Наукове обґрунтування та розробка технологій продуктів громадського харчування радіозахисної дії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський державний торговельно-економічний університет

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Наукове обґрунтування та розробка технологій продуктів громадського харчування радіозахисної дії

Спеціальність: Технологія продуктів харчування

ПЕРЕСІЧНИЙ МИХАЙЛО ІВАНОВИЧ

Київ, 1999 рік



1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вплив несприятливих факторів Чорнобильської катастрофи (забруднення радіонуклідами, солями важких металів, стресовий фактор) нині поширився майже на всю територію України і охоплює близько половини її населення. У зв'язку з цим створюються умови надходження в біосферу великої кількості продуктів ділення урану та плутонію, у тому числі найбільш значимих в радіаційно-гігієнічному відношенні радіонуклідів - цезію та стронцію.

Захист організму людини від радіоактивного опромінення та інших техногенних факторів - актуальна проблема сьогодення. Вирішенню її присвячено наукові роботи Антонова В.Н., Бартея Д.С., Бельфа Є.Ф., Василенко Л.А., Ільїна Л.А., Корзуна В.Н., Лося І.П., Міцика В.Ю., Прістера Б.С., Рамзаєва П.В., Рудавської Г.Б., Вiller E., Harrison J., Carr A., Kargasin B.

Відомо, що харчування є одним із найважливіших важелів, який пов'язує людину з навколишнім середовищем та сприяє, певним чином, здатності організму протидіяти впливу радіації та інших несприятливих факторів навколишнього середовища.

Сучасні наукові дослідження та практика свідчать, що за допомогою традиційних харчових продуктів неможливо досягти значного профілактичного ефекту. Неможливим також є і створення універсальних продуктів харчування, які за своєю біологічною дією оптимізують в повній мірі метаболічні процеси в організмі.

Усе вищевикладене вказує на необхідність розробки заходів, спрямованих на попередження надходження в організм людини та ефективне виведення з нього інкорпорованих радіонуклідів. У зв'язку з цим у профілактиці негативного впливу іонізуючого випромінювання істотну роль відіграє радіозахисне харчування.

Ефективна реалізація цих заходів є можливою через громадське харчування, в якому продукція харчового агропромислового комплексу доставляється безпосередньо до споживача. Великою є його соціально-економічна роль: тільки через його оптимальну організацію можна впровадити на науковій основі радіозахисне харчування.

В зв'язку з цим, створення технологій для лікувально-профілактичного харчування радіозахисної дії є проблемою наукової і соціальної ваги, вирішення якої в цій роботі здійснювалось у відповідності до координаційного плану ДКНТ при Раді Міністрів СРСР, союзної програми “Отраслевая научно-техническая программа в области медицины на 1986-1989 гг.”., Державної союзно-республіканської програми невідкладних заходів на 1991-1992 р., по ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС №559 від 13 березня 1989 р., координаційних планів НДР Міністерства освіти України, а також у процесі виконання науково-дослідних робіт на замовлення виробничих організацій.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є наукове обґрунтування та розробка раціональних технологій продуктів громадського харчування з радіозахисними властивостями та створення раціонів харчування радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення із збалансованим хімічним складом.

Відповідно до мети досліджень було поставлено та вирішено такі завдання:

- обґрунтувати і експериментально підтвердити наукову концепцію радіозахисну людини на основі використання традиційної та нетрадиційної сировини;

- науково обґрунтувати і експериментально підтвердити методологію створення продуктів громадського харчування радіозахисної дії;

- експериментально дослідити технологічні властивості природної сировини радіозахисної дії та науково обґрунтувати створення на її основі харчових композицій, провести їх медично-біологічну апробацію;

- дослідити вплив технологічних параметрів на фізико-хімічні, мікробіологічні та біохімічні зміни, які відбуваються в процесі інфрачервоного опромінення зернових продуктів та науково обґрунтувати оптимальні параметри процесу ЄСО;

- науково обґрунтувати і розробити раціональну технологію виробництва страв та кулінарних виробів радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення, провести їх дослідно-промислову апробацію;

- дослідити фізико-хімічні, біохімічні та мікробіологічні показники якості страв і кулінарних виробів радіозахисної дії, провести їх медично-біологічну апробацію;

- науково обґрунтувати і розробити раціони харчування радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення;

- науково обґрунтувати і розробити моделі якості страв і кулінарних виробів та раціонів харчування, що базуються на комп'ютерних технологіях;

- розробити і затвердити нормативну документацію на продукти харчування радіозахисної дії;

- здійснити комплекс заходів щодо впровадження результатів досліджень у практику та оцінити ефективність впровадження.

Наукова новизна одержаних результатів. В комплексі розв'язується важлива державна проблема створення нової продукції громадського харчування радіозахисної дії з підвищеною харчовою та біологічною цінністю, призначеної для повсякденного та спеціального лікувально-профілактичного харчування згідно з основними принципами нутриціології, кваліметрії, квантово-хімічного і математичного моделювання шляхом розроблення науково обґрунтованих раціональних технологій, які забезпечують ефективне використання традиційної і нетрадиційної сировини та інтенсифікацію технологічних процесів.

Наукова концепція, яку покладено в основу роботи, полягає у створенні технологічних аспектів удосконалення асортименту кулінарної продукції лікувально-профілактичного призначення шляхом використання харчових речовин радіозахисної дії. В результаті багатопланових аналітико-експериментальних досліджень визначено фактори впливу технологічних параметрів на харчову цінність та функціональні властивості кулінарних виробів із застосуванням харчової сировини радіозахисної дії.

Вперше розроблено, випробувано та впроваджено технології виробництва продуктів громадського харчування радіозахисної дії та раціони харчування лікувально-профілактичного призначення.

Науково обґрунтовано, розроблено та експериментально підтверджено гіпотезу використання натуральних природних харчових нутрієнтів у виробництві страв та кулінарних виробів радіозахисної дії.

Вперше вивчено, узагальнено і систематизовано наукові дані щодо впливу розроблених харчових композицій та раціонів радіозахисної дії на організм людини.

Новизну запропонованих технічних рішень підтверджено 5 патентами та авторськими свідоцтвами на винаходи.

Практичне значення одержаних результатів. В результаті наукових досліджень розроблено і впроваджено технології використання натуральних харчових речовин для отримання страв та кулінарних виробів лікувально-профілактичного призначення. Обґрунтовано практичні підходи до складання раціонів харчування в умовах дії радіації, які відкривають нові можливості у комплексному регулюванні радіозахисних властивостей організму людини.

Розроблено технології виробництва нових видів страв та кулінарних виробів радіозахисної дії, визначено їхню якість і поживні властивості, вироблено дослідно-промислові партії цих продуктів.

Промислові партії нових продуктів громадського харчування були апробовані в лабораторії профілактики внутрішнього опромінювання Українського наукового центру радіаційної медицини АМН України, в клініці Інституту токсикології ім. Л.І. Медведя МОЗ України. Медично-біологічні дослідження страв та кулінарних виробів радіозахисної дії показали ефективність їх використання як продуктів лікувально-профілактичного харчування людей, що проживають і працюють в зоні підвищеного радіаційного контролю. Міністерством охорони здоров'я України затверджено “Примерный суточный набор продуктов для лечебно-профилактического питания работников НПО “Припять” та впроваджено його у зоні відчуження Чорнобильської АЕС.

Розроблено і затверджено нормативну документацію (ТУ 28 Україна 300-91 “Биоэлиминаторы. Витамаксы и сухие смеси для них”).

Розроблено і затверджено шість збірників рецептур страв та кулінарних виробів лікувально-профілактичного призначення. Розроблено понад 300 найменувань страв та кулінарних виробів радіозахисної дії, впровадження яких здійснено підприємствами громадського харчування.

Результати досліджень впроваджені на підприємствах громадського харчування Чорнобильської та Запорізької АЕС, м. Києва, у виробничих умовах Київського хлібокомбінату №1.

Підтверджено соціальний ефект від впровадження розробок, який полягає у збереженні та захисті здоров'я людини, більш повному використанні харчового потенціалу запропонованої натуральної сировини радіозахисної дії, розширенні асортименту кулінарної продукції на підприємствах громадського харчування, підвищенні якості та поліпшенні поживних властивостей кулінарних виробів, поліпшенні умов праці та рівня культури виробництва, екологічної ситуації в Україні.

Особистий внесок здобувача. Автор сформулював мету і завдання досліджень, програму роботи, під його керівництвом і за особистої участі проведено теоретичні, аналітико-експериментальні дослідження. Автором особисто розроблено теоретичні та практичні аспекти радіозахисту людини шляхом використання харчових речовин радіозахисної дії, проведені дослідження із визначення раціональних параметрів розроблених технологій. На основі розробленої методології розраховані оптимальні рецептури харчових композицій радіозахисної дії;оброблені та узагальнені результати численних біохімічних, фізичних, структурно-механічних, мікробіологічних досліджень;розроблені рецептури та раціони харчування із використанням нових видів продукції громадського харчування, підготовлені і опубліковані результати досліджень. Розробка нових страв і кулінарних виробів радіозахисної дії та раціонів харчування лікувально-профілактичного призначення проводилася спільно з технологами громадського харчування Чорнобильської і Запорізської АЕС, м. Києва науковцями Науково-дослідного інституту гігієни харчування, Українського наукового центру радіаційної медицини АМН України. Автор брав безпосередню участь в експериментальних дослідженнях у зоні відчуження Чорнобильської АЕС.

У наукових працях, що виконані у співавторстві, здобувачеві належать теоретичне обґрунтування, розробка програми і результатів досліджень, організація експерименту і участь у його реалізації.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, наведених у дисертаційній роботі, обговорювались протягом 1982-1999 рр., і отримали позитивні оцінки на наукових, науково-практичних конференціях, семінарах, симпозіумах, нарадах, дегустаціях, до складу яких входять: Республіканська наукова конференція:

- “Гигиенические аспекты питания здорового и больного человека” (Київ, 1982);

- Всесоюзна конференція “Химия запаха пищи” (Каунас, 1987);

- Всесоюзна наукова конференція “Разработка комбинированных продуктов питания” (Москва, 1988);

- Третя Всесоюзна науково-практична конференція “Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация)” (Москва, 1988);

- Всесоюзна наукова конференція “Белковые продукты микробиального синтеза, анализ качества, микробиологическая оценка эффективности сельскохозяйственной продукции (Москва, 1989);

- Друга Всесоюзна наукова конференція “Проблемы индустриализации общественного питания страны” (Харків, 1989);

- Друга Всесоюзна наукова конференція “Проблемы влияния тепловой обработки на пищевую ценность продуктов питания” (Харків,1990);

- Республіканська наукова конференція “Проблемы рационального питания детского и взрослого населения, проживающего на территории, пострадавшей в результате аварии на ЧАЭС” (Київ, 1993);

- Науково-практичний семінар Київського державного університету (Київ, 1993);

- П'ятий конгрес світової федерації українських лікарських товариств (Дніпропетровськ,1994);

- Міжнародна наукова конференція “Перспективы развития массового питания и торговли в условиях перехода к рыночной экономике” (Харків, 1994);

- Міжнародна науково-практична конференція “Розвиток масового харчування, готельного господарства та туризму в умовах ринкових відносин” (Київ, 1994);

- Сумісний семінар Українського наукового центру радіаційної медицини і Міжгалузевого інституту підвищення кваліфікації “Комбинированное действие ионизирующих излучений и других неблагоприятных факторов на организм человека” (Київ, 1994);

- Міжнародна науково-практична конференція “Проблемы питания населения, проживающего на территории, пострадавшей в результате аварии на ЧАЭС” (Мінськ, 1995);

- Науково-практична конференція Полтавського кооперативного інституту (Полтава, 1995);

- Міжнародна наукова конференція “Проблеми харчування в Україні” (Київ, 1995);

- Міжнародний симпозіум “Протирадіаційні засоби та їх застосування у зв'язку з аварією на ЧАЕС” (Київ, 1995);

- Перший з'їзд апітерапевтів України (Київ, 1996);Міжнародний з'їзд апітерапевтів світу (Київ, 1997);

- Міжнародна науково-практична конференція “Проблеми якості у громадському харчуванні, готельному господарстві і туризмі” (Київ, 1998);

- Науково-технічні наради (Чорнобиль, 1989, 1990, 1991, Київ, 1991, 1992, 1994, 1995);

- Науково-практична конференція товариства “Укрпрофоздоров-ниця” (Київ, 1995-1997);

- Наукові конференції Київського державного торговельно-економічного університету (Київ, 1982-1999).

Нові види продукції демонструвались на:

- спеціалізованій виставці “Виробництво, переробка та збереження сільськогосподарської продукції” (Київ, березень 1995);

- міжнародній спеціалізованій виставці “Чорнобиль, екологія, людина, здоров'я” (Київ, березень 1996);

- спеціалізованій виставці міжнародної асоціації допомоги родинам Чорнобиля (Київ, квітень 1997);

- спеціалізованих виставках лікувально-профілактичних продуктів харчування радіозахисної дії Київського державного торговельно-економічного університету (Київ, грудень 1989-1998 р.);

- виставці “Дитяче харчування”, що проводилась під егідою національного фонду соціального захисту матерів і дітей (Україна - дітям) до дня захисту дітей (Київ, травень 1998 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 51 робота, у складі яких 3 монографії, 5 патентів та авторських свідоцтв на винаходи.

Структура та обсяг роботи.

Дисертаційна робота складається зі вступу, 8 розділів, висновків, списку використаних джерел і окремого тому додатків.

Дисертація викладена на 334 сторінках, містить 62 рисунків, 99 таблиць. Список літератури складається з 444 джерел, у тому числі 157 зарубіжних.



2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, визначено наукову новизну і практичну цінність роботи, а також сформульовано головну мету досліджень.

У першому розділі “Аналітичний огляд літератури. Сучасні аспекти застосування харчових речовин у захисті людини в умовах радіаційного опромінювання” йдеться про те, що головними факторами радіаційного впливу на організм людини є: зовнішнє гамма-випромінювання хмари викидів і радіоактивних осадів, гамма-, бета-, у деяких випадках і альфа-опромінення радіонуклідами, які інкорпорувалися інгаляційним або пероральним шляхом.

Вітчизняні дослідники Корзун В.Н., Новак Д.В., Порохняк Л.А., Середюк А.М., Смоляр В.І., Якименко Д.М. роблять висновок, що окрім прямого надходження радіоактивних речовин (з водою, пилом), радіонукліди можуть бути інкорпоровані людиною, пройшовши доволі складний шлях у зовнішньому середовищі (наприклад, з молоком, м'ясом, іншою сировиною, яка вирощувалася на забруднених землях: фруктами, овочами, злаковими культурами та ін.).

Харчування людей, які проживають в умовах порушеного екологічного середовища, не відповідає сучасним вимогам радіозахисного харчування. У зв'язку з цим актуальним є створення лікувально-профілактичних продуктів із врахуванням основних положень концепції радіозахисного харчування. Ці продукти повинні мати властивості як радіозахисної дії, так і підвищення резистентності організму людини до впливу на її функціональний стан інших шкідливих факторів - токсичних речовин, шуму, вібрації, загазованості навколишнього середовища при підвищеному нервово-емоційному навантаженні.

На сьогодні вітчизняними та закордонними вченими розроблено і вивчено багато нових речовин, які рекомендовані для використання у харчовій промисловості та громадському харчуванні як засіб захисту людини від впливу радіаційного опромінювання. Особливо це є актуально для населення, яке проживає на забруднених територіях.

Незважаючи на велику кількість відомостей про функціонально-технологічні властивості хімічних та харчових речовин радіозахисної дії, проблема їх застосування у харчових технологіях не отримала належного всеосяжного вирішення. Разом з тим, можна констатувати, що при досить значному використанні в технологіях продуктів харчових галузей промисловості відомості про їх використання у технологіях продуктів громадського харчування мають обмежений характер та надані тільки поодинокими проробками. Цілеспрямованому створенню широкого асортименту технологій напівфабрикатів і кулінарних виробів радіозахисної дії перешкоджає відсутність опорних даних щодо впливу введення хімічних та харчових речовин радіозахисної дії на властивості багатокомпонентних харчових систем продуктів громадського харчування та їх зміни в залежності від різноманітних методів фізико-хімічного впливу у процесі технологічної обробки.

В цілому, узагальнення відомостей, що викладені у цьому розділі, дозволило сформулювати основні завдання досліджень, спрямовані на досягнення мети дисертації.

У другому розділі “Організація, методи та техніка досліджень” наведені організаційні, методологічні, технічні аспекти виконаних досліджень.

Визначено та дано характеристику об'єктів досліджень. Об'єктами досліджень були хімічні та харчові речовини.

Під час проведення експериментальних досліджень використовувалися сучасні методи та методики досліджень: фотоколориметрія, газорідинна хроматографія, альвеографія, атомно-адсорбційна спектрофотометрія.

Наведений короткий опис та перелік стандартних і оригінальних методів досліджень, застосованих при виконанні дисертаційної роботи.

Обґрунтовано використання комплексних методів досліджень, які дають змогу у повній мірі охарактеризувати розроблену продукцію громадського харчування. У роботі використовувалися як загальноприйняті, так і спеціальні фізичні, хімічні, мікробіологічні, біохімічні методи.

Дослідження проводилися як в лабораторних, так і у виробничих умовах підприємств громадського харчування Чорнобильської і Запорізької АЕС, м. Києва.

Третій розділ “Наукове обґрунтування радіозахисту людини” присвячений проблемі профілактики інкорпорації та обґрунтуванню механізму радіозахисту людини. Узагальнена та запропонована система радіозахисту організму людини.

Радіозахисний ефект виявляється на різних рівнях метаболізму, що обумовлено існуванням диференційованих пускових механізмів.

Механізм радіозахисту на рівні системи травлення розглядається як два процеси - комплексу утворення і сорбція. Іони багатьох металів схильні до комплексу утворення, що є передумовою для обґрунтування можливості прямого впливу на обмін радіонуклідів в організмі шляхом використання відповідних сполук, яким притаманні комплексу утворюючі властивості.

Передбачення біологічної активності речовин є актуальною проблемою сьогодення. Використання наукових розробок квантової хімії може внести істотний вклад у розуміння значних біологічних процесів, особливо наслідків впливу радіаційного опромінювання на організм людини. У зв'язку з цим розроблено і проведено квантово-хімічне моделювання захисної здатності стосовно металів цезію та стронцію.

Досліджувалися особливості електронної та просторової побудови комплексів Cs+ та Sr+2 з одним аніоном кислоти. Побудови двох типів були знайдені шляхом пошуку локального мінімуму.

Відомо, що міцність атомних зв'язків характеризується їх довжиною (не перевищує 3 А0) та енергією (від 100 до 1000 кДж/моль). Тому сама розрахована довжина зв'язків катіонів металу з атомами кисню вказує на міцність комплексу, що може утворюватись. Електронна та просторова побудова комплексу Cs+ з одним аніоном кислоти характеризує можливість зв'язування цезію (R1 - 2,848А0, R2 -3,028А0). Цікавою виявилася структура, яка характеризується тим, що катіон Sr+2 із-за більшої гнучкості аніону кислоти набув можливості утворювати додаткові координаційні зв'язки з атомами кисню гідроксильних груп (R1-2,396 А0, R2-2,417 А0, R3-2,502 А0, R4-2,549А0).

За підсумками такого додаткового координування окрім збільшення енергії комплексу утворення відбулося одночасно також блокування катіону металу. Більшої “маскуючої дії” можна досягти при можливій взаємодії отриманого вище комплексу із наступним аніоном кислоти. Така взаємодія може бути реальною завдяки введенню пектину в більшій кількості відносно катіонів металів (стронцій, цезій).

Таким чином, у шлунково-кишковому тракті стронцій та цезій з біологічно-активними речовинами утворюють комплекси, які елімінують з організму людини.

Водночас із комплексу утворенням відбувається процес сорбції. Харчові волокна - природні сорбенти. Основну структурну одиницю клітковини становить целюлоза, яка у шлунково-кишковому тракті не розщеплюється і не засвоюється. Клітковина (C6H7O2(OH)3n) адсорбує частину радіонуклідів і сприяє виведенню їх з організму людини.

Наступний механізм радіозахисту спрямований на ліквідацію або зменшення вільно радикального окислення організму. Взаємодію інгібіторів (In) з пероксидними радикалами (RO2) можна представити таким чином:

InH + RO-2 * ROOH + In (1)

При цьому утворюється малоактивний радикал (In-), який не здатний брати участь в реакціях окислення, натомість активний RO-2 перетворюється в молекулу гідро оксиду (ROOH).

Більшість харчових речовин здатні перехоплювати вільні радикали, віддаючи атом водню, що гальмує процес окислення ліпідів. Найбільш сильні відновники радикалів - токоферол, аскорбінова кислота, флавоноїди, флавони, ненасичені ароматичні альдегіди, сірковмісні білки та амінокислоти. Значний вплив притаманний селену. Він підтримує у тканинах фізіологічний рівень відновленого глютатіону, гальмує зростання асцидних пухлин. Наступний механізм радіозахисту базується на субклітинному та клітинному рівні. У репарації життєво важливих компонентів клітини беруть участь вітаміни В12, фолієва і аротова кислоти, вітамін С.

Будь-яка форма гіпоксії зменшує променеве ураження завдяки погіршенню умов для створення агресивних кисневих окисних радикалів. Такі властивості спричиняти гіпоксію є притаманні ряду ендогенних протекторів, серед яких біогенні аміни - серотонін, катехоламіни, гістамін, ацетилхолін. Внаслідок гіпоксії підвищується рівень SH-груп. Утворення радіопротекторів в організмі залежить від забезпеченості внутрішнього середовища метіоніном, вітамінами С та В6.

Механізм радіозахисту передбачає за допомогою нутрієнтів раннє формування комплексу антиканцерогенного захисту. Визначено групи анти канцерогенів природного походження, які виявляють свою дію не тільки на стадії ініціації, але й промоції та прогресії. Дуже важливим є створення комплексу анти канцерогенів, діючих синергічно.

Четвертий розділ “Методологія конструювання продукції громадського харчування радіозахисної дії” присвячений моделюванню компонентного складу продуктів харчування радіозахисної дії. Відзначено, що різні аспекти методологічних, фізико-хімічних, медично-біологічних основ технологій нових збалансованих щодо харчової цінності продуктів подано досить докладно у наукових роботах Висоцького В.Г., Корзуна В.Н., Міцика В.Ю., Рогова Й.О., Рудавської Г.Б., Смоляра В.І. та ін.

Однак дослідження вітчизняних вчених щодо проектування виробництва харчових продуктів із заданим складом спрямовані, насамперед, на створення продуктів, що виробляються у харчових галузях промисловості. Кулінарна продукція, через свою специфіку, з точки зору збалансованості складових нутрієнтів і, особливо, радіозахисних властивостей, не розглядалася.

Проектування продукції громадського харчування радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення - процес створення рецептур страв та кулінарних виробів, який забезпечує рівень ефективності, що задається, щодо підтримання матеріального і енергетичного балансу організму споживачів та його радіорезистентність.

На основі принципу Мітчела-Блока запропоновані якісні показники продукції, що розробляється, та виведено формули для розрахунку їх кількісних значень. В зв'язку з цим доцільно застосувати узагальнений (комплексний) критерій, який би повніше характеризував об'єкт дослідження. Таким критерієм оптимізації взято комплексний показник якості технологічного процесу при проектуванні продукції радіозахисної дії. При цьому оцінка інтегральної якості може бути мірою ефективності продукції, що особливо важливо при конструюванні страв та кулінарних виробів радіозахисної дії:

Кіпя = Кпя + Квея (2)

Де:

Кіпя - інтегральний показник якості;

Кпя - комплексний показник якості;

Квея - відносний економічний показник якості.

З розрахунком показників якості з'являється можливість побудови моделей. При цьому використовувався графовий спосіб, який дозволяє найбільш економно записати і обробити інформацію, скласти алгоритм проектування та оцінки якості продукції громадського харчування радіозахисної дії, знайти оптимальну технологію виробництва страв та кулінарних виробів. На основі комплексної оцінки якості продуктів громадського харчування можна розрахувати комплексний показник добового споживання людини з урахуванням радіозахисних властивостей. Методологія проектування складу страв та кулінарних виробів використана з метою обґрунтування збалансованих радіозахисних харчових раціонів.

П'ятий розділ “Розробка науково обґрунтованих технологій виробництва харчових композицій радіозахисної дії” присвячений вивченню технологічних, радіозахисних, фізико-хімічних властивостей нутрієнтів та розробці харчових композицій радіозахисної дії.

Результати досліджень якості компонентів (особливо радіозахисних властивостей) харчових композицій екстраполювалися до вимог лікувально-профілактичного харчування людини і ставали основою для підбору інших нутрієнтів при конструюванні рецептур страв і кулінарних виробів.

Проведені експериментальні проробки з'ясували, що там є достатні функціональні властивості, але використання його у складі харчових композицій надавало їм неприродного темного кольору та металевого присмаку. У зв'язку з цим, було прийнято за доцільне використовувати його як компонент харчової композиції лише у випадках високого вмісту та при гострому отруєнні цезієм.

Одержані експериментальні результати свідчать про ефективність використання альгінатів в якості радіозахисних речовин. Радіозахисний механізм полягає у здатності розчинних альгінатів взаємодіяти з полівалентними іонами. Крім цієї властивості, альгінати, як харчові волокна, підсилюють моторику кишечника і сприяють очищенню організму від шкідливих речовин.

Дослідження технологічних властивостей альгінату натрію з'ясували, що його доцільно використовувати у вигляді драглів: кращі драглі утворюються в присутності фосфорнокислого кальцію і слабких органічних кислот (цитринова, молочна) при рН 4,5. При дослідженні радіозахисних властивостей пшеничних висівок пацієнтам пропонувалися харчові раціони з підвищеним вмістом пшеничних висівок (50 г. на добу) і такі ж раціони без висівок (контроль).

На початку дослідження виведення цезію у пацієнтів як дослідної, так і контрольної групи, відбувалося, переважно, з сечею (співвідношення сеча: кал. 2,98:1 - 3,00:1). При вживанні виробів із висівками у пацієнтів дослідної групи збільшилося виведення цезію з калом і, як наслідок, загальна елімінація радіонукліду за 28 днів склала 19,0% від накопиченого у тілі, тоді як у пацієнтів контрольної групи цей показник становив 13,1%.

Досліджувалися радіозахисні властивості квіткового пилку: кратність накопичення цезію-137 становила 3,45 од. (60% від контролю). Радіозахисний ефект квіткового пилку пояснюється високим вмістом вітамінів, протирадіаційна дія яких відома, а також наявністю пектинових речовин, клітковини та інших біологічно активних сполук.

У тварин, які щоденно отримували зернові продукти ЄСО (кукурудза, соя), спостерігали зниження вмісту цезію-137. Збагачення раціону пробудженими зернами сої, кукурудзи дозволило знизити відповідно на 28,9%, 16,6% і 6,9% накопичення цезію-137 в організмі.

Радіозахисний ефект зернових продуктів ЄСО можна пояснити декількома причинами. Важливе значення має достатня кількість в зерні ЄСО харчових волокон - природних сорбентів. Клітковина адсорбує частину радіонуклідів і сприяє виведенню їх з організму людини.

Також має місце властивість зернових збільшувати вміст товстого кишковика і зменшувати час перебування їжі в кишковику та прискорювати процес елімінації радіонуклідів.

Природні інгібітори, які містяться в цільному зерні (токоферол, сірковмісні білки, селен), сприяють зв'язуванню вільних радикалів.

Вивчення радіозахисних властивостей окремих речовин виявило доцільність їх застосування при конструюванні харчових композицій радіозахисної дії. Розроблено науково обґрунтовані технології харчових композицій (для приготування борошняних виробів та соусів, “Біоелімінатор”, мус), які захищені патентами на винаходи. Шостий розділ “Розробка наукового обґрунтованих технологій виробництва страв і кулінарних виробів радіозахисної дії та визначення їх якості” присвячений розробці новітніх технологій виробництва продукції громадського харчування радіозахисної дії.

На основі експериментальних досліджень та математичних розрахунків знайдено оптимальний режим ІЧ-обробки зерна: вологість зерна - 14%, інтенсивність ІЧ-опромінювання - 21кВт/м², термін обробки - 55 с.

При ІЧ-обробці зерна під впливом температури вода зернівки переходить у пару. Пара заповнює капіляри ендосперми зернівки, порушує зв'язки між макромолекулами крохмалю і руйнує його структуру. Таким чином, ІЧ-обробка зерна з отриманням “висадженого” зерна спричиняє деструкцію, що супроводжується частковою клейстеризацією крохмалю і утворенням декстринів.

При збільшенні інтенсивності ІЧ-опромінювання та тривалості обробки збільшується кількість декстринів від 0,5% до 7,1%, а ступінь клейстеризації - до 20,2%.

Таким чином, крохмаль мікронізованого зерна легко гідролізується амілолітичними ферментами порівняно з початковим зерном.

Сучасні технології переробки більшості видів зернової сировини у традиційні продукти не дозволяє в повній мірі використати потенціал зерна: значна частина поживних і біологічно активних речовин переходить у побічні продукти.

Технологія ЄСО дозволяє використати цільне зерно при збереженні в повній мірі біологічно активних речовин та прискорити теплову кулінарну обробку.

На основі зернові продуктів ЄСО розроблено технологію використання цільного зерна. Експериментальними дослідженнями здійснено характеристику страв із використанням зернових продуктів ЄСО порівняно з традиційними (на прикладі страв із круп). Перш за все значно скорочується безпосередньо технологічний процес і тривалість теплової кулінарної обробки. Так, теплова обробка круп ЄСО прискорюється від 4,5 рази (каша рисова) до 9,6 рази (каша гречана). У попередніх розділах зазначалось велике значення клітковини у лікувально-профілактичному харчуванні і безпосередньо у захисті організму людини.

Встановлено, що у дослідних зразках клітковина зберігається від 2,3 г. (каша пшенична) до 5,8 г. (каша гречана), тоді як у традиційних - від 0,5 г. (каша гречана) до 0,7 г. (каша пшенична).

У стравах з використанням зернових продуктів ЄСО зберігається більшість мінеральних речовин. Кількість кальцію, калію, магнію, фосфору та заліза зберігається у дослідних зразках порівняно з контрольними відповідно з 104 до 270 мг., з 23 до 64 мг., з 68 до 92 мг., з 152 до 272 мг., з 1,5 до 4,5 мг., тобто у традиційних кашах вона є меншою в 1,1-3 рази. Технологія отримання зернових продуктів ЄСО та технологічний процес з їх використанням сприяють збереженню вітамінів. Вітаміну В1 міститься у дослідних зразках (%) більше на: 275,0 (каша пшенична ЄСО), 142,8 (каша гречана ЄСО), 210,0 (каша рисова), 190,9 (каша пшоняна) порівняно з традиційними кашами.

Страви з використанням зернових продуктів ЄСО переважають за якістю кулінарні вироби з традиційних продуктів. Комплексний показник якості страв дорівнює: каша пшенична:каша пшенична ЄСО-0,249:0,337, каша гречана: каша гречана ЄСО-0,474:0,676, каша рисова:каша рисова ЄС-0,039:0,052, каша пшоняна:каша пшоняна ЄСО-0,072:0,157.

На основі харчової композиції “Біоелімінатор” розроблено технологію виробництва борошняних кондитерських виробів - “Біоелімінатор-1”.

“Біоелімінатор-1” має високу органолептичну оцінку (бали за п'ятибальною шкалою):

- смак - 4,95;

- консистенція - 4,85;

- запах - 4,90;

- зовнішній вигляд - 4,95;

- колір - 4,90, при загальній оцінці 4,91.

Він вміщує підвищену, в порівнянні з контрольними зразками (тістечка “Пісочні” желейні), кількість білків (на 80,6%), мінеральних елементів (у 8,8 рази) при зниженні жирової складової (на 39%).

Дослідження радіозахисного ефекту “Біоелімінатору-1” свідчать, що при споживанні розроблених виробів відзначається зниження вмісту радіонуклідів в організмі у пацієнтів з 1,511 мкКи до 1,05 мкКи (на 26,86%), тоді як у контролі - на 9,82%.

Експериментальні результати якості “Біоелімінатору-1” і контрольних зразків (органолептична оцінка, сума незамінних амінокислот, харчові волокна, ступінь виведення радіонуклідів, сума вітамінів, сума мінеральних речовин) переведені у безрозмірні величини і побудовано модель якості продуктів. Комплексний показник якості дослідних виробів дорівнює 0,945, контроль - 0,40.



ВИСНОВКИ

1. Комплексний аналіз вітчизняних і зарубіжних літературних джерел щодо проблеми радіозахисного харчування показав відсутність цілеспрямованих систематичних досліджень фізико-хімічних і функціонально-технологічних характеристик природних біологічно активних добавок і страв на їх основі, що є фактором, який стримує створення науково обґрунтованих технологій одержання продукції громадського харчування радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення і створення на їх основі раціонів харчування;

2. Запропоновано та реалізовано наукову концепцію по створенню технологічних аспектів удосконалення асортименту кулінарної продукції лікувально-профілактичного призначення шляхом використання харчових речовин радіозахисної дії;

3. Запропоновано та реалізовано наукову гіпотезу механізму захисту людини в умовах радіаційного опромінювання на основі обґрунтування впливу харчових речовин. Квантово-хімічним моделюванням науково обґрунтовано взаємодію радіонуклідів стронцію та цезію з оксикислотами. Розроблено класифікацію радіозахисних засобів із використанням біологічно-активних та біологічно-корисних речовин;

4. На основі хімічного складу різноманітних джерел харчових речовин та сучасних уявлень про їх харчову цінність обґрунтовано необхідність використання в радіозахисному харчуванні альгінату натрію, пектину, календули, пшеничних висівок, ЄСО. Експериментально підтверджено їх радіозахисні властивості. Включення в харчовий раціон фероцину сприяло підсиленню екскреції цезію від 33,0 Бк на добу до 387,6 Бк, а загальне виведення з організму збільшилося більш ніж у 4 рази. Кратність накопичення цезію при використанні пектину і яблучного порошку становила відповідно 65% та 69% від контролю. При вживанні виробів із пшеничними висівками загальна елімінація становила 19,0% від накопиченого у тілі, тоді як у контрольній групі - 13,1%. Використання квіткового пилку, зародків пшениці, порошку календули, зернових продуктів ЄСО сприяло зменшенню накопичення радіонуклідів (в %) відповідно на 39,3, 18,14, 22,41, 14,31 та 26,7;

5. Розроблено, науково і експериментально підтверджено та патентно підтримано нову гіпотезу в технології виробництва харчових композицій радіозахисної дії щодо виробництва борошняних виробів, солодких страв, соусів. Визначено їх якісні та радіозахисні властивості;

6. Експериментальними дослідженнями встановлено, що сприятливі умови для набрякання пектину утворюються при співвідношенні пектину і цукру 1:5. Дослідження реологічних показників драглів, отриманих з різною концентрацією яблучного порошку, дозволили визначити, що оптимальне співвідношення яблучного порошку та води становить 1:5 при рН середовища 2,8-3,2. Проведені дослідження фізико-хімічних та технологічних властивостей пшеничних висівок дозволили визначити оптимальний склад борошняно-висівкової суміші, що містить 40% борошна та 60% пшеничних висівок;

7. Запропоновано та реалізовано методологію створення продукції громадського харчування радіозахисної дії. Розроблено і використано у проведенні досліджень ієрархічну структуру якості продукції. Наведено математичну систему щодо моделювання комп'ютерного проектування страв та кулінарних виробів з урахуванням їх ролі в добових раціонах харчування;

8. Розроблено науково обґрунтовані технології виробництва страв із використанням зернових продуктів ЄСО. При цьому визначено оптимальний режим обробки зерна ІЧ-опромінюванням: вологість зерна - 14%, інтенсивність ІЧ-опромінювання - 21 кВт/м² і термін обробки - 55 с. Визначено і побудовано модель якості страв з використанням зернових продуктів ЄСО. Експериментально підтверджено, що якість дослідних зразків перевищує контрольні. Так, комплексний показник якості страв дорівнює: каша пшенична:

- каша пшенична ЄСО-0,249:0,339;

- каша гречана:каша гречана ЄСО-0,474:0,676;

- каша рисова: каша рисова ЄСО-0,039:0,052;

- каша пшенична: каша пшенична ЄСО-0,072:0,157.

9. Науково обґрунтовано і розроблено на основі харчової композиції “Біоелімінатор” технологію виробництва борошняних кондитерських виробів. Експериментально доведено, що споживання розроблених виробів сприяє зниженню вмісту радіонуклідів в організмі людини на 26,86%, тоді як контрольних зразків (тістечка “Пісочні” желейні) - на 9,82%. Комплексний показник якості “Біоелімінатору-1” дорівнює 0,945, контрольних зразків - 0,402;

10. Проведено аналіз фактичного харчування працівників зони відчуження Чорнобильської АЕС. Встановлено значне відхилення від рекомендованих фізіологічних норм за такими показниками (±%):

- білки тваринного походження +92,0;

- жири +90,12;

- клітковина і пектин -37,6;

- кальцій -10,4;

- фосфор -39,1;

- залізо -13,4;

- аскорбінова кислота -14,3;

- вітамін В2 -36,0;

- енергетична цінність +49,8.

Розроблено і рекомендовано харчові раціони радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення. Вартість добового набору харчування людини з використанням розроблених виробів радіозахисної дії знижується на 15-18%; харчування радіозахисний кулінарний

11. Розроблено та затверджено нормативну документацію (ТУ і ТІ) на 17 видів продукції радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення. Новизну запропонованих технічних рішень підтверджено авторським свідоцтвом та 4 патентами на винаходи. Розроблено понад 300 особистих технологій страв та кулінарних виробів радіозахисної дії лікувально-профілактичного призначення. Розроблено та затверджено 6 збірників рецептур страв і кулінарних виробів. Запропоновані технології впроваджено у підприємствах громадського харчування м. Києва, Чорнобильської зони відчуження, Запорізької атомної станції.

Соціальний ефект впровадження виявляється у значному розширенні асортименту продукції підприємств харчування, поліпшенні її споживчих властивостей.

Економічна ефективність впровадження “Біоелімінатору-1” становить 150 гривень, зернові продуктів ЄСО-12 гривень на тонну продукції.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Пересичный М.И., Пятницкий Т.А., Якименко Д.М. Рациональное питание в условиях ионизирующей радиации / Под ред. М.И. Пересичного. - К.: Лыбидь, 1992. - 192 с.

2. Теплові процеси та апарати на підприємствах громадського харчування / Юлін О.В., Пересічний М.І., Тарасенко І.І., Красильничук О.П., Літус Ю.Ф. - К.: Віпол, 1995. - 176 с.

3. Германюк Я.Л., Карпенко П.О., Пересічний М.І. Дієтичне харчування при ожирінні та цукровому діабеті. - К.: Київ. держ. торг. екон. у-т, 1997. - 352 с.

4. Пересичный М.И., Кравченко М.Ф. Юлина А.И. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий с использованием пищевых веществ, выводящих радионуклиды и повышающих защитные функции организма человека. - К.: Торгтехника, 1992. - 89 с.

5. Пересічний М.І., Кульчицька В.П., Карпенко П.О. Збірник рецептур страв (технологічних карт) для лікувально-профілактичного харчування з використанням біологічно активних добавок (еламін, кріопорошки, висівки та зародки пшениці, кріпова олія). - К.: Чорнобильінтерінформ, 1996. - 135 с.

6. Пересічний М.І., Гальченецька Ю.Л. Збірник рецептур страв (технологічні карти) для лікувально-профілактичного харчування з використанням кріопорошків (календули, чорноплідної горобини та кропиви). - К.: НВП КРИАС-1, 1996. - 14 с.

7. Пересічний М.І., Гальченецька Ю.Л. Збірник рецептур страв (технологічні карти) для лікувально-профілактичного харчування школярів з використанням кріопорошків (календули, чорноплідної горобини та кропиви). - К.: НВП КРИАС-1, 1996. - 11 с.

8. Пересічний М.І., Юліна А.І. Технологічні карти кулінарних виробів з альгінатом натрію, кріопорошками і еламіном. - Ч. 1, 2. - К.: АТ “Укрпрофоздоровниця”. Тамед, 1997. - С. 272-346.

Размещено на Allbest.ru

...