Размещено на http://www.allbest.ru/

НаціональниЙ університет харчових технологій

УДК 664. 664:661.47

Обґрунтування та розробка раціональної технології йодування хлібобулочних виробів

05.18.01 - Технологія хлібопекарських

продуктів та харчових концентратів

??????????? ?????????? ?? ???????? ????????? ???????

кандидата технічних наук

Шаран Лариса Олександрівна

Київ 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті харчових технологій Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Арсеньєва Лариса Юріївна, Національний університет харчових технологій, кафедра технології хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратів, доцент

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Сирохман Іван Васильович, Львівська комерційна академія, завідувач кафедри товарознавства продовольчих товарів

кандидат технічних наук, доцент Лебеденко Тетяна Євгеніївна, Одеська національна академія харчових технологій, кафедра технології хліба, кондитерських виробів і громадського харчування, доцент

Провідна установа: Інститут харчової хімії та технології НАН України (м. Київ)

Захист відбудеться “ 2 ” листопада 2006 р. об 11⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.04 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська 68, аудиторія А - 311.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 68.

Автореферат розісланий “ 29 ” вересня 2006 р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради, к.т.н. С.І. Воронцова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Дефіцит йоду є причиною багатьох хвороб: порушення синтезу гормонів щитовидної залози, затримки розумового та фізичного розвитку дітей, глухонімоти, погіршення зору, неврологічного кретинізму. Йоддефіцитні захворювання широко розповсюджені в усьому світі. За оцінкою ВООЗ і ЮНІСЕФ, в світі близько мільярда людей мають ризик розвитку йоддефіцитних захворювань, збільшення щитовидної залози спостерігається у 300 млн. осіб, а в 30 млн. виявлено кретинізм. Саме це стало причиною створення та реалізації міжнародних програм з профілактики та контролю за йоддефіцитними захворюваннями наряду з програмами боротьби зі СНІДом, поліомієлітом, туберкульозом.

Результати досліджень йодної забезпеченості населення України за останні десять років свідчать про наявність на території країни йодної недостатності різного ступеня - від легкої до важкої. На ендемічних щодо зобу територіях проживає близько третини населення. Проблема посилюється негативними наслідками аварії на Чорнобильській АЕС, змінами в структурі харчування українців, особливо соціально незахищених груп населення. Незважаючи на наявність в країні доступу до моря, в нових економічних умовах споживання багатих на йод риби та морепродуктів різко зменшилось. Тому однією з нагальних задач харчової промисловості є забезпечення населення продуктами, що містять йод в необхідних кількостях. В першу чергу це стосується хлібопекарської галузі, оскільки хліб є одним з щоденних основних продуктів харчування людини.

В сучасному хлібопекарському виробництві проблема збагачення хліба йодом повністю не вирішена, незважаючи на розроблені хлібобулочні вироби з йодвмісними продуктами органічної та неорганічної природи.

Питанню вибору форми внесення йоду приділяється багато уваги вітчизняними та закордонними дослідниками, але проблема й досі вивчена недостатньо. Не визначено втрати йоду з різних носіїв під час технологічного процесу виробництва хліба. Не проведено порівняльну оцінку носіїв йоду з урахуванням не лише технологічних, але й медико-біологічних та економічних аспектів збагачення. У зв'язку з цим неможливо вважати ці вироби гарантованими носіями 10...25 мкг йоду в 100 г продукту, як цього вимагають принципи збагачення продуктів харчування.

Таким чином, необхідним є визначення вмісту йоду в природних і синтетичних носіях, втрат цього елемента на окремих стадіях технологічного процесу приготування хліба, масової частки йоду в готових виробах і ступеня його засвоюваності людиною. Проведення такого комплексу досліджень дасть змогу рекомендувати фізіологічно безпечні носії йоду з мінімальними втратами цього мікронутрієнта в технологічному процесі приготування хліба та удосконалити технологічні режими виробництва йодованих хлібобулочних виробів для отримання продукції з гарантованим вмістом йоду та традиційними органолептичними показниками.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконувались відповідно до:

- “Угоди про профілактику йоддефіцитних станів у населення держав-учасниць СНД” від 31.05.2001 р.;

- постанови Кабінету Міністрів України № 1418 від 26.09.2002 р. “Державна програма профілактики йодної недостатності у населення на 2002-2005 роки”;

- науково-дослідної роботи за договором Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва з Північним відділенням Полярного НДІ морського рибного господарства та океанології (м. Архангельськ, Росія) “Наукове обґрунтування та розробка засобів профілактики патології тиреоїдної, імунної та кровотворної систем у людей, що зазнали радіаційного та ендемічного впливу”, № держреєстрації 0103U005108;

- гранту Президента України для обдарованої молоді “Розробка раціонального способу для збагачення хліба йодом” (розпорядження Президента України від 14.12.2005 р. № 1276/2005).

Автор особисто брав участь у проведенні досліджень, розробці нових видів йодованих хлібобулочних виробів і відповідної нормативної документації.

Мета і завдання досліджень. Метою дослідження було системне проведення вибору збагачувача хлібобулочних виробів, який містить йод у легкозасвоюваній, фізіологічно безпечній та термостабільній формі, а також удосконалення технології йодування хліба для отримання продукції високої якості з гарантованим вмістом йоду в межах 10...25 мкг/100 г.

Відповідно до поставленої мети було сформульовано такі завдання:

- обрати спектр носіїв йоду, використання яких у складі харчових продуктів підтверджено дозволом санітарно-епідеміологічної служби;

- визначити масову частку йоду в обраних носіях органічної та неорганічної природи;

- визначити дозування збагачувачів хліба йодом на основі принципів збагачення продуктів харчування мікронутрієнтами, орієнтовної добової норми вживання хлібобулочних виробів населенням України та з урахуванням втрат йоду під час технологічного процесу;

- з'ясувати оптимальний гранулометричний склад і спосіб внесення порошків із фукусових водоростей в хлібобулочні вироби;

- дослідити вплив носіїв йоду на основні процеси в тісті під час його дозрівання;

- встановити органолептичні та фізико-хімічні показники якості готових виробів з обраними носіями йоду;

- проаналізувати ступінь збереження йоду в готових виробах;

- провести клінічні дослідження з метою визначення біологічної ефективності використання обраних носіїв йоду у складі хлібобулочних виробів;

- розробити раціональну технологію йодованого хліба з традиційними показниками якості та гарантованим вмістом йоду;

- здійснити апробацію лабораторних розробок у виробничих умовах і розробити нормативну документацію.

Об'єкт досліджень - технологія хлібобулочних виробів підвищеної мінеральної цінності. хліб йод збагачувач гранулометричний

Предмет досліджень - йодовані хлібобулочні вироби.

Методи досліджень - основні показники якості сировини, напівфабрикатів і готових виробів визначали за стандартними та спеціальними методиками. Оптимізацію технологічних процесів здійснювали експериментально-статистичним методом Бокса-Уілсона.

Наукова новизна одержаних результатів. Науково обґрунтовано необхідність розробки раціонального способу йодування хлібобулочних виробів з метою підвищення ефективності масової профілактики йоддефіцитних захворювань у населення України.

Здійснено системний підхід до вибору оптимального носія йоду і проведено порівняльну оцінку відомих (йодид і йодат калію, сухий концентрат гідролізату ламінарії “Еламіну”) і нових (йодовані білки, порошки із фукусових водоростей) носіїв йоду як сировини хлібопекарського виробництва за медико-біологічними, технологічними та економічними критеріями.

Вперше визначено ступінь втрат йоду з носіїв йоду різної природи під час технологічного процесу виготовлення хліба: з неорганічних солей йод втрачається на 72...88 %, з йодованих білків - не більше як на 2 %, із порошків фукусових водоростей - на 13...18 %, із сухого концентрату “Еламіну” - на 75...80 %.

На підставі проведених досліджень визначено дозування носіїв йоду, що забезпечують гарантований вміст цього мікроелемента у хлібобулочних виробах у межах 10...25 мкг/100 г (відповідно до вимог нутриціології до збагачення харчових продуктів мікронутрієнтами).

Встановлено, що у визначених кількостях носії йоду зсувають окисно-відновний потенціал тіста в бік окисних умов, що призводить до уповільнення в тісті біохімічних перетворень і пригнічення активності та кількості колонії утворюючих одиниць молочнокислих бактерій. Проте вплив носіїв йоду на морфологію, активність і ріст дріжджових клітин позитивний.

Доведено, що присутність йоду в хлібобулочних виробах, незалежно від форми його внесення, пригнічує розвиток картопляної хвороби (неорганічні носії - на 35,5 - 60,0 %, органічні носії - на 2,3 - 41,0 %) та пліснявіння хліба (неорганічні носії - на 5,2 - 58,2 %, органічні носії - на 0,4 - 65,5 %).

Біологічну ефективність нових видів йодованих виробів для нормалізації кількості йоду в організмі підтверджено в клінічних умовах.

Практичне значення одержаних результатів. На основі досліджень розроблено та затверджено нормативну документацію на йодовані хлібобулочні вироби: ТУУ 15.8-32645368.001-2004 “Вироби хлібобулочні з Йодказеїном. Технічні умови” та ТУУ 15.8 - 020 709 38049 - 05 “Вироби хлібобулочні підвищеної мінеральної цінності. Технічні умови”. Результати лабораторних досліджень підтверджено у виробничих умовах хлібокомбінату № 1 м. Суми.

Промисловий випуск і реалізація розроблених хлібобулочних виробів, збагачених йодом, сприятиме профілактиці порушень здоров'я, викликаних йоддефіцитними захворюваннями, підвищенню інтелектуального розвитку дітей і продуктивності праці дорослого населення України.

Очікуваний соціально-економічний ефект від впровадження результатів досліджень у практику хлібопекарських підприємств полягає у зниженні вартості профілактики йоддефіциту для пересічного громадянина України. Вживання йодованих хлібобулочних виробів у 6...14 разів дешевше порівняно з іншими відомими засобами профілактики йоддефіцитних станів (вживання йодованої води, фармацевтичних засобів тощо).

Особистий внесок здобувача полягає у відпрацюванні методик дослідження, проведенні експериментів з визначення оптимального дозування носіїв йоду органічної та неорганічної природи, їх впливу на показники якості хліба, мікробіологічні, біохімічні процеси під час його виготовлення, структурно-механічні властивості тіста, мінеральну цінність і свіжість готових виробів, у розроблені нормативної документації на хлібобулочні вироби з використанням водоростей Fucus vesiculosus, Ascophyllum nodosum та йодованого білка Йодказеїну.

Аналіз та узагальнення результатів проведено спільно з науковим керівником к.т.н., доц. Арсеньєвою Л.Ю. Біологічну ефективність нових видів хлібобулочних виробів із фукусовими водоростями досліджено за допомогою працівників клініки Центру радіаційної медицини АМН України та Інституту гігієни і медичної екології ім. О.М. Марзеєва під керівництвом д.м.н., проф. Корзуна В.Н.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на Міжнародній конференції молодих учених, аспірантів і студентів (НУХТ, Київ, 2002 р.), 69 - 72-й наукових конференціях молодих учених, аспірантів і студентів (НУХТ, Київ, 2003 - 2006 р.р.), науково-технічній конференції “Безпечність продуктів харчування вітчизняного виробника” (Київ, 2003 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Управління та первинна медико-санітарна допомога” (Ужгород, 2003р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми харчування населення України” (Полтава, 2003 р.), науково-технічній конференції “Харчові добавки, інгредієнти, БАДи: їх властивості та використання у виробництві продуктів і напоїв” (Феодосія, 2003 р.), Міжнародній конференції країн СНГ “Медицина та фармація” (Одеса, 2003 р.), на XIV з'їзді гігієністів України “Гігієна, наука та практика на рубежі століть” (Дніпропетровськ, 2004 р.) та Другій міжнародно-практичній конференції “Морские прибрежные экосистемы: водоросли, безпозвоночные и продукты их переработки” (Архангельськ, 2005 р.).

Результати роботи представлено на Всеукраїнському конкурсі на кращу наукову роботу з питань розвитку харчової технології (м. Одеса, 2003 р.) і одержано диплом третього ступеня.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 19 робіт, у тому числі 3 статті у фахових журналах і збірниках наукових праць, перелік яких затверджено ВАК України, 12 тез конференцій, 3 деклараційні патенти України на винахід.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків та 11 додатків. Список використаної літератури нараховує 227 джерела вітчизняних та іноземних авторів. Робота викладена на 133 сторінках основного тексту, містить 34 таблиці та 49 рисунків.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми, її значущість, сформульовано мету та основні напрями досліджень. Визначено наукову новизну та практичну цінність роботи.

У першому розділі “Проблема нестачі йоду в харчових продуктах і способи її вирішення” проведено аналіз наукових публікацій і патентних матеріалів, а також даних всесвітньої мережі Internet, на підставі чого визначено конкретні завдання.

Охарактеризовано значення йоду в житті людини. Наведено основні дані стосовно добової потреби організму людини в йоді та наслідки, які виникають при постійній його нестачі. Описано основні способи подолання йоддефіцитних станів. Обґрунтовано доцільність йодування хлібобулочних виробів для попередження йоддефіцитних захворювань у населення. Проаналізовано відомі носії йоду, їх дозування та способи внесення у виробництві йодованих хлібобулочних виробів. Зроблено висновок про відсутність системи знань щодо втрат йоду з різних носіїв під час випікання, ступінь засвоюваності цього елемента з йодвмісної сировини та рівень біологічної ефективності відомих йодованих виробів. Розглянуто методи, які використовуються для визначення йоду в хлібобулочних виробах і зазначено їх переваги та недоліки. Встановлені основні напрями виконання досліджень.

У другому розділі “Загальна методологія досліджень” наведено характеристику носіїв йоду обраних для проведення досліджень, описано план і методики експерименту та математичної обробки експериментальних даних. Під час проведення досліджень було використано борошно пшеничне та житнє з середніми хлібопекарськими властивостями, а також різні носії йоду: йодид та йодат калію, що відповідали вимогам ГОСТ 4204-75, йодовані білки виробництва Росії: Йодказеїн (ТУ 9229 - 001 - 48363077 - 99), Тіреойод (ТУ 9224 - 71 - 48365188 - 99), Вітайод (ТУ 9224 - 702 - 48365188 - 01), водоростеві порошки Fucus vesiculosus та Ascophyllum nodosum виробництва Архангельського дослідного водоростевого комбінату (Росія), сухий концентрат “Еламіну” (ТУУ 00382119-02-99 виробництва Київського заводу молочної кислоти).

Рис. 1 Коефіцієнти набухання водоростів з розміром частинки 0,5 мм при різній тривалості гідратації

Для визначення параметрів попередньої гідратації продуктів із морських водоростей встановлювали коефіцієнти їх набухання (рис. 1), водопоглинальну здатність і показники розчинності. Найбільші значення цих параметрів (92 %; 6,7 г_вол./г_прод. і 89,9 % відповідно) має сухий концентрат “Еламіну”, оскільки технологія його виготовлення передбачає проведення лужного гідролізу клітинних стінок і вивільнення значної кількості альгінатів натрію. Для водоростевих порошків ці показники нижчі пропорційно вмісту в них гідрофільних полісахаридів.

Тривалість гідратування, достатня для повного набухання частинок водоростей становить, 10±5 хв. при 40±5єС для порошків із водоростей та 100єС - для сухого концентрату “Еламіну” (рис. 1).

Визначення масової частки йоду в носіях проводили інверсійно-вольтамперометричним методом (табл. 1).

Таблиця 1

Характеристика носіїв йоду