РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕННОГО РЫБОРАСТИТЕЛЬНОГО СНЕКА ДЛЯ ЛЮДЕЙ УМСТВЕННОГО ТРУДА

Научная статья
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.131.30
Выпуск: № 5 (131), 2023
Предложена:
13.03.2023
Принята:
27.04.2023
Опубликована:
17.05.2023
905
9
XML
PDF

Аннотация

Специализированные продукты питания из агропищевого сырья для людей с повышенной умственной нагрузкой должны быть сбалансированы по основным и вспомогательным компонентам, а также микробиологической безопасности. В опубликованных источниках научно-технической литературы по теме исследований, приводятся примеры биокоррекции состава различными добавками. Целью работы является исследование возможности обогащения рыборастительных снеков добавками с низким гликемическим индексом – гречневой мукой, СО2-экстрактами и шротами растений с антиоксидантными свойствами. Актуальность разработки основана на целесообразности включения в состав продуктов быстрого питания белково-липидо-углеводных добавок в виде СО2-шротов арахиса, грецких орехов и семян винограда. Объектами исследований были фарш из мяса прудовых рыб, гречневая мука, СО2-экстракты перца черного и тмина черного, шроты липидсодержащих растений, а также готовые рыборастительные снеки. В работе использованы современные методы исследования химического состава сырья и готовой продукции, приведена рецептура рыборастительного снека с пониженным гликемическим индексом. Исследования выполнены в лаборатории кафедры «Технология товаров и товароведения» АГТУ и на рыбоперерабатывающем предприятии ИП Миронова А.И. (г. Астрахань). Выполненное исследование дает представление об особенностях технологии изготовления рыборастительного снека для людей умственного труда.

1. Введение

Трудами отечественных и зарубежных ученых установлена потребность организма людей интеллектуального, умственного труда в специализированном питании, с включением в состав рецептур продуктов животного и растительного происхождения. Актуальность разработки основана на целесообразности создания специализированных продуктов быстрого питания из агропищевого сырья, для людей с повышенной умственной нагрузкой. Причем присущая этой категории работников гиподинамия и преимущественно сидячий образ работы и жизни призывает к умеренному питанию, но с включением в рацион питания БАВ в оптимальном соотношении.

Для людей с повышенной умственной нагрузкой – научным работникам, преподавателям вузов, программистам и шахматистам, требуется особый режим питания, призванный удовлетворить потребности головного мозга в необходимых питательных веществах. Для работников умственного труда характерна недогрузка опорно-двигательного аппарата и повышенная нагрузка на психологическую и эмоциональную системы организма, негативно влияющие на состояние здоровья.

С темой выполняемого исследования связан ряд современных отечественных и зарубежных публикаций. В последние годы функциональные продукты питания показывают ежегодный рост производства 10-15 %

. Выявлена необходимость формализации терминологии и нормативной документации функциональной пищи, включая пищевые и медицинские инновации.

Конструкция рецептур функциональных продуктов питания для людей умственного труда должна учитывать, как влияет содержание важнейших аминокислот на состояние центральной нервной системы и умственной деятельности

. Определено количество аргинина, аспарагиновой кислоты, валина, глицина, глутаминовой кислоты, изолейцина, тирозина, триптофана и фенилаланина в продуктах специализированного назначения для людей умственного труда.

В работе Григоренко С.П. проанализирована возможность обогащения рыбного фарша растительным белком семян бобовых культур и производства на этой основе специализированных продуктов для людей умственного труда

. Из-за специфики деятельности эта категория сотрудников и студентов часто нарушает режим питания и не всегда имеет возможность приобретать сбалансированные по составу продукты быстрого питания.

Повысить эффективность деятельности людей умственного труда с разным хронотипом, можно за счет организации рационального питания с использованием комбинированных продуктов

. Установлено, что оптимизация режима питания в пиковых периодах умственной деятельности, приводит к увеличению работоспособности и активизации мышления.

Для коррекции состава продуктов традиционного питания и придания им специализированных свойств используются натуральные пищевые добавки, не обладающие собственной пищевой ценностью и не употребляемые непосредственно в пищу

.

Для активизации деятельности мозга рекомендовано включать в рацион питания людей, занимающихся умственной деятельностью, рыбные продукты, с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот

.

Серьезные занятия умственной работой часто формируют малоподвижный образ жизни, требующий радикального изменения рациона питания, с включением в продукты биологически активных веществ

. Для снижения негативного влияния на здоровье человека исключительно велика роль каротиноидов и флавоноидов, входящих в состав СО2-экстрактов. Для людей, занятых умственной деятельностью, разработаны комбинированные белково-углеводные продукты питания
. В состав таких продуктов входят антиоксидантные СО2-экстракты из пряно-ароматического и лекарственного сырья.

Комбинированные рыборастительные полуфабрикаты должны содержать витамины, макро и микроэлементы, пищевые волокна

. Находящийся в рыбе жир содержит полиненасыщенные жирные кислоты.

К высокоэффективному классу пищевых добавок относится аминокислота таурин, которая выполняет в организме человека не только антиоксидантную функцию, но и участвует в регулировании обмена веществ и укреплении иммунной системы

. Известны цитопротекторные, гипогликемизирующие и гиполипидемические свойства таурина, что позволяет обогащать им продукты лечебно-профилактического назначения.

Опубликованные источники позволили выяснить, что занимающиеся в шахматных клубах студенты часто нарушают рекомендованный режим питания, требуют быстрого «перекуса» между основными приемами пищи, ведут малоподвижный образ жизни, а также испытывают стресс в период экзаменационных сессий и ответственных шахматных турниров. Все это требует особого внимания к составу принимаемой пищи и напитков, с включением в их состав антиоксидантов и иммуномодуляторов. Установлено, что в питании людей умственного труда используются несбалансированные по аминокислотному и жирнокислотному составу продукты, а также продукты с высоким гликемическим индексом (ГИ). Преимуществом продуктов с низким ГИ является более медленное переваривание углеводов и постепенное повышение сахара в крови.

Люди умственного труда испытывают дефицит времени на полноценный прием пищи и часто для утоления чувства голода используют снеки, как продукты быстрого питания.

Выполненный обзор научно-технической литературы подтвердил актуальность темы работы и позволил сформулировать цель и задачи исследования.

2. Методы и принципы исследования

Целью исследования является разработка технологии обогащенного рыборастительного снека для людей умственного труда. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- подбор объектов исследования из видов отечественного рыбного и растительного сырья, содержащего полноценные пищевые и биологически активные вещества;

- выделение из отобранного сырья продуктов с низким гликемическим индексом;

- разработка схемы автоматизированной экстракционной установки, работающей в до- и сверхкритических условиях;

- разработка рецептуры рыборастительного снека с пониженным гликемическим индексом.

Объекты исследования: рыбный фарш из мяса прудовых рыб, картофельное пюре сухое, мука гречневая, порошок из грецких орехов, порошок из рыбных костей, сухая подсырная сыворотка, хитозан и легкая вода с пониженным содержанием дейтерия. В рецептурный состав включены СО2-шроты растений, СО2-экстракт перца черного, СО2-экстракт тмина черного, производства ООО «Компания Караван» (г. Краснодар).

Серосодержащая аминокислота таурин H2NC2H4SO3H используется как природный иммуномодулятор. Производитель таурина ООО Глобал Хэлфкеар, Московская область, Россия. Выпускается по ТУ 10.89.19-283-21428156-2021. Таурин обладает антиоксидантным, антикатаболическим и гепатопротекторным свойством, используется для повышения умственной и физической работоспособности. Рекомендуемая норма потребления до 3 мг/сут. Легкую воду для гидратации порошкообразных компонентов рецептурной смеси получают по методике КубГТУ криогидратным способом.

Методика и организация исследования. Проанализировав значительный объем научно-технической информации, авторы пришли к выводу о необходимости спроектировать рецептуру белково-углеводного продукта с антиоксидантными свойствами для людей умственного труда.

Методика получения высокоэффективных пищевых добавок основана на использовании газожидкостных технологий, заключающихся в селективной экстракции фенолподобных вещества жидким и сверхкритическим диоксидом углерода. Разработка высокоэффективной газожидкостной технологии позволила получить новый класс экстрактивных и шротовых добавок.

Рассчитывали критерий сбалансированности смеси рыборастительных снеков по значению гликемической нагрузки. Рецептуры многокомпонентных изделий составлены с использованием гречневой муки, грецких орехов, минерального порошка из рыбных костей и других компонентов с низким гликемическим индексом. Расчёты проведены в системе MathCAD.

Для защиты мозга от пагубного свободнорадикального окислительного действия стресса, необходимо в состав продуктов питания включать антиоксиданты из растительного сырья. Учитывались j-ые показатели белков, липидов, углеводов, микроэлементов и др., каждого i-го компонента (гречневая мука, орехи, СО2-шроты и др.). При использовании аддитивного (линейного) фактора, установили зависимость X={xi} – в виде искомого вектора с определенным весом ингредиента j и i в смеси.

3. Основные результаты

Поставлена задача усовершенствовать технологию производства натуральных антиоксидантных добавок. Мы обратились к опыту наших коллег из Кубанского государственного технологического университета, организовавших промышленный выпуск СО2-экстрактов на действующем предприятии ООО «Компания Караван».

На рисунке 1 приведена схема автоматизированной экстракционной установки, работающей в до- и сверхкритических условиях.

Изображенная слева часть установки предназначена для получения натуральных пищевых добавок из термолабильного растительного сырья в докритическом режиме СО2-экстракции при давлении 6,2-6,5 МПа и температуре 18-22 оС.
Схема установки для получения СО2-экстрактов

Рисунок 1 - Схема установки для получения СО2-экстрактов

Примечание: 1 – СО2-ресивер; 2 – регулятор давления; 3 – конденсатор; 9 – испаритель; 11 – теплообменник; 4 – термостатированный сборник; 5 – докритический экстрактор; 6 – сверхкритический экстрактор; 7 – сепаратор; 8, 10 – сборники экстракта; 12 – компрессор

Предназначенное для обработки сырье (арахис, семена винограда) загружают внутрь герметичного экстрактора 5 в сетчатых капсулах. После герметизации системы, внутрь экстрактора 5 из сборника 4 подается жидкий СО2, для обеспечения процесса проточной экстракции. Образовавшуюся мисцеллу направляют в испаритель 9, для разделения на жидкую и газообразную фазы. Отделенный из мисцеллы экстракт выгружается в сборник 10.

В правой части установки показано устройство для сверхкритической флюидной экстракции компонентов из термостойкого сырья при давлении 40-45 МПа и температуре 35-40 оС. Навеска предварительно подготовленного сырья или шрот после докритической экстракции, помещается внутрь экстрактора 6. Снизу экстрактора, через сырье насосом 12 прокачивается флюидный газ, удаляющий из сырья экстрактивные вещества. В сепараторе 7 флюидная мисцелла разделяется на газ и экстракт. Газ направляется в теплообменник-конденсатор 3, а СК-экстракт выгружается в сборник 8.

После удаления СО2-экстрактивных веществ из арахиса, грецкого ореха и семян винограда, остается тонкоизмельченный (после газожидкостного взрыва) СО2-шрот, представляющий собой стерильную белково-липидно-углеводную пищевую добавку.

Состав рыборастительного снека промоделировали с учетом суточной потребности в отдельных компонентах. Показатель «Гликемический индекс» в рыборастительном снеке используется как усредненный инструмент, позволяющий определить нагрузку инсулинового ответа на прием пищи.

В условиях действующего предприятия «ИП Миронов А.И.» разработана рецептура и выполнен расчет рецептуры рыборастительного снека. Входящая в рецептурный состав снека гречневая мука и СО2-экстракты содержат каротиноиды, токоферолы и флавоноиды, СО2-шроты семян винограда и арахиса содержат полиненасыщенные жирные кислоты.

Рецептурный состав рыборастительного снекеа смоделирован в программе MathCAD.

В таблице 1 приведена рецептура рыборастительного снека с пониженным гликемическим индексом.

Таблица 1 - Рецептура рыборастительного снека

Компоненты смеси

Норма закладки,%

Рыбный фарш

37,0±1,82

Картофельное пюре сухое

7,1±0,34

Мука гречневая

8,0±0,38

СО2-шрот грецких орехов

6,4±0,31

Порошок из рыбных костей

4,3±0,20

СО2 -шрот арахиса

3,5±0,16

СО2 -шрот семян винограда

3,6±0,17

СО2 –экстракт перца черного

0,005

СО2 -экстракт черного тмина

0,005

Сухая подсырная сыворотка

4,3±0,21

Таурин

1,3±0,06

Хитозан

0,49±0,04

Легкая вода

до 100

Из данных таблицы 1 видно, что смоделирован многокомпонентный состав снека, в состав которого включены продукты с низкими гликемическими показателями – рыбный фарш, гречневая мука, антиоксидантные СО2-экстракты, СО2-шроты арахиса, грецкого ореха, семян винограда.

Конкретное значение калорийности, гликемического индекса и соотношения Б:Ж:У в продуктах, приведено в таблице 2.

Таблица 2 - Доли содержания белков, жиров и углеводов в компонентах смеси

Компоненты смеси

Белки, г/100 г

Жиры, г/100 г

Углеводы, г/100 г

ГИ

Калорийность, ккал

Гречневая мука

12

2,6

68

50

355

Картофельное пюре

1,9

0,1

20,2

70

110

Порошок из рыбных костей

15,9

14,7

0,2

3

196

Рыбный фарш

0,4

0,4

9,8

40

47

СО2-шрот арахиса

25

48

17

15

566

СО2-шрот грецких орехов

15

65

15

15

710

СО2-шрот семян винограда

18

8

2,5

23

63

Примечание: ГИ - гликемический индекс

Судя по данным таблицы 2, основные продукты, входящие в рецептуру рыборастительного снека, отличаются низким гликемическим индексом и отвечают за медленное повышение уровня глюкозы в крови.

Контроль за уровнем ГИ рыборастительного снека позволяет учитывать его сахарорегулирующие свойства.

Содержание r основных пищевых компонентов определяли по формуле:

img

где x – векторная масса r каждого компонента в смеси.

Критерий сбалансированности смеси определяли по формуле, %

img

Тот же критерий, но без гликемического индекса:

img

Для определения гликемического индекса использовали формулу:

img

Использование гликемического индекса в продуктах питания людей умственного труда позволяет применять его в виде усредненного инструмента для определения инсулинового ответа на прием пищи.

4. Заключение

В статье представлены результаты исследований по особенностям технологии производства обогащенных рыборастительных продуктов быстрого питания для людей, занятых умственным трудом.

Актуальность разработки определяется возросшим количеством специалистов разных отраслей науки, техники и обучения, занятых интеллектуальным и умственным трудом. Целью исследования явилась разработка технологии и рецептур обогащенного рыборастительного снека для людей умственного труда. Выявлена новизна полученных результатов в сравнении с известными литературными данными: выяснен механизм использования продуктов со сравнительно низким гликемическим индексом для постстрессовой реабилитации нервной и сердечно-сосудистой системы человека умственного труда; обоснована необходимость включения в состав продуктов быстрого питания белково-липидно-углеводных добавок в виде СО2-шротов арахиса, грецких орехов и семян винограда; разработана рецептура многокомпонентного рыборастительного снека, с использованием продуктов со сравнительно низким гликемическим индексом. В составе рыборастительного снека определено заданное количество рыбного фарша, гречневой муки, порошка из обезжиренных грецких орехов, порошка из рыбных костей, подсырной сыворотки, СО2 -шрота арахиса и семян винограда и других продуктов с низким гликемическим индексом.

Метрика статьи

Просмотров:905
Скачиваний:9
Просмотры
Всего:
Просмотров:905