Методологические и научные основы разработки новых видов продуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Краткий курс лекций по дисциплине

«Методологические и научные основы разработки новых видов продуктов»



Тема 1 Теоретические основы науки о питании

Содержание лекции: Характеристика основных теорий питания: адекватное, сбалансированное, рациональное, функциональное. Значение питания для человека, функции питания, режимы питания - 2 ч.

Цель работы: проанализировать основные характеристики существующих теорий питания, рассмотреть такие понятия, как «значение питания для человека», «функции питания», «режимы питания».

Ключевые понятия: адекватное, сбалансированное, рациональное, функциональное питание, значение питания, функции и режимы питания человека.

Вопросы для обсуждения:

1. Значение питания для человека, функции питания, режимы питания.

2. Характеристика основных теорий питания:

· адекватное,

· сбалансированное,

· рациональное,

· функциональное.

Методика проведения:

Перед лекцией поставить перед обучаемыми несколько ключевых вопросов. Можно останавливать презентацию на заранее намеченных позициях и проводить лекцию. По окончании лекции необходимо обязательно совместно с обучающимися подвести итоги и озвучить извлеченные выводы.

Питание - важнейшая физиологическая потребность организма. Ведь процесс жизнедеятельности человека связан, как известно, с потерей энергии и пластических материалов. Восполнение их составляет главную функцию питания. Пища - «исходный материал», необходимый для построения и обновления клеток и тканей организма, для образования ферментов, гормонов и массы прочих регуляторов обменных процессов и жизнедеятельности. Обмен веществ, само строение клеток, тканей и органов теснейшим образом связаны с характером питания.

Во всем многообразии пищи лишь шесть составляющих - белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины и, разумеется, вода. Но вот переваривание, всасывание и усвоение организмом человека этих веществ имеет сотни особенностей. Это и составляет многосложный, порой загадочный и пока до конца не изученный процесс, название которому - питание. А разработка основ рационального питания - наука, и, пожалуй, одна из самых сложных и актуальных.

Сегодня человек уже не может вести нормальный образ жизни, быть здоровым и деятельным, оставаясь неграмотным в вопросах питания. Эта неграмотность порождает массу нелепых предрассудков, а зачастую и вредных привычек. «Сколько легкомысленного пренебрежения к одному из важнейших вопросов человеческого существования, - отмечал известный учёный, занимающийся вопросами питания, академик А.А. Покровский. - Наука о питании - это наука о превращении пищи в организме человека в энергию и структуры человеческого тела, наука об основных законах жизнедеятельности организма».

Как известно, человек рождается для жизни. Но без питания жизнь невозможна. Вот почему многие выдающиеся мыслители на протяжении всего существования человечества уделяли внимание вопросам питания. Только один перечень этих имён способен убедить в том, что питание - одна из важнейших и сложнейших проблем. Она волновала Гиппократа и Авиценну, Бэкона и Дарвина, А.И. Герцена и М. Горького, И.И. Мечникова и И.М. Сеченова, Н.И. Пирогова и И.П. Павлова. Этот список можно было бы продолжить, но и названные имена убеждают, насколько актуальной всегда была проблема питания человека.

Поэтому просто несерьёзным выглядит сегодня пренебрежительное отношение вполне образованных людей к своему питанию. Академик А.А. Покровский констатировал: «Беспорядочное питание, к сожалению, довольно обычно для многих. Едят на ходу, что придётся, забывают поесть вовремя, пренебрегают возрастными особенностями, условиями труда и климата, позволяя себе упрямо нарушать правила питания: одни переедая, надеясь на свой организм, другие недоедая, из сугубо эстетических соображений - «для сохранения стройной фигуры»... Для того, чтобы пища приносила максимальную пользу, чтобы дети росли здоровыми и сильными, чтобы люди могли долго оставаться работоспособными, нужно, чтобы каждый понимал законы рационального питания, поэтому необходимо науку о питании сделать доступной и понятной для всех».

Рациональное питание - это достаточное в количественном и полноценное в качественном отношении питание, основа которого - сбалансированность, то есть оптимальное соотношение всех компонентов пищи.

Теория сбалансированного питания, которую в нашей стране разработал Институт питания АМН под руководством А.А. Покровского, заключается в установлении тесной связи питания с процессами обмена веществ.

Согласно этой теории обеспечение нормальной жизнедеятельности организма возможно при условии его снабжения не только адекватными количествами энергии и белка, но и при соблюдении достаточно строгих взаимоотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания (всего их 60), каждому из которых в обмене веществ принадлежит специфическая роль.

Функции питания

Три основные функции выполняет питание. Первая функция заключается в снабжении организма энергией. В этом отношении человека можно условно сравнить с машиной, которой для совершения работы требуется поступление топлива. Рациональное питание предусматривает примерный баланс поступления энергии и ее расходования на обеспечение процессов жизнедеятельности. Расход энергии в организме человека связан, во-первых, с основным обменом; во-вторых, со специфическим динамическим действием пищи (тратой энергии во время переваривания пищи); и наконец, с мышечной деятельностью.

Вторая функция питания заключается в снабжении организма пластическими веществами, к которым прежде всего относятся белки, в меньшей степени углеводы. В организме человека на протяжении всей его жизни постоянно разрушаются одни клетки и внутриклеточные структуры и вместо них появляются другие. «Строительный материал» для этого непрерывного процесса обновления - это те химические вещества, что входят в состав пищевых продуктов. В детском возрасте потребность в пластических веществах, естественно, повышена, ибо в этот период они используются не только для замены разрушенных клеток, но и собственно для роста организма.

Наконец, третья функция питания заключается в снабжении организма биологически активными веществами, необходимыми для регуляции процессов жизнедеятельности. Ферменты и большинство гормонов, являющиеся регуляторами химических процессов, протекающих в организме, синтезируются самим организмом. Однако некоторые соединения, без которых ферменты не могут проявлять свою активность, а также некоторые гормоны организм человека может синтезировать только из специальных предшественников, находящихся в пище - витаминов. Эта функция питания возникла позже других в процессе эволюции и закрепилась в потомстве, так как давала несомненные преимущества в борьбе за существование.

Все пищевые вещества делятся на заменимые и незаменимые. К незаменимым относятся незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, витамины и минеральные вещества.

Итак, рациональное питание (от латинского слова rationalis - разумный) - это физиологически полноценное питание здоровых людей с учётом их пола, возраста, характера труда и других факторов. Такое питание способствует нормальному развитию организма, сохранению здоровья, высокой умственной и физической работоспособности, повышению сопротивляемости вредным факторам окружающей среды, активному долголетию. Основой рационального питания являются пищевой рацион, режим питания и условия приёма пищи.

Условия рационального питания

Пищевой рацион, пожалуй, главное условие рационального питания. Он определяет здоровье человека, его выносливость и долголетие. Каковы же требования к пищевому рациону?

Прежде всего, он должен содержать оптимальные количества сбалансированных между собой питательных веществ, то есть иметь надлежащий химический состав. Энергетическая ценность рациона должна соответствовать энерготратам организма, то есть покрывать эти затраты. Хорошая усвояемость, которая зависит от сочетания пищевых веществ и от способа их приготовления, - также необходимое условие полноценного рациона. Важно, чтобы входящая в рацион пища имела высокие органолептические свойства, то есть должную консистенцию, приятный вкус и запах, соответствующий внешний вид (цвет, форму), оптимальную температуру. Эти свойства оказывают существенное влияние на аппетит человека и на усвояемость пищи. Разнообразие - ещё одно требование к рациону. Для этого необходим широкий ассортимент продуктов, а также применение различных приёмов их кулинарной обработки. И наконец, все пищевые вещества, входящие в рацион, должны отвечать высоким санитарно-эпидемическим требованиям и быть совершенно безвредными.

Режим питания - второе важнейшее условие рационального питания. Здесь речь идёт о времени и количестве приёмов пищи, перерывах между ними, распределении рациона (по энергоценности, набору продуктов, объёму между завтраком, обедом и ужином).

Определённое значение имеют и условия приёма пищи: сервировка стола, отсутствие отвлекающих от еды факторов. Это способствует хорошему аппетиту, лучшему усвоению пищи.

Современная наука о питании сформулировала три основных его принципа: умеренность, разнообразие, режим питания. Не случайно во главе этой триады стоит умеренность, которая определяет в конечном итоге здоровье человека и даже его образ жизни. Умеренности в еде посвятили свои строки многие выдающиеся философы, писатели, учёные. Великий Гиппократ ещё 2500 лет назад предупреждал, что «чрезмерное насыщение желудка производит болезни, а чрезвычайно тучные люди гораздо скорее умирают, чем худощавые».

Отражением принципа умеренности является формула сбалансированного питания, содержащая данные о потребностях организма человека в пищевых веществах и взаимосвязи между ними. Согласно ей для хорошего усвоения пищи и нормальной жизнедеятельности организма необходимо его снабжение всеми пищевыми веществами в определённых соотношениях между собой. Особое значение при этом придаётся сбалансированности незаменимых факторов питания человека.

Учеными Института питания АМН были разработаны нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения страны. Эти нормы являются средними величинами, отражающими оптимальные потребности отдельных групп населения в пищевых веществах и энергии. Именно они должны быть ориентиром при организации питания в семье. Нормы питания учитывают пол и возраст человека, характер и условия его труда, физиологическое состояние организма, климатические особенности региона.

При разработке теории адекватного питания огромный вклад был внесен академиком А.М. Уголевым. Практической реализацией постулатов теории адекватного питания являются законы рационального питания:

1. Соблюдение равновесия между поступающей с пищей энергией (энергетическая ценность) и энергетические затраты организма на все виды его жизнедеятельности.

2. Оптимальное соотношение отдельных компонентов пищи в соответствии с потребностями данного индивидуума или группы населения.

3. Наличие в пище незаменимых пищевых веществ.

4. Наличие в пище защитных компонентов.

5. Обеспечение органолептических достоинств пищи, способствующих ее перевариванию и усвоению.

6. Применение рациональных методов технологической обработки, способствующих удалению вредных веществ и не вызывающих уменьшения пищевой и биологической ценности, а также образованию токсичных веществ в пище.

7. Распределение пищи по приемам в течение суток в соответствии с биоритмом, режимом и характером трудовой и иных видов деятельности. В основу режима питания положены следующие принципы: регулярность питания, дробность питания в течение суток, соблюдение принципа рационального подбора продуктов при каждом приеме пищи, разумное распределение пищи в течение дня.

8. Учет возрастных потребностей организма и двигательной активности с необходимой профилактической направленностью рациона.

Что является главным при определении потребности в пищевых веществах для взрослого человека?

Прежде всего, энергозатраты, обусловливаемые характером труда. В нормах питания все люди в возрасте от 18 до 60 лет подразделены на группы по степени интенсивности труда и связанных с этим энергозатрат. При этом учтено постепенно возрастное снижение энергозатрат, что отражается на потребности человека в энергонесущих веществах. Подразделение по полу обусловлено меньшей величиной массы тела и менее интенсивным обменом веществ у женщин по сравнению с мужчинами. Поэтому потребность в энергии и отдельных пищевых веществах у женщин всех возрастных категорий и профессиональных групп в среднем на 15 процентов ниже, чем у мужчин. В нормах питания отдельно выделены физиологические потребности беременных женщин и кормящих матерей.

При определении потребности в пищевых веществах и энергии для людей в возрасте от 18 до 60 лет в качестве средней идеальной массы тела принято 70 килограммов для мужчин и 60 килограммов для женщин. Для лиц с избыточным весом (с учётом пола, возраста, роста, телосложения) потребность в пищевых веществах и энергии определяется индивидуально в соответствии с задачами оздоровительной регуляции массы тела.

В нормах питания выделены также группы пожилых (60-74 года) и старых (75 лет и старше) людей. Характерное для этих групп существенное снижение обменных процессов и ограничение физической активности обусловливает уменьшение у них потребности в пищевых веществах и энергии. Однако те представители этой группы, которые ведут активный образ жизни, занимаются физическим трудом, физической культурой, вносят в свой рацион изменения, касающиеся только структуры питания.

В разработанных нормах питания даются оптимальные величины потребления основных компонентов питания (белков, жиров, углеводов) в необходимых соотношениях между ними. При этом нужно учитывать, что для обеспечения полноценности аминокислотного состава пищи белки животного происхождения должны составлять примерно 50 процентов от рекомендуемых величин потребности в белке.

Нормы питания, утверждённые Министерством здравоохранения, предусматривают подразделение по трем климатическим зонам: центральной, южной и северной. Учёные установили, что потребность в энергии населения северной зоны превышает этот же показатель для центральной зоны на 10-15 процентов, но потребность в белках и углеводах здесь примерно та же, что и в центральной зоне. Значит, все превышение идёт в основном за счёт жиров. Для южной же зоны сравнительно с центральной потребность в энергии понижена на 5 процентов за счёт уменьшения доли жиров, замещаемой углеводами. Нормы потребления основных минеральных веществ разработаны с учётом соотношений между кальцием, фосфором, магнием, а также особенностей усвоения организмом человека железа. Что же касается рекомендуемых норм потребления тиамина, рибофлавина, витамина В6, ниацина и витамина С, они разработаны с учётом рекомендуемых величин потребления энергии.

Статистика свидетельствует, что 80 процентов продуктов питания потребляется в домашней кулинарии и только 20 процентов - на предприятиях общественного питания. Практически почти все работающие завтракают и ужинают дома и только обедают по месту работы и учёбы. А неработающие весь пищевой рацион принимают дома. Поэтому важно организовать рациональное питание в каждой семье. Но для того, чтобы каждый член семьи знал, как правильно и вкусно питаться, кто-то в семье (скорее всего хозяйка дома) должен не только организовать питание по-научному, но и взять на себя ещё одну важную функцию: обучить других членов семьи, особенно детей, культуре питания. Иначе неизбежны ошибки в организации питания со всеми вытекающими отсюда последствиями и для семьи в целом, и для каждого ее члена в отдельности.

Первым принципом рационального питания для практически здоровых людей мы считаем умеренность в употреблении пищи. Для соблюдения этого правила необходимо, чтобы было сбалансировано количество потраченной человеком энергии и полученной им с пищей. Здесь следует взять за правило: считать! Никакого пищевого переизбытка. Только «золотая середина». Сколько энергии затрачено - столько ее и надо вернуть организму.

И нужно напомнить о необходимости физических упражнений - для всех, но особенно для лиц, занятых умственным трудом, для имеющих излишнюю массу тела.

Утренняя зарядка, лечебная физкультура, быстрая ходьба, бег трусцой, лыжные прогулки, походы - вместо сидения у телевизора или интернета. На них почему-то время находится. Физкультура должна занять прочное место в нашей жизни. Это тоже залог здоровья.

Второй принцип - разнообразное питание. В меру пищи - полезной и разной, сказали бы мы. Это гарантия того, что организм получит все необходимые для нормальной жизнедеятельности компоненты питания.

Если человек ест изо дня в день одну и ту же пищу, у него может пропасть аппетит. Это наш мудрый организм бунтует - сигнализирует о неблагополучии, даёт понять, что ему нужны другие компоненты. А к нему следует прислушиваться. Значит, разнообразное питание физиологически целесообразно.

Существует точка зрения, что питание должно быть разнообразным, но раздельным. То есть употреблять в один приём следует какой-либо один продукт. Дают этому и физиологическое обоснование: углеводы начинают перевариваться уже в ротовой полости - в щелочной среде, белки - в желудке, в кислой среде. Жир же вообще задерживает эвакуацию пищи из желудка.

Мы придерживаемся другой точки зрения. Наиболее благоприятным для работы всех ферментов панкреатического сока является максимальное разнообразие пищи, содержащей оптимальные соотношения белков, жиров и углеводов. Ферменты не должны оставаться безработными.

В идеале пища должна варьироваться как в продолжение недели, так и в течение дня. Многое зависит от сезона, от реальных возможностей. Но стремиться к максимальному разнообразию необходимо.

Наконец, третий принцип состоит в соблюдении правильного физиологического режима питания. Для здорового человека целесообразно сделать его 3-4-разовым. На завтрак должно приходиться около одной трети общего количества суточного рациона, на обед - несколько больше трети и на ужин - менее трети. Ведь после трудового дня энерготраты обычно небольшие. Можно рекомендовать также выпить стакан кефира перед сном.

Принципы сбалансированного питания

Теория сбалансированного питания появилась более 200 лет назад и полностью сформировалась в конце 19 - начале 20 века. Значительный вклад в ее развитие внес академик А. А. Покровский и его ученики.

Принципы сбалансированного питания:

1) Питание способствует поддержанию молекулярного состава организма, а также служит источником энергии и строительного материала.

2) Питание считается идеальным, в случае если поступающие пищевые вещества в организм максимально точно по составу и времени соответствуют их расходу. То есть входящий набор веществ точно возмещает те питательные элементы, которые расходуются на работу и построение структур тела. Читать подробнее, как проводится подсчет энергетических затрат и калорийности пищи.

3) Проникновение питательных веществ в кровь происходит в процессе разрушения пищевых структур и всасывания нутриентов, которые необходимы для обмена веществ, удовлетворения энергетических и пластических потребностей организма.

4) В состав пищи входит несколько компонентов, которые различаются по физиологическому значению: полезные нутриенты (углеводы, жиры, белки, минералы, витамины, аминокислоты, вода), балластные компоненты и токсические вещества. С точки зрения сбалансированного питания, если нутриенты являются ценной частью пищи, то ее можно очистить от балластных веществ (пищевых волокон) и токсических элементов.

5) Ценность продукта обусловлена количеством и соотношением в нем моносахаридов, некоторых солей, жирных кислот, аминокислот и витаминов, то есть полезных нутриентов - мономеров. Обмен веществ в организме зависит от уровня их содержания, поэтому возможно создать элементные (мономерные) диеты. Смысл в том, чтобы полимерную пищу заменить пищей только из тех элементов, которые участвуют в обмене веществ, чтобы удовлетворить потребности организма в точном соответствии с особенностями обмена.

6) Процесс утилизация пищи происходит с помощью самого организма.

Таким образом, сбалансированным называется такое питание, при котором в организм вовремя и организованно поступают продукты питания, содержащие в правильных соотношениях все вещества, которые необходимы для обеспечения энергетических затрат, обновления тканей и являются регуляторами метаболических процессов.

На основании теории сбалансированного питания разрабатывали пищевые рационы для различных групп населения, учитывающие физические нагрузки, климатические и другие условия, создавались новые пищевые технологии, были открыты ранее неизвестные витамины, микроэлементы, аминокислоты. К плюсам также можно отнести создание парентерального питания (внутривенного), используемого сейчас в лечебных целях. Кроме того, на основе этой теории разрабатывалась концепция питания для космонавтов.

Наиболее полно теория сбалансированного питания реализовалась в создании так называемой «идеальной пищи». Ученые разработали мономерное или элементное питание. Идея заключалась в следующем: потребляемая нами пища заменяется конечными продуктами переваривания, которые поступают из желудочно-кишечного тракта в кровь и участвуют в обмене веществ. В состав пищи войдут мономеры (конечные продукты): аминокислоты вместо белков, глюкоза вместо олиго- и полисахаридов, жирные кислоты вместо растительных и животных жиров, а также минеральные вещества, витамины, различные соли. Очень серьезным просчетом ученых стало удаление из пищевых продуктов балластных веществ, необходимых для организма.

· Функциональное питание

С течением времени у нас всё меньше возможностей следить за своим здоровьем и от этого оно вовсе не улучшается. У нас нет времени на спорт и режим, не говоря о времени на болезни. Именно в таких случаях приходит на помощь функциональное питание.

Понятие «функциональной пищи» подразумевает в своём составе наличие ценных и редких элементов, положительно влияющих на иммунитет организма, предупреждение заболеваний и укрепление общего физического и эмоционального фона. Основной акцент в этой системе ставится не столько на состав и пищевую ценность продуктов, сколько на их биологическую ценность для нашего организма.

Настоящей проблемой стало то, что нынешние продукты питания нашего рациона не богаты полезными питательными веществами: масса заменителей, красителей и прочих экономических и технологических добавок составляют весомую часть продуктов. Объемы их потребления неуклонно растут.

Актуальным стал вопрос «скрытого голода» на важные микроэлементы и биологически активные составляющие. Количество белков, углеводов и жиров можно прочесть на упаковках, но об их происхождении и качестве даже не упоминается. Американцы придумали для таких продуктов с пустыми калориями своё название «junk-food» (пустая еда). Как следствие, мы потребляем необходимое количество калорий, но совсем не получаем даже крохотной доли необходимых для полноценной работы организма микроэлементов и полезных бактерий.

Теория адекватного питания

Сегодня базисом пищевых технологий является теория сбалансированного питания. Она позволила дать научное обоснование потребности в пище по энергетическим и пластическим компонентам, преодолеть многие болезни, связанные с недостатком витаминов, незаменимых аминокислот, микроэлементов и т.д.

На ее основе созданы различные рационы для всех групп населения с учетом физических нагрузок, климатических и др. условий жизни. Согласно этой теории построены технологии современной переработки продуктов растениеводства и животноводства.

В то же время следствием теории сбалансированного питания было несколько чрезвычайно серьезных ошибок.

1. Создание улучшенной пищи за счет обогащения продуктов веществами, непосредственно участвующими в обмене веществ, а также удаление балластных и вредных соединений. Однако этот путь ведет к формированию многих нарушений, которые могут быть охарактеризованы как болезни цивилизации.

2. Элементное (мономерное) питание. Идея сделать пищу максимально полезной трансформировалась в идею создать комплекс веществ, необходимых для поддержания жизни и не нуждающихся в переработке, корректировке состава и т.д. Предполагалось перейти к промышленному изготовлению идеальной пищи, состоящей из оптимальных смесей всасываемых элементов, преимущественно мономеров.

3. Прямое (парентеральное) питание. Существует представление, сформированное в 1908 г. французским химиком П.-Э.-М. Бербло, что одна из главных задач будущего - прямое введение в кровь нутриентов, минуя желудочно-кишечный тракт.

Экспериментальная проверка ряда положений теории сбалансированного питания с учетом мембранного пищеварения и новых открытий науки привела к пересмотру основных постулатов.

Как показали результаты исследований, балансный подход и вытекающая из него идея рафинирования (безбаластной) пищи принесли существенный вред. Так, снижение доли балластных веществ, клетчатки в рационе способствовало развитию многих заболеваний, в том числе желудочно-ки-шечного тракта, печени, желчных путей, нарушений обмена, возникновению ожирения и т.д.

Кризис теории сбалансированного питания и открытие важных, ранее неизвестных механизмов (лизосомного и мембранного типов пищеварения, различных типов транспорта, общих эффектов кишечной гормональной системы); результаты сопоставления ряда характеристик безмикробных животных и человека, в организм которых вводились контролируемые бактериальные культуры; данные прямых исследований влияния элементных диет на организм и т.д. привели к пересмотру ее основных положений. Такая ревизия позволила сформулировать теорию адекватного питания, в основу которой легли новые постулаты основополагающего значения:

1. Питание поддерживает молекулярный состав и возмещает энергетические и пластические расходы организма на основной обмен, внешнюю работу и рост (этот постулат является общим для классической и новой теории питания).

2. Необходимыми компонентами пищи служат не только нутриенты, но и балластные вещества.

3. Нормальное питание обусловлено не одним потоком нутриентов из желудочно-кишечного тракта, а несколькими потоками нутритивных и регуляторных веществ, имеющих жизненно важное значение.

4. В метаболическом и особенно трофическом отношениях ассимилирующий организм рассматривается как надорганизм.

5. Существует эндоэкология организма-хозяина, образуемая микрофлорой его кишечника.

6. Баланс пищевых веществ достигается в результате освобождения нутриентов из структур пищи при ферментативном расщеплении ее макромолекул за счет полостного и мембранного пищеварения (в ряде случаев внутриклеточного), а также вследствие синтеза новых веществ, в том числе незаменимых. Относительная роль готовых первичных и вторичных нутриентов варьирует в широких пределах.

Комбинированные продукты питания

В связи с недостаточным потреблением человеком тех или иных пищевых веществ возникла острая необходимость в создании комбинированных продуктов питания сложного рецептурного состава.

Производство комбинированных продуктов питания сейчас осуществля-ется по следующим направлениям:

1. Улучшение аминокислотного состава пищи путем введения в нее пептидов. Показано, что по эффективности пептидные гидролизаты не уступают аминокислотным смесям и белкам, а также использование белков на основе хлопчатника, бобовых, белков микробиологического происхождения, морепродуктов, белков молока, крови, изолятов.

2. Использование в производстве продуктов различных пищевых добавок для улучшения цвета, вкуса, структуры. При этом использование добавок, полученных из природного сырья, имеет преимущества.

3. Применение прикладной биотехнологии в производстве продуктов питания.

4. Использование незаменимых факторов питания для обогащения ими продуктов питания.

В частности, в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности широко ведутся исследования по созданию комбинированных продуктов питания, которые соответствуют как современным медико-биологическим требованиям, так и сложившимся традициям и привычкам населения.

В нашей стране и за рубежом разрабатываются новые виды сливочного масла с наполнителями, причем заметен рост производства молочных продуктов с использованием в качестве наполнителей сырья немолочного происхождения. Сливочное масло с вкусовыми добавками используется только в натуральном виде, что позволяет комбинировать его состав и свойства путем регулирования соотношения основных компонентов (жира, белка, углеводов), применения улучшителей качества (стабилизаторов структуры, ароматизаторов, красителей и др.).

Особенно перспективным направлением является комбинирование молочной продукции: молочной основы с сырьем растительного происхождения. При производстве продуктов на основе молочного жира растительное сырье и продукты его переработки, обладающие высокими органолептическими свойствами и пищевой ценностью, находят широкое применение.

В последние годы получило развитие в производстве пищевых продуктов использование местного растительного сырья, что способствует значительной экономии расходов дорогостоящих продовольственных ресурсов с аналогичными или близкими по значению основными физико-химическими свойствами, снижению расходов по доставке сырья на производство.

Вопросы для самоконтроля

1. Значение питания для человека, функции питания, режимы питания

2. Характеристика адекватного питания

3. Характеристика сбалансированного питания

4. Характеристика рационального питания

5. Характеристика функционального питания

Тема 2 Научные основы технологии производства пищевых продуктов

продукт питание пищевой полуфабрикат

Содержание лекции: Научные принципы обогащения пищевых продуктов микронутриентами. Критерии и принципы обогащения. Витаминизация пищевых продуктов. Ингредиенты, используемые в производстве продуктов питания. Принципы составления технологических схем продуктов. Методы обеспечения качества сельскохозяйственной продукции. Экспертиза качества сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов.- 4 ч

Ключевые понятия: функциональные продукты, функциональные ингредиенты, витаминизация, критерии обогащения, экспертиза качества

План:

1. Научные принципы обогащения пищевых продуктов микронутриентами. Критерии и принципы обогащения. Витаминизация пищевых продуктов.

2. Ингредиенты, используемые в производстве продуктов питания.

3. Принципы составления технологических схем продуктов.

4. Методы обеспечения качества сельскохозяйственной продукции. Экспертиза качества сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов.

Обогащение пищевых продуктов недостающими микроэлементами - это серьезное вмешательство в традиционно сложившуюся структуру питания человека. Необходимость такого вмешательства продиктована объективными изменениями образа жизни, набора и пищевой ценности используемых продуктов питания, поэтому осуществлять его можно только с учетом научно обоснованных и проверенных практикой принципов.

Наиболее широкое смысловое значение имеет термин «обогащение» (enrichment). Под ним подразумевается добавление к продуктам питания любых эссенциальных нутриентов: витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов и других биологически активных веществ природного происхождения, - безотносительно к их количеству, набору и цели такого вмешательства.

Другой, близкий к нему термин «нутрификация» (nutrification) подчер-кивает цель такого добавления: для увеличения пищевой ценности продукта питания. Более узкий смысл имеет термин «восстановление» (restoration), означающий добавление к продуктам питания эссенциальных нутриентов для восполнения их потерь в процессе производства, хранения и использования.

Из-за снижения энерготрат и уменьшения общего количества потребляемой пищи населением возникла необходимость перейти от старого принципа восполнения потерь к дополнительному обогащению продуктов недостающими эссенциальными веществами до уровня, превышающего естественный в данном продукте. Для обозначения этого процесса за рубежом принято использовать термин «фортификация», или «усиление» (fortification).

Кроме перечисленных следует упомянуть понятие «стандартизация» (standartization). Оно означает добавление эссенциальных нутриентов для выравнивания, приведения к единому, стандартному уровню содержания их в различных видах или партиях однотипной продукции.

Рассмотренные термины относятся к введению эссенциальных пищевых веществ в состав обогащаемого продукта питания. В отличие от них термин «саплементация» (supplementation), также широко используемый в зарубежной литературе, означает дополнительный прием микронутриентов в форме фармацевтических препаратов (таблетки, капсулы, сиропы и т.д.) для восполнения их недостаточного поступления с пищей или достижения дополнительного положительного эффекта.

Критерии обогащения:

Для того, чтобы получить максимальный эффект от обогащения пищевых продуктов, ВОЗ были предложены следующие критерии:

- очевидная потребность в пищевом веществе одной или более групп населения;

- пищевые продукты, выбранные в качестве носителя пищевых веществ, должны быть доступны представителям соответствующих групп риска;

- количество добавляемого к пищевому продукту пищевого вещества должно быть достаточным для удовлетворения потребности в нем при обычном приеме этого продукта в группе риска;

- количество добавляемого пищевого вещества не должно оказывать токсического или иного вредного действия при потреблении обогащенного продукта в большом количестве;

- пищевое вещество должно быть биологически доступно и стабильно в продукте, служащем его носителем;

- выбранный продукт не должен заметным образом препятствовать утилизации пищевого вещества;

- добавление пищевого вещества не должно отрицательно сказываться на вкусе, сохраняемости, цвете, консистенции и приготовлении пищевого продукта;

- обогащение определенного пищевого продукта должно быть технически осуществимым;

- затраты на обогащение не должны вести к значительному повышению стоимости обогащенного пищевого продукта;

- необходимо разработать методы контроля для определения уровня обогащения.

Принципы обогащения:

1. Для обогащения пищевых продуктов следует использовать те мик-ронутриенты, дефицит которых реально существует, достаточно широко распространен и опасен для здоровья.

2. Обогащать витаминами и минеральными веществами следует прежде всего продукты массового потребления, доступные для всех групп детского и взрослого населения и регулярно используемые в повседневном питании.

3. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами не должно ухуд-шать потребительские свойства этих продуктов: уменьшать содержание и усвояемость других входящих в их состав пищевых веществ, существенно изменять вкус, аромат, свежесть продуктов, сокращать срок их хранения.

4. При обогащении пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих добавок между собой, с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают максимальную их сохранность в процессе производства и хранения.

5. Регламентируемое (гарантируемое производителем) содержание вита-минов и минеральных веществ в обогащенном продукте питания должно быть достаточным для удовлетворения за счет данного продукта 30-50 % средней суточной потребности в этих микронутриентах при обычном уровне потребления обогащенного продукта.

6. Количество дополнительно вносимых в продукты витаминов и минеральных веществ должно быть рассчитано с учетом их возможного естественного содержания в исходном продукте или сырье, используемом для его изготовления, а также потерь в процессе производства и хранения с тем, чтобы обеспечить содержание этих витаминов и минеральных веществ на уровне не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта.

7. Регламентируемое содержание витаминов и минеральных веществ в обогащаемых продуктах должно быть указано на индивидуальной упаковке этого продукта и строго контролироваться как производителем, так и органами государственного надзора.

8. Эффективность обогащенных продуктов должна быть убедительно подтверждена апробацией на репрезентативных группах людей, демонстрирующей не только их полную безопасность, приемлемые вкусовые качества, но и хорошую усвояемость, способность существенно улучшать обеспеченность организма витаминами и минеральными веществами, которые введены в состав обогащенных продуктов, и связанные с этими веществами показатели здоровья.

Витаминизация пищевых продуктов

В настоящее время особую актуальность приобретают вопросы улучшения витаминной обеспеченности населения. Неадекватная обеспеченность организма витаминами снижает работоспособность и сопротивляемость к заболеваниям, усугубляет отрицательное воздействие на организм вредных условий внешней среды, что в целом приводит к большим экономическим потерям.

Согласно данным Института питания РАМН дефицит витамина С в рационах различных групп населения нашей страны составляет 25-75 %, витаминов группы В - 20-60 %.

Обеспечить потребность организма человека в витаминах не представляется возможным только за счет увеличения потребления богатых витаминами естественных продуктов питания. Имеющийся мировой опыт и достижения науки о питании свидетельствуют о необходимости качественно новых подходов и технических решений. Это диктуется следующими объективными закономерностями, оказывающими влияние на структуру рациона во всех экономически развитых странах:

- снижение количества потребляемой пищи и содержащихся в ней незаменимых пищевых веществ, в том числе витаминов, вследствие значительного уменьшения энерготрат;

- увеличение доли потребления продуктов, подвергнутых технологической переработке, консервированию, хранению, а также рафинированных, высококалорийных продуктов, практически лишенных витаминов;

- повышение нервно-эмоционального напряжения в условиях научно-тех-нической революции увеличивает потребность человека в витаминах как важнейшем защитном факторе.

Проведенными исследованиями установлено, что потребность организма в витаминах и белках взаимообусловлена, а поэтому в рационе должны быть продукты, содержащие эти компоненты. Кроме того, эффективное действие витаминов проявляется только в том случае, когда они находятся в продуктах в оптимальных соотношениях.

Одной из возможных мер профилактики витаминной недостаточности населения является обогащение витаминами пищевых продуктов массового (повседневного) потребления. Витаминизации, в первую очередь, должны подвергаться продукты, широко используемые в питании, а вводимые в продукт витамины должны быть естественными для него, хорошо с ним сочетаться, не вызывать нежелательных последствий и не усложнять технологический процесс их производства.

С учетом изложенного к числу продуктов, подлежащих обогащению витаминными препаратами, можно отнести: мясные фаршевые изделия - витаминами группы В и С; напитки, в т.ч. сухие концентраты - всеми витаминами, кроме А и Д; продукты детского питания - всеми витаминами; маргарин, майонез - витаминами А, Д, Е; фруктовые соки - всеми витаминами, кроме А и Д.

Классификация продуктов функционального питания.

Ингредиенты, используемые в производстве продуктов питания

В конце XX в. была принята новая мировая концепция «Здоровое питание». В основу этой концепции заложена программа «Пробиотики и функциональное питание» (ПФП).

Под ПФП понимают препараты, биологически активные добавки (БАД) к пище и продукты питания, которые обеспечивают организм человека не столько пластическим, структурным, энергетическим материалом, сколько способствуют регулированию функционирования систем для поддержания гомеостаза.

Ежедневное употребление ПФП способствует сохранению и улучшению здоровья. Изменяя соотношение и массовую долю поступающих с функциональными продуктами пищевых и биологически активных веществ, можно регулировать обменные процессы, проходящие в организме человека.

За последние годы функциональные продукты приобрели широкую известность. Первые проекты по созданию функциональных продуктов были начаты в Японии в 1984 г., а к 1987 г. их вырабатывалось уже около 100 наименований. В настоящее время в общем объеме пищевых продуктов функциональные продукты составляют около 5 %. Специалисты считают, что ПФП на 40-50 % заменят традиционные лекарственные препараты профилактической медицины.

К функциональным продуктам относят: зерновые завтраки; хлебобу-лочные, макаронные и кондитерские изделия; морепродукты; безалкогольные напитки на основе фруктовых соков, экстрактов и отваров культурного и дикорастущего сырья; плодово-ягодные и овощные продукты; продукты на основе переработки мяса и субпродуктов птицы; апипродукты с использованием продуктов пчеловодства.

Значительный удельный вес (~ 65-70 %) приходится на долю молочных продуктов. К ним относят: энпиты, низколактозные и безлактозные продукты, ацидофильные смеси, пробиотические продукты, БАД, безбелковые продукты; продукты, обогащенные нутриентами. Причем, продукты функционального назначения на молочной основные условно принято делить по возрастным категориям.

По способу введения ПФП на молочной основе в организм человека делят на сухие и жидкие. Кроме того, жидкие продукты с пробиотическими свойствами выделены в отдельную группу.

В состав продуктов функционального назначения могут входить следующие ингредиенты:

- витамины группы В, С, Д и Е;

- натуральные каротиноиды (каротины и ксантофиллы), среди которых важная роль отводится в-каротину;

- минеральные вещества (кальций, магний, натрий, калий, йод, железо, селен, кремний);

- балластные вещества - пищевые волокна пшеницы, яблок и апельсинов, представленные целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином и пектином, а также полифруктозан инулина, содержащийся в цикории, топинамбуре;

- протеиновые гидролизаты растительного (пшеница, соя, рис) и животного происхождения;

- ненасыщенные жирные кислоты, к числу которых следует отнести полиненасыщенные омега-3 жирные кислоты (докозангексаеновая и эйкозапентаеновая);

- катехины, антоцианы;

- бифидобактерии (препараты бифидобактерин, лактобактерин, колибак-терин, бификол).

Научную основу «Концепции государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г.» составляет теория сбалансированности рационов по основным важнейшим компонентам для людей различных возрастных групп, уровней физической и умственной нагрузки.

Термин «здоровое питание» предусматривает использование в рецептурах продуктов нового поколения экологически чистого сырья и полуфабрикатов, рациональное сочетание которых гарантирует полноценное обеспечение пищевыми и биологически активными веществами всех жизненно важных систем организма.

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

Успехи пищевой технологии позволяют уже сегодня максимально фракционировать сырье на ценные однородные по составу и свойствам пищевые ингредиенты с последующим конструированием на их основе высококачественных продуктов.

При проектировании предприятий, выпускающих продукты функционального назначения, необходимо совмещать два типа производства: первый - по фракционированию основного и вторичного сырья на составные компоненты: изолированные белки, углеводы, пищевые волокна, загустители, красители и т.д.; второй - по конструированию новых пищевых продуктов с заданным составом и свойствами, высокими органолептическими и биологическими показателями.

Современная перерабатывающая промышленность позволяет за счет универсальности процессов и оборудования на одних и тех же технологических линиях перерабатывать разнообразное сельскохозяйственного сырье.

В комплекс показателей, характеризующих качество функциональных продуктов, должны входить следующие данные: общий химический состав, характеризуемый массовыми долями влаги, белка, липидов, углеводов и золы; аминокислотный состав белков; жирнокислотный состав липидов; структурно-механические характеристики; показатели безопасности; относительная биологическая ценность; органолептическая оценка.

Вторичные сырьевые ресурсы и безотходные технологии их переработки

В соответствии с Федеральным законом «О качестве и безопасности пищевых продуктов» необходимо принятие срочных мер для повышения уровня самообеспечения страны продуктами питания. Новые пищевые продукты должны обладать защитными свойствами, иметь направленный химический состав, поэтому важным резервом повышения эффективности агропромышленного производства является комплексное использование вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) и промышленных отходов переработки сельскохозяйственного сырья. К вторичным сырьевым ресурсам относятся отходы, остающиеся после использования сырья и вспомогательных производственных материалов для получения основной продукции данного производства, а также побочная и попутная продукция, получающаяся в процессе производства параллельно с основной или в результате дополнительной промышленной обработки отходов.

В связи с этим ВСР находят различные сферы применения в отраслях агропромышленного комплекса и всего хозяйства страны. Так, более половины всего объема вторичных ресурсов используется в качестве кормов для сельскохозяйственных животных.

Одним из аспектов продовольственной проблемы, в том числе и мирового уровня, является белково-витаминная недостаточность, поэтому, комплексно используя сельскохозяйственное сырье, представляется целесообразным проведение исследований и создание новых продуктов, отвечающих современным требованиям.

Необходимо научное обоснование способов переработки вторичных ресурсов на основе физических, химических и биологических методов по извлечению и концентрированию необходимых пищевых веществ. Только за счет таких подходов можно дополнительно произвести на 20-30 % больше продуктов питания.

В России в пищевых отраслях образуется до 45 млн. т вторичных ресурсов, (в млн.т.), в т.ч. в сахарной промышленности - 16, спиртовой - 16, молочной - 11,9, мясной - 1, мукомольно-крупяной - 4,5. Это ценное сырье часто идет в отвалы, нанося природе большой экологический ущерб.

Комплексная переработка продовольственного сырья позволит более полно использовать сельскохозяйственные ресурсы. В настоящее время в нашей стране выработка пищевой продукции из 1 т сырья на 20-30 % ниже, чем в странах Запада. Из-за нехватки современных мощностей переработки теряется более 15-30 % произведенного сырья.

Рациональное использование ВСР должно предусматривать также сохранение экологического потенциала, повышение эффективности земледелия. Так, применение вторичных материальных ресурсов в пищевой промышленности и общественном питании позволит обеспечить существенный рост производительности труда за счет увеличения выхода конечного продукта из исходной массы сырья и создаст условия для повышения ресурсоотдачи и получения дополнительной прибыли.

Использование ВСР в качестве добавок и заменителей остродефицитного сырья в различных отраслях пищевой промышленности и системе общественного питания, в т.ч. в производстве ПФП, значительно увеличит резервы продовольственных ресурсов, удешевит некоторые виды продукции.

Переработку отходов в пищевые продукты нужно рассматривать как продолжение основной технологической схемы. Представляется целесооб-разным совершенствование и разработка новых технологий по переработке вторичных видов сырья, научно обоснованных норм образования вторичных ресурсов, поэтому необходимо обеспечить адекватные потребительские свойства продуктам, отвечающим социально-культурным потребностям населения.

Таким образом, комплексное использование отходов производства и побочных продуктов позволит получить дополнительные резервы, благодаря хозяйственному применению отходов.

Рациональный подход к использованию вторичных ресурсов позволит совершенствовать действующие технологии безотходного и малоотходного производства и будет способствовать внедрению автоматизированных систем управления на всем производственном цикле.

Эта проблема носит межотраслевой характер. Отсюда вытекает необходимость изучения и решения вопросов переработки вторичных продуктов и отходов производства.

Принципы составления технологических схем продуктов.

...