких є розчинність, драглетвірна та комплексоутворююча здатність.

Приведений аналіз свідчить, що структура бокових ланок молекул пектинових речовин до теперішнього часу неможливо остаточно вважати завершеною. [4,5]

2.3 Фізико-хімічні властивості пектину

Відповідно до номенклатури слід чітко розмежовувати пектини, пектинові речовини і протопектини. Це природні речовини рослин, які представляють собою фрагменти протопектину і утворюються при його розпаді. Властивості пектину як ліофільного колоїду визначають його роль в рослині і в технологічних процесах при переробці плодів.

Розчинність. Для досягнення повного використання та уникнення неоднорідного гелеутворення пектин повинен бути повністю розчинений. Повне розчинення передбачає відсутність згустків. Якщо пектин утворив сгустки, їх дуже важко розчинити.

...