Размещено на http://www.allbest.ru/

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ И ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР СИБИРСКОГО РЕГИОНА

Специальность 05.18.15 - товароведение пищевых продуктов и технология

продуктов общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

РЕНЗЯЕВА Тамара Владимировна

Кемерово 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (ГОУ ВПО КемТИПП)

Научный консультант: Заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор Позняковский Валерий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Калманович Светлана Александровна

доктор технических наук, профессор Дерканосова Наталья Митрофановна

доктор технических наук Резниченко Ирина Юрьевна

Ведущая организация: Сибирский университет потребительской кооперации, г. Новосибирск

Защита диссертации состоится 18 декабря 2009 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, г.Кемерово, бульвар Строителей, 47, ауд.1217, факс (3842) 73-40-07.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.

Автореферат разослан ____________2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Бакин И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Удовлетворение физиологических потребностей населения высококачественным, биологически полноценным и безопасным продовольствием - одна из важнейших стратегических задач развития АПК России. Ее решение предусматривает прежде всего обогащение пищевых продуктов физиологически функциональными ингредиентами, в том числе полиненасыщенными жирными кислотами, полноценным белком, пищевыми волокнами, витаминами, другими незаменимыми нутриентами.

Источником таких веществ могут служить масличные культуры семейства крестоцветных: рапс, рыжик, сурепица. Достижения последних десятилетий позволяют говорить о целесообразности выращивания и переработки рассматриваемых культур, которые способны давать устойчивые урожаи в условиях зон рискованного земледелия.

Объектами обогащения могут служить мучные кондитерские и хлебобулочные изделия, представляющие весомую группу пищевых продуктов массового потребления, пользующихся постоянным и устойчивым спросом у населения.

Использование новых видов функционального сырья для направленной коррекции химического состава пищевых продуктов требует новых технологических решений, обеспечивающих получение высококачественной, конкурентоспособной продукции. Разработка эффективных технологий указанных продуктов питания с высокими потребительскими свойствами, представляется актуальной и социально значимой задачей.

Значительный вклад в развитие рассматриваемых направлений внесли отечественные ученые - академик РАМН В.А. Тутельян, академик РАСХН Л.М. Аксенова, профессора В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, Т.В. Савенкова, А.П. Нечаев, В.Г. Щербаков, Е.П. Корнена, С.А. Калманович, Н.М. Дерканосова, В.М. Позняковский и другие.

Следует отметить недостаточный объем исследований потребительских свойств продуктов переработки масличных культур Сибирского региона и их использования в производстве кондитерских и хлебобулочных изделий различной функциональной направленности. Отсутствует единая система оценки качества, позволяющая учитывать ожидания потребителей, что обеспечит высокий спрос и конкурентное преимущество продукции.

В этой связи выполнение настоящих исследований представляется важной и актуальной задачей. Работа выполнялась в рамках реализации «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации», региональной программы «К здоровью - через питание».

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка концептуальных подходов к разработке рецептур, технологий производства и оценки качества мучных кондитерских и хлебобулочных изделий с использованием продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона.

Для реализации цели поставлены следующие задачи:

- проанализировать современное состояние, теоретические и практические достижения в области обогащения мучных кондитерских и хлебобулочных изделий физиологически функциональными ингредиентами;

- изучить потребительские свойства продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона - рапса, рыжика, сурепицы; рецептура качество кондитерский масличный

- исследовать профилактическую эффективность рыжикового масла для его товароведной оценки как функционального продукта;

- разработать способы повышения качества растительных масел и жмыхов, полученных из семян масличных культур семейства крестоцветных;

- обосновать параметры, режимы, способы получения белковых препаратов из жмыхов и дать оценку их качества;

- определить потребительские предпочтения в отношении мучных кондитерских изделий, приоритеты в отношении характеристик их качества, обосновать выбор изделий и направлений использования продуктов переработки масличных культур (масел, белковых препаратов) в производстве мучных кондитерских и хлебобулочных изделий;

- разработать квалиметрическую модель оценки качества и безопасности мучных кондитерских изделий;

- исследовать функционально-технологические свойства сырья, пищевых добавок и белковых препаратов с целью обоснования выбора пищевых добавок и белковых препаратов для стабилизации свойств полуфабрикатов и качества мучных кондитерских изделий с растительными маслами;

- изучить закономерности формирования качества полуфабрикатов и готовых мучных изделий с продуктами переработки масличных культур;

- разработать и научно обосновать рецептуры и технологии новых видов мучных кондитерских изделий и хлеба с использованием растительных масел;

- дать оценку потребительских свойств новых видов мучных кондитерских изделий и хлеба с продуктами переработки масличных культур;

- разработать и утвердить нормативную и техническую документацию на новые виды изделий, провести промышленную апробацию разработанных

технологий на предприятиях Сибирского региона, определить экономическую эффективность.

Научная концепция диссертационной работы. В разработку научных и практических основ использования продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона положен комплексный подход к решению взаимосвязанных задач от исследования потребительских свойств сырья с высоким содержанием физиологически функциональных ингредиентов и определения направлений его использования, до разработки рецептур, технологий производства и мучных кондитерских изделий и хлеба с растительными маслами и белковыми препаратами, а также разработки квалиметрической модели оценки качества готовых изделий.

Научная новизна. Дано научное обоснование целесообразности использования растительных масел и белковых препаратов, полученных из семян крестоцветных масличных культур, выращиваемых в Сибирском регионе, в качестве источника физиологически функциональных ингредиентов для обогащения пищевых продуктов.

Подтверждена профилактическая эффективность рыжикового масла «Золото удовольствия» на основании положительных изменений липидного спектра сыворотки крови больных сердечно-сосудистыми заболеваниями при включении масла в их рацион.

Установлено повышение качества и пищевой ценности растительных масел и белковых препаратов путем использования комплексной технологии, основанной на обрушивании семян и раздельной переработке масличных ядер и семенных оболочек.

На основании исследований условий и параметров экстракции белковых веществ, разработаны способы получения белковых препаратов (концентратов и изолятов) из жмыхов масличных ядер семян рапса и рыжика.

Предложена квалиметрическая модель оценки качества и безопасности мучных кондитерских изделий, позволяющая оценить их идентификационные показатели, безопасность, пищевую ценность, функциональные свойства и стоимость. Методом экспертной оценки установлены коэффициенты весомости показателей первого уровня, проведено структурирование функции качества МКИ, сформировано иерархическое дерево показателей качества и безопасности, выбрана формула расчета обобщенного показателя качества.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены способы регулирования и стабилизации свойств полуфабрикатов и качества мучных кондитерских изделий с растительными маслами путем применения пищевых добавок стабилизирующего действия на основе высокомолекулярных соединений.

Обоснованы принципы выбора пищевых добавок для мучных кондитерских изделий в зависимости от их функционально-технологических и физиологически функциональных свойств.

Раскрыты основные закономерности физико-химических и структурных преобразований в полуфабрикатах и готовых мучных кондитерских изделиях, характеризующие применение растительных масел и пищевых добавок стабилизирующего действия.

Разработаны технологические решения, позволяющие регулировать свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий в направлении увеличения стабильности, обоснованные функционально-технологическими свойствами, дозировками и способами внесения пищевых добавок. Определено многофункциональное влияние пищевых добавок стабилизирующего действия и их комбинаций на потребительские свойства мучных кондитерских изделий с растительными маслами.

Научно обоснованы технологии крекера, сахарного и сдобного печенья, хлеба повышенной пищевой ценности, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами, в том числе семейства щ-3, токоферолами, пищевыми волокнами.

Выполненную работу можно определить как новое научное направление в области разработки и товароведной оценки мучных кондитерских и хлебобулочных изделий с растительными маслами, заключающееся в обосновании способов регулирования и стабилизации свойств полуфабрикатов и готовых изделий, рецептур и технологий производства, комплексной оценки качества готовой продукции.

Практическая значимость. Разработаны технологии производства крекеров, сахарного и сдобного печенья, хлеба повышенной пищевой ценности с использованием растительных масел с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, в том числе семейства щ-3, токоферолов. Новизна технических решений подтверждена: пат.2289254 «Способ приготовления крекера»; пат.2333649 «Способ приготовления хлеба»; пат. 2348155 «Способ приготовления мучных кондитерских изделий»; пат.2284120 «Способ производства пралиновых конфет».

Разработана и утверждена документация на новые виды МКИ и хлеба:

- рецептуры на новые виды крекеров «Солнышко» РЦ 9132-042-00356107-2005, «Весенний» РЦ 9132-043-00356107-2005, «Крекер со вкусом карри» РЦ 9132-045-00356107-2005, «Крекер со вкусом кориандра» РЦ 9132-046-00356107-2005, «Крекер со вкусом укропа» РЦ 9132-047-00356107-2005, «Крекер со вкусом жгучего перца» РЦ 9132-048-00356107-2005, технологическая инструкция ТИ 9132-001-00356107-2005, технические условия ТУ 9132-001-00356107-2005;

- рецептуры на новые виды сахарного печенья «Минусинское» РЦ 9131-028-52287809-2007, «Рыжик» РЦ 9131-027-52287809-2007 технологическая инструкция производства ТИ 9131-012-52287809-2007, изменения в технические условия ТУ 9131-002-52287809-03;

- рецептуры на сдобное печенье «Растик» РЦ 9131-048-70617707-2008, «Сибирское» РЦ 9131-049-70617707-2008, технологическая инструкция производства, стандарт организации СТО 70617707-051-2008;

- рецептура на хлеб пшеничный «Сибиряк» РЦ 9114-052-70617707-2008, технологическая инструкция производства ТИ 9114-053-70617707-2008, стандарт организации СТО 70617707-054-2008

Результаты исследований подтверждены опытно-промышленной апробацией на ОАО «Кемеровский кондитерский комбинат», ООО «КДВ Минусинск», ООО «Аквамаркет» (г. Кемерово).

Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», «Товароведение и экспертиза хлебобулочных и кондитерских изделий», «Стандартизация, метрология и сертификация», в курсовом и дипломном проектировании студентов, обобщены в монографии «Потребительские свойства продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона».

Рыжиковое масло «Золото удовольствия» рекомендовано в качестве продукта диетического питания для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, что подтверждено санитарно-эпидемиологическим заключением Головного испытательного центра ГУ НИИ питания РАМН.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на конференциях, симпозиумах, конгрессах, выставках различного уровня, в том числе: 7-ой международной аграрной и продовольственной выставке «Алтайская нива» (Барнаул, 2001г.), международном симпозиуме «Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания» (Кемерово, 2002г.), конгрессе хлебопеков и кондитеров в рамках 3-ей специализированной выставки-ярмарки продовольственных товаров «Продлето-2003» (Барнаул, 2003г.), всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (Кемерово,2003), всероссийском конгрессе по торговле и общественному питанию «Технологические и экономические аспекты обеспечения качества продукции и услуг в торговле и общественном питании» (Кемерово.2003), 7-ом и 9-ом всероссийских форумах «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2003, 2006 г.), региональной выставке-ярмарке новых разработок и технологий в области пищевой и перерабатывающей промышленности, услуг в торговле и общественном питании (Кемерово, 2005), всероссийской научной конференции «Наука. Технологии. Инновации.» (Новосибирск, 2007), межрегиональной научно-практической дистанционной конференции «Современные наукоемкие технологии переработки сырья и производства продуктов питания: состояние, проблемы и перспективы развития» (Омск, 2007), всероссийской научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов (Майкоп, 2008), V международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2008), I межведомственной научно-практической конференции «Товароведение. Экспертиза и технология продовольственных товаров» (Москва, 2008), международной научно-практической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производств» (Воронеж, 2008), II международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 2008), всероссийской научной конференции «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск:, 2008), всероссийской научно- практической конференции «Маркетинг: теория и практика» (Магнитогорск, 2009), международной научно-практической конференции «Пища, экология и качество» (Кемерово, 2009).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 63 печатных работах, в том числе: 1 монографии, 10 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, других центральных изданиях, материалах конференций, симпозиумов, конгрессов, научных трудах различных институтов, четырех патентах РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из восьми глав, в том числе введения, аналитического обзора литературы, методологической части, результатов собственных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 350 страницах, включает 80 таблиц, 65 рисунков. Список литературы содержит 406 литературных источников отечественных и зарубежных авторов.

Личное участие автора - непосредственное участие на всех этапах постановки задач, проведения экспериментов, теоретического анализа, обобщения результатов, формулирования выводов и положений, а также апробации разработанной продукции.

Основные положения, выносимые на защиту:

- потребительские свойства продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона: рапсового и рыжикового масел, белковых препаратов, полученных из жмыхов;

- профилактическая эффективность рыжикового масла;

- химический состав структурных частей семян рапса и рыжика, обусловливающий возможность повышения качества продуктов их переработки при использовании технологии, основанной на раздельной переработке масличных ядер и семенных оболочек;

- потребительский спрос на мучные кондитерские изделия повышенной пищевой ценности и функциональной направленности;

- квалиметрическая модель оценки качества мучных кондитерских изделий, позволяющая оценить их идентификационные показатели, безопасность, пищевую ценность, функциональные свойства и стоимость;

- технологические решения регулирования и стабилизации свойств полуфабрикатов и качества мучных кондитерских изделий с растительными маслами и пищевыми добавками стабилизирующего действия;

- выявленные закономерности физико-химических и структурных преобразований в полуфабрикатах и готовых мучных кондитерских изделиях, характеризующие применение растительных масел и пищевых добавок стабилизирующего действия на основе высокомолекулярных соединений;

- научно обоснованные рецептуры и технологии производства крекера, сахарного и сдобного печенья, хлеба повышенной пищевой ценности, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами, в том числе незаменимой б-линоленовой кислотой семейства щ-3, токоферолами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Обобщены литературные сведения, научная информация и экспериментальные материалы отечественных и зарубежных авторов по рассматриваемой проблеме. Рассмотрена концепция здорового питания, роль физиологически функциональных ингредиентов в профилактике алиментарных заболеваний. Проведен анализ работ, посвященных обогащению мучных кондитерских и хлебобулочных изделий. Дана характеристика продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур (растительных масел, белковых препаратов) и их роли в питании.

Анализ научной литературы свидетельствует об актуальности, теоретической и практической важности проблемы, в связи с чем были сформулированы основные направления, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в период 1999-2009 гг. в соответствии с планом выполнения работы. Общая схема проведения исследований представлена на рис.1 и состоит из нескольких взаимосвязанных этапов.

На первом этапе выполнен аналитический обзор литературы, в котором рассмотрена роль жировых продуктов в формировании свойств теста и качества готовой продукции. Показано, что для повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий необходимо формирование ассортимента обогащенной продукции, соответствующей современным представлениям о роли питания в предупреждении алиментарных заболеваний.

Второй этап посвящен исследованию потребительских свойств и безопасности продуктов переработки семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона: рапсового и рыжикового масел, жмыхов, белковых препаратов, полученных из жмыхов. Исследована профилактическая эффективность рыжикового масла. Предложен способ повышения качества растительных масел и жмыхов посредством раздельной переработки структурных частей семян.

На третьем этапе обоснован выбор сырья и изделий для обогащения физиологически функциональными ингредиентами на основе анализа потребительских предпочтений в отношении МКИ.

Четвертый этап заключался в формировании квалиметрической модели оценки качества МКИ.

На пятом этапе разработаны способы обеспечения качества МКИ с растительными маслами на основе исследования функционально-технологических свойств рецептурных компонентов и закономерностей формирования качества полуфабрикатов и изделий с растительными маслами.

На шестом этапе разработаны рецептуры и технологии, дана оценка потребительских свойств новых видов крекеров, печенья и хлеба с растительными маслами.

На завершающем этапе разработана и утверждена техническая документация на новую продукцию. Проведена промышленная апробация и внедрение полученных результатов. Показана экономическая эффективность путем сравнения затрат на сырье.

Объектами исследований потребительских предпочтений служили образцы МКИ, реализуемых в торговой розничной сети г. Кемерово. Покупательские предпочтения отслеживались за период 2005-2008 гг.

В качестве объектов на различных этапах исследования использовались:

семена и продукты переработки рапса, рыжика и сурепицы, выращиваемых в Сибирском регионе (растительные масла, жмыхи, белковые препараты). Для исследований использовали рапс сортов «Юбилейный», «АНИЗИС-1», «СИБНИИК-198», «Ратник», рыжик сорта «Исилькулец», сурепицу сорта «Искра», выращенных в Алтайском крае, Кемеровской, Новосибирской, Томской и Омской областях в период с 1999-2008 гг.; гидроколлоиды углеводной природы - крахмал модифицированный кукурузный (КМК), модифицированный крахмал «Нуdrostarch ЕМJ 800» (HS), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), пищевые волокна «Витацель WF-200» (Вит), гуаровая камедь (ГК), ксантановая камедь (КК), комплексный стабилизатор на основе гуаровой и ксантановой камедей «Стабисол MR-63» (Ст); соевые белковые препараты - изолят «Майсол» (СБИ), концентрат «Майкон» (СБК), текстурат «Опттема» (СБТ); полуфабрикаты (эмульсия, опара, тесто) полученные при производстве крекеров, печенья и хлеба с использованием продуктов переработки семян масличных культур и вышеперечисленных пищевых добавок, а также готовые изделия.

Экспериментальные исследования проводили на базе научно-исследовательской лаборатории кафедры технологии хлеба, кондитерских и макаронных изделий ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». Ряд исследований выполнялись на базе лаборатории ООО ПКП «Провансаль», лаборатории химии пищевых продуктов Института питания РАМН, ВНИИ жиров (г. Санкт-Петербург), лаборатории «Провилаб» г.Москва, АИЛЦ «Биотест» Московского государственного университета прикладной биотехнологии, испытательной лаборатории «Качество» Томского центра стандартизации и метрологии, ФГУ САС «Томская», АНИЛ «Томская Областная ветеринарная лаборатория», Сибирского медицинского университета (г.Томск), испытательного лабораторного центра ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Кемеровской области», независимой испытательной лаборатории «Аналитик» г. Абакан.

При выполнении работы использовались общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследований, в том числе органолептические, физические, химические, микроскопические, хроматографические, микробиологические, реологические.

Исследования проводились в пяти-десяти кратной повторности. Результаты обработаны методами математической статистики в программе Microsoft Excel XP и являются достоверными. Планирование экспериментов осуществляли в соответствии с композиционными униформ-ротатабельными планами, обработкой и графической интерпретацией полученных моделей в программе Statistica 6.0, Adobe Photoshop CS 2.

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН КРЕСТОЦВЕТНЫХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР СИБИРСКОГО РЕГИОНА. В настоящее время крестоцветные культуры, представителями которых являются рапс, рыжик, сурепица занимают одну из ведущих позиций в мировом производстве масличных культур. Они удачно сочетают в себе высокую потенциальную урожайность семян с большим содержанием масла и белков. Биологические особенности этих культур позволяют выращивать их в широком диапазоне почвенно-климатических условий, в том числе в зонах рискованного земледелия, к которым относится Сибирский регион.

Пищевая ценность масличных культур определяется не только сортом, но и условиями их возделывания - составом почв и техногенной нагрузкой на нее, погодными колебаниями, продолжительностью светового дня, другими факторами. Климатические условия Сибирского региона оказывают влияние на урожайность, состав и потребительские свойства продуктов переработки масличных культур, что необходимо учитывать при их использовании.

Результаты исследований химического состава и качества семян рапса, рыжика и сурепицы, возделываемых в Сибирском регионе, показали, что наибольшая доля приходится на масло (от 40 до 50 %), затем следуют белок (от 17 до 33 %) и клетчатка (от 6 до 13 %). На долю этих компонентов приходится до 70-80 % состава, что позволяет рассматривать семена данных культур в качестве сырья для получения ценных питательных веществ.

Потребительские свойства семян и продуктов переработки рыжика недостаточно изучены. В табл. 1 представлен химический состав семян рыжика, выращенных в Сибирском регионе, а также продуктов их переработки - масел и жмыхов.

Таблица 1

Химический состав семян рыжика и продуктов их переработки

Наименование показателя	Значение показателя
	Семена	Масло	Жмых
Массовая доля влаги и летучих веществ, %	6,0- 12,0	0,1-0,2	6,0-9,0
Массовая доля липидов, %	40,4-46,0	99,8-99,9	8,0-15,0
Массовая доля сырого протеина, %	24,0-29,0	-	31,6-42,6
Массовая доля клетчатки, %	6,9-7,9	-	8,2-15,0
Массовая доля золы, нерастворимой в НCl, %СВ	3,5-4,1	0,09-0,10	3,9-5,2
Массовая доля фосфорсодержащих веществ, % в пересчете на стеороолеолецитин	-	0,3-0,6	-
Массовая доля каротиноидов, мг%	-	0,5-2,0	-
Массовая доля токоферолов, мг%	-	60,0-104,9	-
Массовая доля стеролов, %	-	0,35-0,41	-

В составе семян содержится от 40,4 до 46,0 % масла, что свидетельствует о том, что рыжик является ценным масличным сырьем. Рыжиковое масло содержит значительные количества каротиноидов, токоферолов, стеролов, фосфолипидов, которые являются физиологически функциональными ингредиентами. Белковые, минеральные вещества и клетчатка при переработке семян концентрируются в жмыхе.

Таблица 2

Жирнокислотный состав масел из семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона n=5

Наименование ЖК	Содержание ЖК, %
	рапсовое	рыжиковое
Лауриновая (С12:0)	0,02	0,02
Миристиновая (С14:0)	0,09	0,09
Пентадекановая (С15:0)	0,02	0,02
Пентадеценовая (С15:1)	0,01	0,01
Пальмитиновая (С16:0)	4,52	5,36
Гексадеценовая (С16:1)	0,06	0,04
Пальмитолеиновая (С16:1), 9-цис	0,29	0,09
Гексадекадиеновая (С16:2)	0,02	0,01
Маргариновая (С17:0)	0,04	0,05
Гептадеценовая (С17:1)	0,03	0,04
Стеариновая (С18:0)	1,73	2,26
Олеиновая (С18:1), 9-цис	57,24	14,83
Вакценовая (С18:1), 11-транс	3,02	0,80
Изо-октадекадиеновая (С18:2i)	0,03	-
Линолевая (С18:2), щ-6	20,58	17,37
г-Линоленовая (С18:3), щ-6	0,11	0,14
б-Линоленовая (С18:3), щ-3	9,15	37,7
Арахиновая (С20:0)	0,49	1,06
Гондоиновая (С20:1)	1,21	12,72
Эйкозеновая (С20:1)	0,10	0,36
Эйкозадиеновая (С20:2)	0,16	1,88
Эйкозатриеновая (С20:3)	0,06	1,54
Бегеновая (С22:0)	0,20	0,22
Эруковая (С22:1)	0,61	2,35
Докозадиеновая (С22:2)	0,03	0,10
Докозатриеновая (С22:3)	0,11	0,35
Лигноцериновая (С24:0)	0,16	0,58

Главным критерием идентификации и оценки потребительских свойств растительных масел является их жирнокислотный состав, который колеблется в определенных диапазонах. Эти колебания обусловлены различием в процессах метаболизма, вызванных разными условиями возделывания, такими как, сезонные изменения температур, различная продолжительность светового дня, качество почв, количество осадков и другими факторами.

Изучен жирнокислотный состав рапсового и рыжикового масел, полученных из семян, выращенных в условиях Сибирского региона, (табл. 2). Эти масла отличаются высоким содержанием эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств щ-3 и щ-6. Наиболее значительное количество дефицитной в питании б-линоленовой кислоты семейства щ-3, содержится в рыжиковом масле.

Исследования изменений перекисного и анизидинового чисел, состава рыжикового масла в процессе хранения позволили установить его высокую устойчивость к окислению, что обусловлено присутствием сбалансированного комплекса натуральных антиоксидантов - токоферолов, фосфолипидов, каротиноидов и др. В процессе дезодорации потребительские свойства масла улучшаются, но при этом снижается устойчивость к окислению в процессе хранения.

На базе клинико-диагностического отделения Сибирского государственного медицинского университета, совместно с ООО ПКП «Провансаль», изучено влияние курсового приема рыжикового масла «Золото удовольствия» на биохимические показатели крови больных ишемической болезнью сердца и гипертонической болезнью с нарушениями липидного обмена.

Отмечены положительные изменения липидного спектра сыворотки крови испытанной группы больных. Выявлено достоверное снижение концентрации общего холестерина, липопротеидов низкой плотности, триглицеридов и продуктов перекисного окисления липидов. Уменьшилось число лиц с умеренной и выраженной гиперхолестеринемией. Нормализация биохимических параметров в ходе курсового приема рыжикового масла сопровождалась улучшением объективных и субъективных признаков самочувствия больных.

Проведенные исследования позволили рекомендовать рыжиковое масло «Золото удовольствия» в качестве продукта диетического питания для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, что подтверждено санитарно-эпидемиологическим заключением Головного испытательного центра ГУ НИИ питания РАМН № 72/э-9612/и-02.

Для оценки потребительских свойств жмыхов, полученных из семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона исследован их химический состав (табл.3).

Таблица 3

Химический состав жмыхов семян крестоцветных масличных культур Сибирского региона

Наименование показателя	Значение показателя для жмыха
	Рапсовый	Рыжиковый	Сурепный
Массовая доля влаги и летучих веществ, %	6,0-8,7	6,6-9,0	6,1-9,0
Массовая доля липидов, % на абсолютно сухое вещество	3,8-15,1	4,4-15,0	7,9-16,8
Массовая доля протеина, % на абсолютно сухое вещество	29,0-38,6	31,0-45,3	28,0-35,9
Массовая доля клетчатки, % на абсолютно сухое и обезжиренное вещество	11,1-14,2	10,3-14,6	11,9-15,0
Массовая доля золы, не растворимой в 10%-й НСl, % на абсолютно сухое вещество	0,02-0,4	0,09-0,3	1,0-1,5

В составе жмыхов содержится от 29,0 до 45,3 % белков, от 3,8 до 16,8 % масла и от 10,3 % до 15,0 % клетчатки, что обуславливает целесообразность их использования для расширения сырьевой базы пищевой промышленности.

Известно, что проблема дефицита полноценного белка стоит достаточно остро и одним из путей ее решения является использование продукции растениеводства, в частности вторичных продуктов переработки семян масличных культур.

Результаты исследования аминокислотного состава белков жмыхов рапса и рыжика свидетельствуют о их высокой биологической ценности, поскольку в них присутствуют все незаменимые аминокислоты. Качественный состав и соотношение аминокислот рапсового и рыжикового жмыхов аналогичны, имеются лишь различия в количественном составе.

К семенам крестоцветных культур, предназначенным для получения пищевых масел, предъявляют требования по ограничению содержания в них эруковой кислоты и глюкозинолатов (изотиоцианатов). Результаты исследований содержания антипитательных веществ в семенах и продуктах переработки рапса, рыжика и сурепицы, выращиваемых в Сибирском регионе, представлены в табл. 4.

Таблица 4

Содержание антипитательных веществ в семенах и продуктах их переработки

Наименование показателя	Значение показателя
	Требования НД, не более	Рапс	Рыжик	Сурепица
Семена
Массовая доля глюкозинолатов, %	2,0	0,46-0,56	0,04-0,60	0,72-2,57
Масло
Массовая доля эруковой кислоты,%	5,0	0,5-1,9	2,2-2,8	0,9-3,4
Массовая доля серы, мг/кг	30	3,0-5,0	3,2-4,0	5,0-9,4
Жмых
Массовая доля изотиоцианатов, %	0,8	0,02-0,1	0,1-0,2	0,07-2,57

Общее количество глюкозинолатов в семенах рапса и рыжика не превышает 0,60 %, что позволяет отнести исследованные сорта к низкоглюкозинолатным, семена сурепицы - к среднеглюкозинолатным. Массовая доля эруковой кислоты в маслах исследованных семян составляет от 0,5 до 3,4 %, что характеризует данные сорта как низкоэруковые (СанПиН 2.3.2.1078-01 допускается не более 5% эруковой кислоты для пищевых масел). Общее содержание изотиоцианатов в рапсовом и рыжиковом жмыхах не превышает 0,2 %, что меньше допустимых значений (не более 0,8 % на абсолютно сухое и обезжиренное вещество).

Изучен фракционный состав тиогликозидов рыжикового и сурепного жмыхов, который зависит от сорта семян, климатических условий выращивания, состава почвы и вида удобрений и др. Установлено, что качественный состав изотиоцианатов рыжикового и сурепного жмыхов аналогичен. Изотиоцианаты в этих жмыхах представлены в основном синигрином, на долю которого приходится около 70 % от общего их содержания, а также глюконастурином (более 25 %) и небольшим количеством (3-4%) 5-винил-2-тиооксизолидона (ВТО). Токсичные свойства жмыхов крестоцветных культур в основном объясняют присутствием в них ВТО, который содержится в исследованных рыжиковом и сурепном жмыхах в незначительных количествах.

Показатели безопасности семян и масел и жмыхов крестоцветных масличных культур, выращенных в Сибирском регионе соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. Исследования безопасности семян, жмыхов и масел дополнены проверкой на токсичность с использованием теста с инфузориями Tetraximena pyriformis, который показал отсутствие токсичности.

Повышение качества продуктов переработки семян рапса и рыжика.

Таблица 5

Жирнокислотный состав масел из неочищенных семян и масличных ядер рапса n=5

Наименование ЖК	Содержание ЖК в масле, %
	Семена	Ядро
Лауриновая (С12:0)	0,02	0,03
Миристиновая (С14:0)	0,09	0,10
Пентадекановая (С15:0)	0,02	0,02
Пентадеценовая (С15:1)	0,01	0,01
Пальмитиновая (С16:0)	4,52	4,52
Гексадеценовая (С16:1)	0,06	0,04
Пальмитолеиновая (С16:1), 9-цис	0,29	0,16
Гексадекадиеновая (С16:2)	0,02	0,04
Маргариновая (С17:0)	0,04	0,04
Гептадеценовая (С17:1)	0,03	0,03
Стеариновая (С18:0)	1,73	1,68
Олеиновая (С18:1) 9-цис	57,24	58,34
Вакценовая (С18:1) 11транс	3,02	2,52
Изо-октадекадиеновая (С18:2i)	0,03	0,03
Линолевая (С18:2)	20,58	19,82
г-Линоленовая (С18:3) щ-6	0,11	0,09
б-Линоленовая (С18:3) щ-3	9,15	9,62
Арахиновая (С20:0)	0,49	0,45
Гондоиновая (С20:1)	1,21	1,22
Эйкозадиеновая (С20:2)	0,16	0,19
Эйкозатриеновая (С20:3)	0,06	0,08
Бегеновая (С22:0)	0,20	0,19
Эруковая (С22:1)	0,61	0,46
Докозадиеновая (С22:2)	0,03	0,03
Докозатриеновая (С22:3)	0,11	0,09
Лигноцериновая (С24:0)	0,16	0,18

Переработка семян рапса и рыжика сложна из-за особенностей их строения, присутствия антипитательных и нежелательных соединений, придающих продуктам их переработки повышенную цветность, горечь, специфический вкус и запах.

Изучено распределение и состав основных пищевых веществ в оболочке и ядре семян рапса и рыжика. Установлено, что в очищенных от оболочки ядрах семян концентрируются основные питательные вещества - масло и белки. Доля влаги и клетчатки в ядре меньше, чем в исходных семенах, что позволяет повысить эффективность их переработки.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесообразности разделения семян на оболочку и масличное ядро и их дальнейшее их использование в зависимости от состава. Ядра можно рассматривать в качестве сырья для получения масел и белковых препаратов, оболочку - пищевых волокон.

Сравнительный анализ жирнокислотного состава масел из целых семян рапса и очищенных от оболочки ядер (табл. 5) показывает, что в масле, полученном из очищенных ядер, на 25 % снизилась доля эруковой кислоты, увеличилось на 5 % количество незаменимой б-линоленовой ЖК семейства щ-3, что повышает пищевую ценность и уровень безопасности масла. Масло из очищенных ядер семян имеет меньшие значения цветного, кислотного и перекисного чисел, что свидетельствует о его высоком качестве.

Исследование углеводного состава семян рапса и рыжика показало, что в структурных частях семян содержатся до 4,6% сахаров, большая их часть локализована в масличном ядре (табл.6).

Таблица 6

Состав углеводов структурных частей семян рапса и рыжика n=5

Наименование показателя	Значение показателя
	Рапс	Рыжик
	Оболочка	Ядро	Оболочка	Ядро
Массовая доля пищевых волокон, %, в том числе:	74,58	-	73,60	-
нерастворимая фракция растворимая фракция	70,24 4,35	- -	63,11 10,49	- -
Массовая доля сахаров, %, в том числе: сахароза глюкоза фруктоза	2,33 0,018 -	4,59 0,042 0,239	3,01 0,006 0,092	3,90 0,030 0,022

Семенные оболочки рапса и рыжика содержат более 73 % пищевых волокон, большая часть которых представлена нерастворимой фракцией. Растворимой фракции пищевых волокон в оболочке рыжика содержится более 10 %, что в два с половиной раза больше, чем в оболочке рапса. Обе формы пищевых волокон представляют интерес вследствие их различных функциональных свойств. Это обусловливает возможность использование семенных оболочек рапса и рыжика в качестве сырья для получения препаратов пищевых волокон.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о целесообразности разработки технологии комплексной переработки семян рапса и рыжика, основанной на разделении структурных частей семян. Такая технология позволит повысить качество продуктов переработки масличных культур - масел и жмыхов, более полно использовать компоненты химического состава семян.

Получение белковых препаратов из жмыхов и оценка их качества. Сырьем для получения пищевого растительного белка могут являться жмыхи, которые образуются после отжима масла и являются вторичными продуктами переработки семян. Их потенциал, в качестве сырья для производства пищевых продуктов, в настоящее время не используется. В этой связи исследована возможность получения из них белковых препаратов.

Исследовано влияние рН на растворимость белковых веществ рапсового и рыжикового жмыхов. Полученные результаты позволили установить, что изоэлектрическая точка большинства белков рыжикового жмыха лежит в интервале рН 3,0 - 3,5, рапсового жмыха - рН 2 - 3.

Для экстракции нежелательных и антипитательных соединений из обезжиренного жмыха рыжика предложено использовать в качестве растворителя водный раствор этилового спирта, что позволяет экстрагировать низкомолекулярные углеводы, свободные аминокислоты, изофлавоны, фенолы и фенольные кислоты, фосфолипиды, глюкозинолаты.

Установлено, что для получения рыжикового белкового концентрата с нейтральными органолептическими характеристиками и хорошими функционально-технолгическими свойствами необходима трехкратная экстракция нежелательных и антипитательных веществ из шрота водным раствором этилового спирта 50 %-ной концентрации при температуре 40°С в течение 60 минут.

Определен оптимальный состав растворителя и параметры экстракции белковых веществ из обезжиренного жмыха рыжика: состав экстрагента - 6 % раствор NаСl и 0,4 % раствор NаОН в воде; температура экстракции 40°С; продолжительность 60 минут. Полученную экстракцией белковую пасту для удаления красящих и одорирующих веществ необходимо четырехкратно, последовательно промывать водой температурой 50°С и однократно 50%-ным водным раствором этанола.

Изучены потребительские свойства белковых препаратов из жмыхов рапса и рыжика, которые характеризуются совокупностью органолептических и физико-химических показателей (табл. 7), биологической ценностью, показателями безопасности, функционально-технологическими свойствами.

Таблица 7

Показатели качества белковых препаратов из жмыхов рапса и рыжика n=6

Наименование показателя	Значение или характеристика показателя
	Рыжиковые белковые препараты	Рапсовые белковые препараты
	Концентрат	Изолят	Концентрат	Изолят
Цвет	От кремового до светло-коричневого
Вкус	Нейтральный
Запах	Нейтральный, с наличием легкого запаха спирта у пасты
Массовая доля влаги, %	5,4±0,5	5,2±0,3	5,1±0,4	7,1±0,5
Массовая доля сырого протеина, %	52,5±0,8	80,0±1,0	50,4±0,9	77,8±1,0
Массовая доля сырой клетчатки, %	37,0±0,5	1,5±0,4	45,6±0,5	1,5±0,3
Массовая доля жира, %	1,4±0,4	0,6±0,2	1,5±0,4	0,5±0,3
Массовая доля золы, %	6,1±0,5	3,0±0,4	5,3±0,5	3,3±0,5
рН	6,8-7,3	5,8-7,2	6,4-7,1	5,9-7,0

Несколько меньшая массовая доля белка в препаратах, по сравнению с принятой нормой для аналогичных продуктов, связана с тем, что препараты получены из вторичных продуктов переработки семян масличных семян. В процессе переработки белки семян повергаются воздействию высоких температур и давления, что способствует денатурации белковых молекул и снижает их растворимость. Вместе с тем, доля белка в препаратах незначительно отличается от принятой нормы, а использование вторичного сырья для производства белковых препаратов экономически оправдано.

Для оценки биологической ценности белковых препаратов определен аминокислотный состав рапсового и рыжикового белковых концентратов и изолятов (табл. 8).

Таблица 8

Аминокислотный состав белковых изолятов из жмыхов семян рапса и рыжика, выращенных в Сибирском регионе n=5

Наименование аминокислоты	Массовая доля аминокислот в белковых изолятах, %	Аминокислотный скор, %
	ФАО/ВОЗ (идеальный белок)	Рапсовый	Рыжиковый	Рапсовый	Рыжиковый
Незаменимые аминокислоты:
Валин	5,0	3,28	4,83	65,6	96,6
Изолейцин	4,0	2,78	3,78	69,5	94,5
Лейцин	7,0	4,53	6,25	64,7	89,3
Лизин	5,5	3,12	2,91	56,7	52,9
Метионин+цистин	3,5	2,65	3,20	75,7	91,4
Треонин	4,0	2,60	3,35	65,0	83,8
Фенилалнин+тирозин	6,0	4,74	6,39	79,0	106,5
Заменимые аминокислоты:
Аспарагиновая кислота	-	5,21	7,78	-	-
Аргинин	-	4,39	8,71	-	-
Глутаминовая кислота	-	11,72	16,96	-	-
Гистидин	-	1,67	2,07	-	-
Пролин	-	5,09	6,16	-	-
Серин	-	2,63	3,66	-	-
Глицин	-	3,29	4,72	-	-
Аланин	-	2,18	3,11	-	-

Как следует из табл. 8, качественный состав аминокислот рапсового и рыжикового белковых изолятов аналогичен, а количественный состав несколько различается. Оба вида изолятов содержат все незаменимые аминокислоты, главной лимитирующей аминокислотой является лизин. Рыжиковый белковый изолят, содержит большее количество незаменимых аминокислот, чем рапсовый, имеет более сбалансированный состав аминокислот, приближенный к составу эталонного (идеального) белка в соответствии с рекомендациями ФАО и ВОЗ.

Белковые препараты исследованы также по комплексу показателей, обеспечивающих их безопасность, в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01. Проверку на токсичность проводили с использованием теста на биологическом объекте Tetraximena pyriformis, который показал их гигиеническое благополучие....