Разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД функционального назначения на основе краснозерного риса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук

Разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД функционального назначения на основе краснозерного риса

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

Шаззо Азамат Айдомирович

Краснодар - 2010

1. общая характеристика работы

Актуальность темы. Среди пищевых веществ, необходимых для нормального обеспечения жизненно важных функций организма, особая роль принадлежит микронутриентам: витаминам и минеральным веществам, другим биологически активным веществам и многочисленным минорным компонентам пищи.

В настоящее время проблема оптимального обеспечения населения незаменимыми пищевыми веществами далека от своего решения, о чем свидетельствует распространение скрытых пищевых дефицитов и алиментарных (неинфекционных) заболеваний.

Известно, что хронический дефицит биологически активных веществ в рационе питания человека является негативным фактором, постоянно действующим на здоровье человека, а именно, снижается работоспособность, сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям, усиливается воздействие на организм вредных факторов окружающей среды, увеличиваются потери рабочего времени и непроизводственные расходы по нетрудоспособности, что, в целом, приводит к неоправданным социальным и экономическим потерям.

Наиболее рациональным и эффективным путем улучшения обеспеченности населения незаменимыми нутриентами является дополнительное обогащение ими пищевых продуктов и использование в питании биологически активных добавок к пище (БАД), о чем свидетельствуют накопленный мировой опыт и достижения отечественной науки о питании.

Учитывая это, разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД на основе растительного сырья, богатого биологически активными веществами, витаминами и минеральными элементами, является актуальной.

Среди сырья растительного происхождения особый интерес представляет зерно риса, как источник ряда физиологически функциональных ингридиентов.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме «Разработка комплексных экологически безопасных ресурсосберегающих технологий переработки растительного сырья с применением физико-химических и биотехнологических методов», № Госрегистрации 01200956355.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД функционального назначения на основе краснозерного риса.

Задачи исследования. В соответствии с целью работы решались следующие задачи:

- обоснование актуальности темы, анализ литературных источников и патентной информации;

- обоснование выбора объекта исследования;

- проведение сравнительной оценки химического состава шелушеного обыкновенного риса и шелушеного краснозерного риса;

- проведение сравнительной оценки пищевой ценности шелушеного обыкновенного риса и шелушеного краснозерного риса;

- исследование показателей безопасности шелушеного краснозерного риса;

- разработка технологии выделения шелушеного краснозерного риса из общей зерновой массы;

- разработка технологии получения БАД с применением метода механохимической активации;

-разработка технологической схемы получения БАД на основе шелушеного краснозерного риса;

- исследование показателей качества и безопасности разработанной БАД «Рисовая»;

- изучение пищевой ценности и физиологически функциональных свойств разработанной БАД «Рисовая»;

- изучение технологически функциональных свойств и разработка рекомендаций по применению БАД «Рисовая» в производстве пищевых продуктов функционального назначения;

- изучение влияния сроков и условий хранения на потребительские свойства разработанной БАД. Установление гарантийных сроков годности;

- разработка комплекта технической документации на производство БАД «Рисовая»;

- оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических и технических решений.

Научная новизна. Впервые обоснована целесообразность и эффективность применения шелушеного краснозерного риса в качестве ценного сырья для производства биологически активной добавки, обладающей высокой пищевой ценностью и физиологически функциональными свойствами.

Экспериментально показана эффективность применения метода механохимической активации при переработке шелушеного краснозерного риса с целью регулирования физиологически и технологически функциональных свойств получаемой БАД.

Впервые установлено, что механохимическая обработка шелушеного краснозерного риса при определенных технологических режимах обеспечивает инактивацию ферментов липазы и липоксигеназы, микробиологическую «чистоту» и высокую степень измельчения получаемой БАД.

Впервые установлено, что БАД из шелушеного краснозерного риса, полученная по разработанной технологии, проявляет выраженные антиоксидантные, гепатопротекторные и антитоксические свойства.

Впервые выявлено, что разработанная БАД обладает высокой водосвязывающей и водоудерживающей способностями, а также способностью повышать эффективность пенообразования, в том числе увеличивать стойкость пены, полученной с использованием БАД «Витол».

Научно и экспериментально обоснованы инновационные технология и технологическая схема получения БАД из шелушеного краснозерного риса.

Новизна работы защищена 8 патентами РФ на изобретения.

Практическая значимость. Разработаны инновационная технологическая схема и линия выделения шелушеного краснозерного риса из общей массы шелушеного риса.

Разработаны технологические режимы обработки шелушеного краснозерного риса с применением метода механохимической активации для получения БАД.

Разработаны рекомендации по применению БАД «Рисовая» в производстве пищевых продуктов функционального назначения.

Установлены сроки хранения БАД в потребительской упаковке - не более 12 месяцев, в технологической упаковке - не более 8 месяцев при температуре 183С и относительной влажности воздуха не более 75 %.

Установлены сроки хранения БАД в потребительской упаковке после ее вскрытия - не более 30 суток при температуре 5С и относительной влажности воздуха не более 75 %, обеспечивающие максимальное сохранение ее потребительских свойств.

Разработан комплект технической документации на производство БАД «Рисовая».

Реализация результатов исследования. Разработанная инновационная технология и технологическая линия внедрены в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических и технических решений составит более 2 млн. руб. в год.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: Всероссийской конференции аспирантов и студентов «Пищевые продукты и здоровье человека», КемТИПП, 23 апреля 2008г., г.Кемерово; I Межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров», МГУПП, 24-25 апреля 2008г., г.Москва; Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство», 1-4 октября 2008г., г.Воронеж; VI Международной научно-практической конференции и выставке «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», 7-10 октября 2008г., МГУПП, г.Москва; Третьей Всероссийской заочной научно-практической конференции специалистов, ученых вузов «Региональных рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг», 16 апреля 2009г., г.Тюмень.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе 1 монография, 2 научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 5 материалов конференций, получено 8 патентов РФ на изобретения.

2. экспериментальная часть

Методы исследования. Исследование показателей качества и безопасности риса-зерна и продуктов его переработки осуществляли по показателям, регламентируемым ГОСТами и СанПиН 2.3.2.1078-01.

Определение массовой доли азота в объектах исследования проводили по методу Кьельдаля, аминокислотный состав белков определяли хроматографическим методом на автоматическом анализаторе аминокислот. Массовую долю углеводов определяли на жидкостном хроматографе высокого давления в смеси ацетонитрил - вода. Жирнокислотный состав липидов, выделенных из шелушеного краснозерного риса, шелушеного обыкновенного риса и БАД «Рисовая», определяли методом газожидкостной хроматографии. Определение массовой доли витаминов осуществляли колориметрическим и титрометрическим методами, а также методом инверсионной вольтамперометрии. Содержание макро- и микроэлементов определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии на анализаторе AAS-1 фирмы Цейс (Германия), а также молибдено-ванадиевым и флуориметрическим методами. Качественный и количественный состав углеводов, каротиноидов, токоферолов, стеролов, фосфолипидов определяли методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Безопасность БАД «Рисовая» оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям.

Для определения влияния механохимической активации на свойства шелушеного краснозерного риса применяли роторно-валковый дезинтегратор вертикального типа, позволяющий создавать в зоне контакта рабочих элементов давление 10-50 МПа с частотой механохимической обработки 128 Гц, кратной количеству рабочих элементов, и частотой вращения ротора 16с^-1. Исследования физиологической активности БАД проводили совместно со специалистами Кубанского государственного медицинского университета в опытах на белых крысах линии Вистар.

Статистическую достоверность полученных экспериментальных данных осуществляли с применением современных методов расчета.

Теоретические и экспериментальные исследования осуществляли в соответствии со структурной схемой, приведенной на рисунке 1.

Характеристика объектов исследования. Для исследования была взята производственная смесь риса-зерна, отобранная на ООО «Марьянский рисозавод» (таблица 1).

Таблица 1 - Показатели качества риса-зерна

Наименование показателя	Значение показателя
Влажность, %	13,81-14,50
Сорная примесь, %	0,87-1,12
Зерновая примесь, %, в том числе:	5,18-6,81
проросшие зерна	Отсутствуют
обрушенные зерна	3,74-5,06
меловые зерна	1,44-1,75
Пожелтевшие зерна, %	Отсутствуют
Красные зерна, %	8,41-12,36

Рисунок 1 - Структурная схема исследования

Из приведенных данных видно, что в рисе-зерне, направляемом на переработку, содержится более 8% красных зерен (краснозерного риса), что приводит к увеличению выхода мучки в процессе шлифования и, как следствие, к нежелательному пропорциональному снижению общего выхода крупы и к увеличению выхода дробленной крупы. В связи с этим, целесообразным является выделение краснозерного риса из общей зерновой массы после шелушения риса-зерна с целью выявления возможности получения на его основе самостоятельного продукта.

Поэтому необходимо было изучить химический состав и пищевую ценность шелушеного краснозерного риса.

Для этого отобранный рис-зерно подвергали шелушению и отделению лузги на лабораторной установке ЛУР-1М, затем шелушеный рис вручную разбирали на шелушеный обыкновенный рис и шелушеный краснозерный рис.

В таблице 2 приведены данные, характеризующие химический состав исследуемых образцов шелушеного риса. Для сравнения приведен химический состав рисовой крупы I сорта шлифованной.

Таблица 2 - Химический состав шелушеного обыкновенного и шелушеного краснозерного риса

Наименование показателя	Значение показателя
	Шелушеный рис	Рисовая крупа 1 сорта шлифованная
	обыкновенный	краснозерный
Массовая доля, в пересчете на абсолютно сухое вещество, %:
белка	8,60-8,78	9,90-10,50	8,10-8,35
липидов	2,90-3,20	2,40-2,60	0,35-0,42
углеводов, в том числе:	80,85-82,19	77,19-78,67	83,70-85,07
моно-, ди- и трисахаридов	1,42-1,60	1,58-1,79	0,65-0,78
крахмала	78,05-78,99	73,26-74,10	82,60-83,70
пищевых волокон	1,38-1,60	2,35-2,78	0,45-0,59
минеральных веществ	1,10-1,32	1,70-2,05	0,46-0,58

Как видно из приведенных данных, шелушеный краснозерный рис превосходит обычный по содержанию белков, пищевых волокон и минеральных веществ.

В таблице 3 приведен состав и характеристика витаминов и биологически активных веществ, содержащихся в исследуемых образцах.

Таблица 3 - Состав витаминов и биологически активных веществ, содержащихся в шелушеном обыкновенном и шелушеном краснозерном рисе

Наименование витаминов и биологически активных веществ	Содержание витаминов и биологически активных веществ, в пересчете на абсолютно сухое вещество
	Шелушеный рис	Рисовая крупа 1 сорта шлифованная
	обыкновенный	краснозерный
Витамины, мг/100 г:
В1 (тиамин)	0,21-0,24	0,41-0,43	0,06
В2 (рибофлавин)	0,06-0,07	0,10-0,12	0,05
В6 (пиридоксин)	0,81-0,84	1,12-1,17	0,14-0,17
В9 (фолиевая кислота)	0,02-0,03	0,05-0,06	Отсутствие
РР (никотиновая кислота)	2,15-2,20	5,89-6,18	1,45-1,58
Инозит, мкг/100г	70,00-80,00	120,00-123,00	Отсутствие
Холин, мкг/100г	95,10-96,60	118,00-120,00	70,10-75,00
Витамин Е, мкг/100г	720-730	1300-1310	Отсутствие
Каротины, мкг/100г	5,10-5,80	13,10-13,50	Отсутствие
Фосфолипиды, мг/100г	42,31-43,50	49,40-51,80	Отсутствие
Сквален, мг/100г	4,13-4,47	9,75-10,18	Отсутствие
Оризанол, мг/100г	40,62-41,17	70,38-75,14	Отсутствие

Из данных таблицы 3 видно, что содержание витаминов и биологически активных веществ в шелушеном краснозерном рисе значительно выше, чем в шелушеном обыкновенном рисе и в рисовой крупе I сорта. Так, например, в шелушеном краснозерном рисе содержание витаминов В₁ и РР в 1,8 и 2,2 раза выше, витамина Е - в 1,8 раз выше, каротинов более, чем в 2 раза выше, а инозита - в 1,5 раза.

Следует отметить высокое содержание в шелушеном краснозерном рисе сквалена, обладающего антиканцерогенными и антисептическими свойствами, а также оризанола, являющегося эффективным антиоксидантом.

В таблице 4 приведен состав и содержание макро- и микроэлементов в исследуемых образцах.

Таблица 4 - Состав и содержание макро- и микроэлементов шелушеного обыкновенного и шелушеного краснозерного риса

Наименование макро- и микроэлементов	Содержание макро- и микроэлементов, в пересчете на абсолютно сухое вещество
	Шелушеный рис	Рисовая крупа 1 сорта шлифованная
	обыкновенный	краснозерный
Макроэлементы, мг/100 г:
кальций	40-41	59-61	10-11
фосфор	350-357	420-422	120-129
калий	330-336	415-419	87-89
магний	135-137	198-200	50-55
кремний	188-190	265-272	78-80
Микроэлементы, мкг/100 г:
железо	3450-3490	4415-4510	530-590
марганец	1770-1785	2970-3210	1170-1190
цинк	1630-1635	2511-2610	980-987

Из представленных данных видно, что содержание макро- и микроэлементов в шелушеном краснозерном рисе значительно выше, чем в шелушеном обыкновенном рисе, а также в рисовой крупе 1 сорта.

Особенно следует отметить более высокое содержание таких микроэлементов, как железо, марганец и цинк, дефицит которых отмечен в пищевом статусе населения Краснодарского края.

На основании изучения химического состава и состава физиологически активных ингредиентов можно сделать вывод о высокой пищевой ценности шелушеного краснозерного риса, а также о целесообразности применения его в качестве сырья для получения биологически активных добавок (БАД).

Однако, для получения БАД из шелушеного краснозерного риса необходим процесс разделения зерновой массы после шелушения на шелушеный обыкновенный рис и шелушеный краснозерный рис, т.е. процесс выделения шелушеного краснозерного риса должен быть реализован в промышленных условиях.

Такая возможность появилась благодаря разработке фотоэлектронного сепаратора, принцип работы которого основан на разделении зерновой массы по цвету.

Разработка технологии и линии получения БАД на основе краснозерного риса-зерна. Учитывая высокую пищевую ценность шелушеного краснозерного риса, на первом этапе были разработаны инновационная технология и линия его выделения из общей массы риса-зерна, направляемого на переработку (рисунок 2).

Технология, реализованная на разработанной линии, включает следующие технологические операции. Неочищенная партия риса-зерна с крупяными кондициями качества направляется на специализированный воздушно-ситовой сепаратор (поз. 1) для выделения из поликомпонентной зерновой массы посторонних примесей, отличающихся от риса-зерна шириной, толщиной и аэродинамическими свойствами. Для повышения эффективности процесса перед подачей продукта в сепаратор специальным механизмом скалываются ости с торцов рисовых зерен с целью улучшения сыпучести продукта, а затем продукт равномерно распределяется по ширине рабочей поверхности, продувается воздушным потоком, что позволяет эффективно удалить примеси. Затем зерновая масса направляется на сортировочное сито, сходом с которого удаляются крупные примеси, а проходом продукт поступает на подсевное сито. Проходом данного сита выделяются мелкие примеси, а сход поступает в пневмосепарирующий канал, в котором осуществляется второй этап выделения легких примесей. Очищенная зерновая масса затем направляется через буферную емкость (поз. 2) на комбинатор (поз. 3), с помощью которого достигается более высокая степень очистки зерновой массы от минеральных примесей, щуплых невыполненных зерен, а также удаляется часть фракций обрушенных зерен.



Рисунок 2 - Технологическая схема выделения шелушеного краснозерного риса из общей зерновой массы

После двухэтапного сепарирования зерновая масса через магнитный сепаратор (поз. 4) и буферную емкость (поз. 5) поступает в шелушитель (поз. 6), где с поверхности риса-зерна удаляются цветочные оболочки (лузга).

После шелушителя зерновая масса направляется в дуоаспиратор (поз. 7), в котором происходит разделение продукта на две фракции: фракция №1 - смесь обрушенных целых, обрушенных дробленых, необрушенных целых зерен; фракция №2 - рисовая лузга. Рисовая лузга удаляется из технологического процесса, а смесь продуктов (фракция №1) поступает через буферную емкость (поз. 8) в падди-сепаратор (поз. 9) для разделения на три фракции: фракция №1 - нешелушеный рис; фракция №2 - смесь нешелушеного и шелушеного риса; фракция №3 - шелушеный рис.

Нешелушеный рис направляется на повторное шелушение, смесь нешелушеного и шелушеного риса на повторное падди-сепарирование, а шелушеный рис через буферную емкость (поз. 10) поступает в фотоэлектронный сепаратор (поз. 11).

Режим работы фотоэлектронного сепаратора настраивается таким образом, чтобы в шелушеном рисе практически не содержалось краснозерного риса, поэтому смесь краснозерного и обыкновенного риса направляется через буферную емкость (поз. 12) на повторное фотоэлектронное сепарирование (поз. 13), где в основных секциях (о.) из краснозерного риса удаляются зерна с обыкновенной окраской оболочек, а затем краснозерный рис направляется на контрольную секцию (к.) для удаления из него оставшихся минеральных примесей. Из фотоэлектронного сепаратора (поз. 13) выделенный шелушеный краснозерный рис направляется в промежуточную емкость (поз. 14).

На втором этапе были разработаны технологические режимы получения БАД. Для получения БАД из шелушеного краснозерного риса, обладающей высокой пищевой ценностью, а также сохраняемостью, шелушеный краснозерный рис предварительно измельчали на дисковой дробилке, а затем грубоизмельченный материал перерабатывали с применением метода механохимической активации.

Ранее в работах кафедры технологии жиров, косметики и экспертизы товаров КубГТУ была показана высокая эффективность применения метода механохимической активации, реализуемого в роторно-валковом дезинтеграторе вертикального типа специальной конструкции, для регулирования технологических свойств, а также сохраняемости БАД, полученных из растительного сырья.

Учитывая это, изучали влияние технологических режимов механохимической обработки в роторно-валковом дезинтеграторе на степень измельчения шелушеного краснозерного риса, а также на микробиологические показатели и активность ферментов - липазы и липоксигеназы, отвечающих за сохраняемость получаемой БАД.

Предварительными опытами было установлено, что максимальную степень измельчения шелушеного краснозерного риса, определяемую гранулометрическим составом (более 98% фракций с размером частиц менее 30 мкм), можно получить в результате его обработки в дезинтеграторе при давлении в зоне контакта рабочих элементов - 40 МПа, частоте механохимической обработки - 128 Гц, частоте вращения ротора - 16 с^-1 и при температуре 20-25°С.

Следует отметить, что при указанных режимах обработки в измельченном шелушеном краснозерном рисе отсутствовали БГКП (в 0,1 г продукта), патогенные микроорганизмы (в 25 г продукта), а также не были обнаружены дрожжи и плесени (в 1 г продукта).

Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (в 1 г продукта) составляло 0,310⁴ КОЕ/г (не более 110⁴ в соответствии с требованиями СанПиН).

Однако, было установлено, что при указанной температуре активность липазы и липоксигеназы в измельченном материале достаточно высока, поэтому необходимо было определить эффективные температурные режимы обработки шелушеного краснозерного риса в роторно-валковом дезинтеграторе (РВД).

На рисунке 3 приведены данные по влиянию температуры при обработке шелушеного краснозерного риса в дезинтеграторе на активность липазы и липоксигеназы.

Рисунок 3 - Влияние температуры обработки шелушеного краснозерного риса в РВД на активность ферментов: 1 - липазы; 2 - липоксигеназы

Показано, что обработка шелушеного краснозерного риса в дезинтеграторе при температуре 50^оС позволяет максимально снизить активность липазы и липоксигеназы.

На основании проведенных исследований разработаны технологические режимы обработки шелушеного краснозерного риса в роторно-валковом дезинтеграторе с получением БАД (таблица 5), а также технологическая схема (рисунок 4).

Таблица 5 - Технологические режимы получения БАД

Технологический режим	Значение технологического режима
1. Обработка в роторно-валковом дезинтеграторе:
температура, оС	50
давление, МПа	40
частота механохимической обработки, Гц	128
частота вращения ротора с-1	16
2. Упаковка:
потребительская	баночки из полимерного материала массой нетто 300 г
технологическая	бумажные мешки массой нетто 10 кг

Рисунок 4 - Технологическая схема получения БАД из шелушеного краснозерного риса: 1 - дисковая дробилка; 2 - промежуточная емкость-дозатор; 3 - роторно-валковый дезинтегратор; 4- циклон-разгрузитель с охлаждением; 5 - циклон для очистки воздуха; 6 - емкость для готовой БАД

По разработанным технологическим режимам были выработаны опытные партии БАД в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс».

Разработанной БАД присвоено наименование «Рисовая».

Изучение показателей качества и безопасности разработанной БАД. Полученную по разработанным технологическим режимам БАД оценивали по органолептическим и физико-химическим показателям, а также по показателям безопасности и микробиологическим показателям.

В таблице 6 приведены органолептические и физико-химические показатели БАД «Рисовая».

Таблица 6 - Органолептические и физико-химические показатели БАД «Рисовая»

Наименование показателя	Характеристика и значение показателя
Внешний вид	Порошок
Цвет	Кремовый
Запах	Свойственный рисовой муке, без посторонних запахов
Вкус	Свойственный рисовой муке, без посторонних привкусов
Минеральные примеси	При разжевывании хруст не ощущается
Массовая доля влаги, %	10,0 - 10,5
Кислотность, град.	0,35 - 0,47
Массовая доля посторонних примесей, %	Отсутствуют
Степень измельчения, % частиц с размером менее 30мкм	98,9-99,2
Показатели окислительной порчи липидов, выделенных из БАД:
кислотное число, мгКОН/г	0,50-0,60
перекисное число, ммоль активного кислорода/кг	0,95-1,10
анизидиновое число	0,50-0,68

Проведенные исследования позволили сделать вывод, что БАД «Рисовая» имеет высокие органолептические и физико-химические показатели, а по показателям безопасности и микробиологическим показателям соответствует требованиям СанПиН.

Изучение пищевой ценности и физиологически функциональных свойств БАД. Для изучения пищевой ценности определяли состав пищевых и биологически активных веществ, содержащихся в БАД (таблица 7).

Из приведенных в таблице 7 данных видно, что БАД «Рисовая» содержит в своем составе ряд физиологически ценных ингредиентов таких, как витамины, пищевые волокна, макроэлементы (фосфор, калий, кремний, магний, кальций), а также микроэлементы (железо, марганец и цинк).

Таблица 7 - Состав пищевых и биологически активных веществ БАД «Рисовая»

Наименование пищевых и биологически активных веществ	Содержание пищевых и биологически активных веществ
Белки, г/100г	8,91 - 9,45
Липиды, г/100г, в том числе	2,16 - 2,34
полиненасыщенные жирные кислоты	0,71 - 0,76
Углеводы, г/100г, в том числе	69,40- 70,80
пищевые волокна	2,11 - 2,50
Макроэлементы, мг/100г:
фосфор	378-380
калий	374-377
кремний	239-245
магний	178-180
кальций	53-55
Микроэлементы, мг/кг:
железо	40-41
марганец	27-29
цинк	23-24
Витамины и провитамины, мкг/100г:
В1 (тиамин)	400-420
В2 (рибофлавин)	100-120
В6 (пиридоксин)	1050-1070
В9 (фолиевая кислота)	50-65
РР (никотиновая кислота)	4800-5050
Я-ситостерол (провитамин D)	6500-6670
Е (токоферолы)	1290-1300
Инозит, мкг/100г	108-111
Холин, мкг/100 г	106-108
Сквален, мкг/100г	8775-9162
Оризанол, мг/100г	63-68
Фосфолипиды, мг/100г	44-47
Энергетическая ценность, ккал	334,3-340,4

Следует отметить ее богатый состав по содержанию биологически активных веществ таких, как холин, инозит, оризанол, сквален, что очень важно с точки зрения пищевой ценности и проявления БАД физиологически функциональных свойств.

Учитывая, что пищевая ценность БАД обусловлена также биологической ценностью белков определяли состав и содержание незаменимых аминокислот белков БАД (таблица 8).

Таблица 8 - Состав незаменимых аминокислот белков БАД «Рисовая»

Наименование незаменимой аминокислоты	Содержание аминокислоты, г/100г белка
	БАД	Идеальный белок, ФАО/ВОЗ
Валин	4,0 - 5,4	5,0
Изолейцин	3,4 - 3,9	4,0
Лейцин	6,9 - 7,3	7,0
Лизин	3,2 - 4,0	5,5
Метионин + цистин	2,9 - 3,4	3,5
Треонин	3,2 - 4,0	4,0
Триптофан	1,0 - 1,5	1,0
Фенилаланин + тирозин	6,5 - 7,0	6,0

Показано, что белки БАД содержат все незаменимые аминокислоты, что свидетельствует о высокой их биологической ценности. Однако, по содержанию отдельных аминокислот белки БАД уступают идеальному белку.

Известно, что одними из физиологически функциональных свойств БАД, содержащих аналогичные физиологически функциональные ингредиенты, являются антиоксидантные, гепатопротекторные и антитоксические свойства, поэтому изучали указанные свойства в опытах на животных (таблица 9).

Показано, что БАД на основе шелушеного краснозерного риса проявляет физиологически функциональные свойства, что позволяет рекомендовать ее для непосредственного употребления в пищу, а также для создания пищевых продуктов функционального и специализированного назначения.

Таблица 9 - Характеристика физиологически функциональных свойств БАД «Рисовая»

Наименование свойства и показателя	Значение показателя для группы животных
	Получавших БАД	Контрольной
Антиоксидантные свойства:
содержание малонового диальдегида в сыворотке крови, нмоль/мл	4,61	9,05
активность супероксиддисмутазы, отн. ед./мг белка	5,90	3,80
Гепатопротекторные свойства:
относительная масса печени, %	2,98	3,30
массовая доля в печени, %:
липидов	4,95	6,42
холестерина	0,310	0,342
массовая доля в сыворотке крови диеновых конъюгатов, %	0,50	0,85
Антитоксические свойства:
содержание малонового диальдегида в печени, нмоль/мл	217,03	249,09
процент экспрессии антигена СД-95	10,40	15,80
процент гемолиза эритроцитов	13,20	17,00
активность ферментов лизосом печени, % от общей:
арисульфатазы	4,49	3,28
бета-галактидазы	5,58	4,80

Исследование технологически функциональных свойств и разработка рекомендаций по применению БАД «Рисовая» в производстве пищевых продуктов функционального назначения. Наряду с физиологически функциональными свойствами, исследовали и технологически функциональные свойства, а именно, водосвязывающую (ВСС) и водоудерживающую (ВУС) способности (рисунок 5).

Для подтверждения эффективности влияния механохимической активации при обработке шелушеного краснозерного риса на формирование технологических свойств БАД параллельно шелушеный краснозерный рис измельчали в лабораторной мельнице.

Показано, что БАД «Рисовая» проявляет более высокие технологически функциональные свойства по сравнению с шелушеным краснозерным рисом, измельченным в лабораторной мельнице, что подтверждает эффективность применения метода механохимической активации для формирования свойств БАД.

Рисунок 5 - Сравнительная оценка ВСС (1) и ВУС (2) БАД «Рисовая» и шелушеного краснозерного риса, измельченного в лабораторной мельнице:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- БАД «Рисовая»;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- шелушеный краснозерный рис, измельченный в лабораторной мельнице; а) вода; б) 2,5%-ный водный раствор NaCl

По-видимому, механохимическая обработка шелушеного краснозерного риса при выявленных технологических режимах приводит к модификации молекул белков, содержащихся в БАД, что, в свою очередь, увеличивает их способность к связыванию и удерживанию воды и водного раствора NaCl.

На рисунке 6 приведены данные по влиянию БАД «Рисовая» на пенообразующую способность БАД «Витол», широко применяемую для производства основ напитков и основ кислородных коктейлей функционального назначения.



Рисунок 6 - Влияние БАД «Рисовая» на пенообразующую способность при содержании в системе БАД «Витол» в количестве: 1 - 2,0%; 2 - 2,5%; 3 - 3,0%

Показано, что БАД «Рисовая» увеличивает пенообразующую способность БАД «Витол» на 12-13%.

На основании исследования технологически функциональных свойств БАД «Рисовая» может быть рекомендована:

- в качестве добавки при производстве сложных пищевых структурированных дисперсных систем (пищевые водно-жировые эмульсии, вареные колбасные изделия, фаршевые изделия и др.) с целью регулирования их потребительских свойств;

- в качестве добавки при производстве основ напитков и основ кислородных коктейлей функционального назначения.

Исследование показателей качества и микробиологических показателей БАД в процессе хранения. Для установления гарантийных сроков годности разработанных БАД изучали изменения показателей качества и микробиологических показателей в процессе хранения. БАД расфасовали в потребительскую упаковку - баночки из полимерного материала массой нетто 300 г и в технологическую упаковку - бумажные мешки массой нетто 10 кг. Хранили расфасованную БАД при температуре 18 ± 3^оС и относительной влажности воздуха не более 75% в течение 12 месяцев. В процессе хранения определяли показатели окислительной порчи липидов, выделенных из БАД, а также микробиологические показатели (рисунки 7-9).

Рисунок 7 - Влияние сроков хранения на изменения перекисного (1) и анизидинового (2) чисел липидов, выделенных из БАД, расфасованной в баночки из полимерного материала массой нетто 300 г

Показано, что гарантийный срок годности БАД, расфасованной в потребительскую упаковку составляет - не более 12 месяцев, в технологическую упаковку - не более 8 месяцев. В течение указанного срока хранения показатели окислительной порчи липидов, выделенных из БАД, не превышают предельно допустимые уровни (перекисное число не более 10 ммоль активного кислорода/кг; анизидиновое число - не более 5), при этом КМАФАнМ остается значительно ниже предельно допустимого уровня (менее 1?10⁴ КОЕ/г), а также в течение всего срока хранения в БАД не обнаружены дрожжи и плесени.



Рисунок 8 - Влияние сроков хранения на изменения перекисного (1) и анизидинового (2) чисел липидов, выделенных из БАД, расфасованной в бумажные мешки массой нетто 10 кг

Рисунок 9 - Влияние сроков хранения на изменения КМАФАнМ в БАД, расфасованной в баночки из полимерного материала массой нетто 300 г (1) и в бумажные мешки массой нетто 10 кг (2)

Известно, что особое значение имеет качество БАД, расфасованной в потребительскую упаковку, после её вскрытия. Учитывая это, изучали изменение показателей окислительной порчи и микробиологических показателей после вскрытия упаковки. Хранение вскрытых баночек с БАД осуществляли при температуре 5^оС в течение 30 суток. Установлено, что хранение вскрытых баночек с БАД при температуре 5^оС в течение 30 суток практически не приводит к ухудшению показателей окислительной порчи и микробиологических показателей.

На основании проведенных исследований разработан комплект технической документации на производство БАД «Рисовая».

Разработанная инновационная технология и технологическая линия внедрены в IV квартале 2010 года в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических и технических решений составит более 2 млн. руб. в год.

рис добавка пищевой механохимический

Выводы

На основании выполненных комплексных исследований разработаны технология и линия получения биологически активной добавки на основе шелушеного краснозерного риса, обладающей высокой пищевой ценностью, проявляющей физиологически и технологически функциональные свойства.

1. Экспериментально обоснована целесообразность и эффективность применения в качестве исходного сырья - шелушеного краснозерного риса - для производства биологически активной добавки, обладающей высокой технологичностью, сохраняемостью и содержащей ряд биологически активных веществ, в том числе витаминов, минеральных элементов, пищевых волокон.

2. На основании сравнительной оценки химического состава и пищевой ценности шелушеного краснозерного риса и шелушеного обыкновенно риса установлено, что шелушеный краснозерный рис по содержанию витаминов, минеральных элементов, пищевых волокон и других биологически активных веществ превосходит шелушеный обыкновенный рис.

3.Разработана технологическая схема выделения шелушеного краснозерного риса из общей зерновой массы с применением фотоэлектронного сепаратора. Показана эффективность применения фотоэлектронного сепаратора на стадии разделения шелушеного риса на шелушеный краснозерный рис и шелушеный обыкновенный рис.

4. Установлена эффективность применения метода механохимической активации при обработке шелушеного краснозерного риса, реализуемого в роторно-валковом дезинтеграторе специальной конструкции, позволяющего получить БАД с высокими органолептическими и физико-химическими показателями.

5. Выявлены эффективные режимы получения БАД в роторно-валковом дезинтеграторе, обеспечивающие ее микробиологическую чистоту, а также инактивацию ферментов - липазы и липоксигеназы: температура - 50 ⁰С, давление - 40 МПа, частота механохимической обработки - 128 Гц, частота вращения ротора - 16 с^-1.

6. Выявлено, что БАД «Рисовая» из шелушеного краснозерного риса имеет высокие потребительские свойства, пищевую ценность, обладает рядом физиологически функциональных свойств: антиоксидантные, антитоксические и гепатопротекторные, а также проявляет технологически функциональные свойства: водоудерживающая, водосвязывающая и пенообразующая способности. На основании исследования физиологически и технологически функциональных свойств разработаны рекомендации по применению БАД «Рисовая» в производстве пищевых продуктов функционального назначения.

7. Установлены гарантийные сроки годности БАД в потребительской упаковке - не более 12 месяцев (без вскрытия), БАД в технологической упаковке - не более 8 месяцев и БАД в потребительской упаковке (после вскрытия) - не более 30 дней.

8. Разработаны технологические режимы и технологическая схема получения БАД «Рисовая» на основе шелушеного краснозерного риса.

Разработан комплект технической документации на производство БАД «Рисовая», включающий технологическую инструкцию и технические условия.

9. Разработанная инновационная технология и технологическая линия внедрены в IV квартале 2010 года в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс». Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических и технических решений составит более 2 млн. руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Шаззо А.А. Теоретическое и экспериментальное обоснование технологии получения БАД на основе краснозерного риса / А.А. Шаззо, Е.П. Корнена, А.Ю. Шаззо, А.П. Гюлушанян, П.В. Цокур // Монография / Краснодар: Издательский Дом Юг, 2010. - 120 с.

2. Шаззо А.А. Химический состав и пищевая ценность шелушеного обыкновенного и краснозерного риса [Текс] / А.А. Шаззо, Б.К. Шаззо, П.В. Цокур, Е.П. Корнена // Известия Вузов. Пищевая технология - Краснодар: 2009. - №2-3. - С.117-118.

3. Шаззо А.А. Исследование пищевой ценности и физиологической активности БАД на основе зерна риса [Текс] / А.А. Шаззо, Б.К. Шаззо, А.П. Верещагина, П.В. Цокур, И.Г. Михайлов //Новые технологии. - Майкоп: изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. - Вып. 1. - С.15-20.

4. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая гипохолестеринимическими свойствами / Патент РФ № 2395214 по заявке №2008151228. Опубл. 27.07.2010. Бюл. №21 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

5. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая антиоксидантными свойствами / Патент РФ № 2391874 по заявке №2008151229. Опубл. 20.06.2010. Бюл. №17 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

6. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая антитоксическими свойствами / Патент РФ № 2995215 по заявке №2008151230. Опубл. 27.07.2010. Бюл. №21 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

7. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище / Патент РФ № 2395216 по заявке №2008151232. Опубл. 27.07.2010. Бюл. №21 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

8. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая иммуномоделирующими свойствами / Патент РФ № 2395217 по заявке №2008151269. Опубл. 27.07.2010. Бюл. №21 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

9. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая противоспалительными свойствами при заболеваниях желудочно-кишечного тракта / Патент РФ № 2395868 по заявке №2008151275. Опубл. 20.06.2010. Бюл. №17 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

10. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая гепатопротекторными свойствами / Патент РФ № 2395869 по заявке №2008151276. Опубл. 20.06.2010. Бюл. №17 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

11. Шаззо А.А. Биологически активная добавка к пище, обладающая гиполипидемическими свойствами / Патент РФ № 2395213 по заявке №2008151227. Опубл. 27.07.2010. Бюл. №21 / А.А. Шаззо, В.И. Харламов, Е.П. Корнена, В.И. Мартовщук и др.

12. Шаззо А.А. Применение продуктов переработки зерна риса в производстве хлебобулочных изделий [Текс] / А.А. Шаззо, Е.П. Корнена, А.А. Щипанова // Всероссийская конференция аспирантов и студентов «Пищевые продукты и здоровье человека», КемТИПП, 23 апреля 2008г. С. 114-116.

13. Шаззо А.А. Влияние БАД на основе продуктов переработки зерна риса на потребительские свойства хлебобулочных изделий [Текс] / А.А. Шаззо, Е.П. Корнена, А.А. Щипанова // I Межведомственная научно-практическая конференция «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров», МГУПП, 24-25 апреля 2008г.С. 105-108.

14. Шаззо А.А. Сравнительная оценка химического состава и пищевой ценности шелушеного обыкновенного и шелушеного краснозерного риса [Текс] / А.А. Шаззо, Е.П. Корнена, С.В. Погорелов // Международная научно-техническая конференция «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство», г. Воронеж, 1-4 октября 2008г. С.103-105.

15. Шаззо А.А. Применение БАД на основе шелушеного краснозерного риса в производстве функциональных продуктов питания [Текс] / А.А. Шаззо, Е.П. Корнена, // VI Международная научно-практическая конференция и выставка «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», МГУПП, г. Москва, 7-10 октября 2008г. С.75-78.

16. Шаззо А.А. Особенности состава и пищевая ценность шелушеного краснозерного риса [Текс] / А.А. Шаззо, А.Ю. Шаззо, П.В. Цокур, О.М. Березовская // Третья Всероссийская заочная научно-практическая конференция специалистов, ученых вузов «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг», г. Тюмень, 16 апреля 2009г. С.53-55.

Размещено на Allbest.ru

...