Разработка растительных пищевых композитов полифункционального назначения для производства комбинированных продуктов.

Продукты из зерна являются одним из основных источников растительных белков, углеводов (полисахаридов), витаминов группы В, макро- и микроэлементов, пищевых волокон. По частоте потребления продукты из зерна должны находится на первом месте у всех возрастных групп населения.

Сохранение здоровья и увеличение продолжительности жизни человека – одна из самых актуальных задач. Результаты эпидемиологических наблюдений и статистических исследований, проведенных в последние два-три десятилетия, свидетельствуют о резком замедлении прогресса в увеличении продолжительности жизни населения индустриально развитых стран и постоянном росте числа случаев заболеваний, которые 30-40 лет назад встречались гораздо реже. К ним относятся сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные, эндокринные, онкологические патологии, болезни обмена веществ. Эти заболевания не только поражают все большое число людей трудоспособного возраста, нанося государствам огромный экономический ущерб, но и все больше касаются молодого населения. Так, признаки атеросклеротического поражения сосудов стали выявляться даже у детей школьного возраста. Широко распространены избыточная масса тела, атеросклероз, онкологические заболевания, гипертоническая болезнь, диабет и др. Изменение структуры и качества питания – важнейший фактор риска, приводящий к перечисленным видам патологии.

В Российской Федерации действует система постоянного мониторинга за состоянием питания населения. Результаты этого мониторинга свидетельствуют о том, что данная проблема в полной мере характерна и для России. У всех категорий населения отмечается круглогодичный дефицит витаминов и многих минеральных веществ в рационах, что оказывает существенное отрицательное влияние на показатели состояния здоровья.

Крупы являются классическими, созданными природой источниками витаминов группы В. Их содержание, а также содержание токоферолов в зерне пшеницы, ржи, овса, ячменя, гречихи и других культурах сбалансировано природой в соответствии с потребностями человека, и 100 г зерна обеспечивают 20-30 % суточной потребности в каждом из этих витаминов. Среди зерновых и крупяных культур гречневая крупа занимает одно из первых мест по содержанию витаминов. В ней содержатся следующие витамины, (мг%): В₁ - 0,3; В₂ - 0,4; В₆ - 0,5; РР - 5,1. Также в состав гречневой крупы входят белки (11,7 %), жир (2,7 %), пищевые волокна (10,3 %).

Овес – яровой злак, зерна которого обычно идут на корм лошадям и на крупу. Родина овса культурного – Монголия и Северный Китай. Но еще древние германцы возделывали овес и варили из него кашу. Зерно овса представляет собой ценный пищевой продукт, содержит (в %): белка 9-19,5, крахмала 21-55, клетчатки 7-24, жира 2-11, витамины группы В, РР. Овес используется для изготовления круп, муки, которая применяется в кондитерской и хлебопекарной промышленностях. Мука из овсяных культур предназначена для использования в композитных мучных смесях для хлебобулочных, кондитерских и кулинарных изделий, а также в качестве компонента мясных и молочных продуктов. В муке есть все незаменимые аминокислоты, витамины, набор макроэлементов, в том числе кремний, играющий важную роль в процессе обмена веществ.

Овсяная крупа содержит 11% белка. По аминокислотному составу овес является одним из наиболее сбалансированных среди злаков. Также аминокислотный состав овсяной крупы является наиболее близким к мышечному белку, что делает ее особенно ценным продуктом. В крупе есть лихенин – слизевое вещество, полисахарид 3-глюкан. При потреблении таких продуктов улучшается переваривание белков; полисахарид 3-глюкан снижает уровень холестерина в крови; слизевые вещества являются нежными раздражителями стенок пищеварительного канала, их используют в диетпитании при его заболеваниях. Овсяная крупа содержит органические кислоты: пальмитиновую, стеариновую, арахиновую, пальмитолеиновую, олеиновую, линолевую. Органические кислоты активно участвуют в обмене веществ, улучшают аппетит и пищеварение, тормозят гнилостные процессы в кишечнике, кроме того, они обладают бактерицидными (противомикробными) свойствами.

Отличительной особенностью овсяной крупы от других круп является повышенное содержание липидов (6 %); в их состав входят лецитин, токоферолы, 3-ситостерол. Овсяная крупа является хорошим источником витаминов группы В, РР и минеральных веществ: магния, фосфора, калия.

По своей пищевой ценности пшено уступает гречневой и овсяным крупам. В пшене содержится 64,4% крахмала, пищевых волокон – 8,5 %, жира – 4,2 %, белков – 11,0 %; белки пшена неполноценны. В недостаточном количестве в пшене содержатся такие аминокислоты, как лизин, метионин, триптофан. Однако комбинирование пшена с другими продуктами (молоком, мясом, яйцом), а также зернобобовыми позволяет повысить пищевую ценность крупы. Из витаминов группы В в пшене содержатся (мг%): В₁-0,5; В₂-0,3; В₆-0,4, РР-4,7.

Пищевая ценность гороха определяется высоким содержанием белка (24,5 %), комплементарным с белками зерновых культур. Основную массу сухого вещества гороха составляют углеводы: сахара (8 %), крахмал (34,9 %), пищевые волокна (25,5 %). Содержание жира в горохе невелико и составляет 1,2 %, также в нем содержатся почти все витамины группы В (мг%): В₁-0,726; В₂-0,215; В₆-0,174, а также ниацин, токоферол, аскорбиновая кислота.

Рисовая крупа характеризуется следующими показателями: белок - 7,1 %, крахмал - 78,6 %, пищевые волокна – 1,3 %. Зерно риса богато витаминами группы В: В₁-0,07; В₂-0,05; В₆-0,016, содержит витамин РР-1,6 мг%, которые находятся в основном в зародыше, алейроновом слое и частях эндосперма, прилегающих к алейроновому слою.

Подобно многим другим зерновым крупам, рожь и ячмень обладают всеми наборами основных пищевых веществ, витаминов  и макро- и микроэлементов, характерных для зерновых продуктов. Зерно ржи богато витаминами (В₁-0,4; В₂-0,2; В₆-0,3, мг%). Белки ржи (9,9 %) подобны белкам ячменя, характеризуются повышенным содержанием водорастворимых и солерастворимых белков и меньшим, чем пшеница содержанием спирторастворимых фракций, жир составляет 2,2 %, крахмал – 54 %, пищевые волокна – 16,4%. Белки ячменя (10,3 %) содержат почти все аминокислоты, содержание жира составляет – 1,3 %, пищевых волокон – 14,5 %, крахмала – 54,5 %, витаминов группы В (мг%): В₁-0,3; В₂-0,08; В₆-0,5.

Современные продукты питания должны наилучшим образом соответствовать естественным процессам усвоения пищевых веществ человеком, выработавшимся в ходе эволюции. Практическое питание человека в естественных условиях обусловлено оптимальными нормами и реальными возможностями.

В ходе длительной эволюции живой природы вырабатывались типы обмена веществ, которые определяют незаменимость отдельных компонентов пищи и соответствующую ферментную организацию клеток и тканей организма. Поэтому научной основой современной стратегии производства пищи является изыскание новых ресурсов незаменимых компонентов пищи, использование нетрадиционных видов сырья, создание новых прогрессивных технологий, позволяющих повысить пищевую и биологическую ценность продукта, придать ему заданные свойства, увеличить срок хранения. Вопросы производства здоровой пищи находятся в центре внимания специалистов, занимающихся разработкой современных технологий производства и критериев качества продуктов питания, которые продиктованы изменившимися условиями труда и экологией.

Источником оздоровления питания населения России является целесообразность использования растительного сырья, произрастающего на территории страны, ее регионов и этнических групп, потребляющих данную пищу. Вкусы и предпочтения населения России сформировалось с помощью многолетнего отбора и поддержания нормального здоровья человека в единстве с природой и растительными ресурсами.

В продуктах со сложным сырьевым составом молочное и растительное; сырье используется в различных сочетаниях, что позволяет придавать этим продуктам требуемые функциональные свойства, учитывать привычки и традиции в культуре питания населения разных регионов. Национальная кухня является частью народной культуры, отражает особенности уклада жизни населения.

Каша у русского народа была любимым блюдом, предметом особого питания, принадлежностью ритуальных и обрядовых действий. Главной составляющей каш является все возможные крупы, которые содержат протеины, клетчатку, ненасыщенные жирные кислоты, минеральные вещества (калий, цинк, фосфор, железо, медь, кремний, кальций) витамины Е, В и В₂ могут служить одним из источников для оздоровления питания населения России сегодня.

Вкус каши зависел от того, что в нее добавляли. Так самыми распространенными добавками в каши были молочные продукты – молоко, сметана, творог, простокваша, пахта и сливки. На втором месте были – мясо, рыба, горох, яйца, грибы, лук, тыквенное пюре и мак. Разнообразие видов русских каш базировалось, прежде всего, на многообразии сортов круп, производимых в России. Больше всего для крупяных блюд использовали в Древней Руси четыре злака: пшеницу, ячмень, просо и рожь. Позже в употребление ввели гречиху, рис и овес.

Почти из каждого вида зерна делалось несколько видов круп – целых, дробленых различным образом и муку из них. Из гречихи делали ядрицу, великогорку (более меньших размеров, чем ядрица), смоленскую   (совсем мелкую) и обварную. Из ячменя делали перловую, голландку (меньших размеров, чем перловая) и ячневую (очень мелкая); из проса – пшенную, из пшеницы – манную.

Очень давно применялась и гидротермическая обработка овса, его парили, высушивали и толкли. После такой обработки получали толокно, которое характеризовалось большим количеством растворимых легкоусвояемых веществ и его ели без тепловой обработки, разводя молоком или водой. Сейчас толокно вышло из употребления. Историко-этнографические традиции производства и потребления блюд из круп связано с тем, что каши издавна кормили человечество тысячи лет и кормят до сих пор. Нельзя не отметить, что традиционно сложившиеся на протяжении многих десятилетий особенности питания населения в современных условиях претерпевают существенные изменения. Но в питании человека больше, чем где бы то ни было, проявляется специфика природных условий и традиции, которые сложились веками.

Одним из традиционных хакасских блюд является талган, приготовленный, из обезжиренных и измельченных  особым способом зерен ячменя, пшеницы. С древности талган является продуктом повседневного питания хакасов и беднейшие слои населения, особенно подтаежных районов, почти круглый год питались талганом. Здесь не вызревала пшеница, а поэтому сеяли в основном рожь и ячмень. Но и в наши дни талган пользуется большой популярностью в искусстве приготовления пищи хакасов. Талган очень удобен для питания охотников, чабанов, строителей, туристов, надолго уезжающих из дома. Основной особенностью хакасской кухни является активное сочетание талгана с различными продуктами (молоко, айран, простокваша, пахта, сливочное или топленое масло). В составе талгана от 9,8 до 10,5% белка, массовая доля жира в нем колеблется от 1,3 до 2,0%, причем в состав липидов входят и ненасыщенные жирные кислоты. Из углеводов в нем содержится 60% крахмала, 7,75% пентозанов и 2,8% клетчатки. В минеральный состав входят (мг/100 г): натрий 10-15, калий 147-205, фосфор 275-343, кальций 58-80. Из витаминов присутствуют Е, В, В₂, PP. В талгане содержится около 10% пищевых волокон, которые оказывают положительное влияние на функционирование пищеварительного тракта.

Недостаточное потребление витаминов и жизненно необходимых минеральных веществ и микроэлементов наносит существенный ущерб здоровью человека: снижает физическую и умственную работоспособность, сопротивляемость к различным заболеваниям, усиливает отрицательное воздействие на организм неблагоприятных экологических условий, вредных факторов производства, нервно-эмоционального напряжения и стресса, повышает профессиональный травматизм, чувствительность организма к воздействию радиации, изнашиванию организма, сокращает продолжительность активной трудоспособной жизни.

Применение круп способствует нормальному пищеварению, предупреждает развитие диабета и рака прямой кишки, улучшает состав крови и кровеносных сосудов, восстанавливает силы, снижает уровень холестерина, нормализует обмен веществ, снижает раздражительность у людей, что очень актуально в современном мире. Закономерно, что в мировой практике все большее распространение получают работы по созданию комбинированных продуктов, в том числе мясных и молочных. Одним из распространенных способов корректировки состава продуктов является комбинирование сырья с компонентами растительного и животного происхождения. Особый интерес в этом отношении представляют зерновые, зернобобовые культуры и молочные белки.

Для здоровья человека стала чрезвычайно важна не только полноценность питания, но и его профилактическая и детоксицирующая функция. Это в большей степени определяет современные требования к структуре рационального питания. Удовлетворить этим требованиям, используя традиционные продукты питания, практически невозможно, поэтому создаются комбинированные продукты с использование животного и растительного сырья, обогащенные определенными витаминами и биологически активными добавками, несомненная полезность которых в том, что они могут сбалансировать и улучшить рацион благодаря введению белков, аминокислот, витаминов, микро- и макроэлементов, пищевых волокон и других полезных веществ.

Как показывает обширный мировой и отечественный опыт, наиболее эффективным и экономически доступным путем улучшения обеспеченности населения микронутриентами в общегосударственном масштабе является дополнительное обогащение ими продуктов питания массового потребления до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека.

Проводимые во многих странах мира работы по обогащению пищевых продуктов эссенциальными веществами в целях улучшения их качества предусматривают сбалансированность аминокислотного состава белков, жирнокислотного состава липидов, а также того и другого вместе. Однако все эти работы включают, как правило, использование сырья животного происхождения – мяса, мясопродуктов, казеина, сывороточных белков и т.п. В течении ряда лет проводятся исследования по разработке научных и практических основ создания растительных пищевых композитов, характеризующихся оптимальным с точки зрения науки о питании соотношением белковых и липидных компонентов.

Реализация указанных выше требований не может базироваться только  на известных технологических решениях, поэтому необходим поиск новых теоретических и практических подходов, направленных на разработку композитов полифункционального назначения для применения их в целях расширения относительно узкого отечественного сырьевого рынка и ассортимента биологически ценных пищевых продуктов.

Соблюдение в практической работе по созданию новых видов пищевых продуктов нижеприведенных принципов пищевой комбинаторики позволяет снизить риск нанесения вреда здоровью человека до минимума:

-                     принцип безопасности и доброкачественности: при разработке новых видов продуктов необходимо использовать сырье, материалы и различного рода добавки в количествах, рекомендованных или разрешенных санитарными органами для использования в пищевой промышленности; отдельное внимание необходимо обращать на возможность трансформации пищевых добавок и других компонентов в токсичные в ходе технологического процесса производства продукции;

-                     принцип необходимости использования (достаточности): не допускается использование пищевых добавок в тех случаях, когда необходимый эффект может быть достигнут технологическими методами, и тогда, когда они технически и экологически нецелесообразны; не разрешается также введение пищевых добавок в целях маскировки технологических дефектов, порчи или снижения ценности пищевых продуктов;

-                     принцип совместимости: при разработке новых видов пищевых продуктов следует использовать технологически и физико-химически совместимые добавки и сырьевые компоненты; особое внимание необходимо уделять совместимости добавок по биологическим эффектам;

-                     принцип предпочтительности использования и равнозначности контроля: при разработке пищевых продуктов для решения функциональных или технологических задач предпочтительно использование пищевых добавок и сырьевых компонентов естественного происхождения (что не освобождает их от исследования на токсичность и мутагенность);

-                     принцип конечного контроля и достоверности декларирования: необходимо контролировать на токсичность и мутагенность не только пищевые добавки, но и конечный продукт; при декларировании у продуктов каких-либо лечебных, профилактических или специальных свойств необходимо подтверждать их наличие в специальных исследованиях с привлечением здоровых добровольцев;

-                     принцип исключения: необходимо приостанавливать действие рецептурных документов при получении компрометирующих данных по разрешенным ранее пищевым добавкам или технологическим приемам при изучении их по усовершенствованным или вновь разработанным методикам и методам.

Современные энциклопедические словари трактуют диету (от греческого diaita – образ жизни) как специально подобранный по количеству, химическому составу, энергетической ценности и кулинарной обработке рацион питания. Однако такое актуальное понятие, как «продукты диетического питания», требует более строгого, законодательно закрепленного определения, ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» вводит такое понятие. Продукты диетического питания должны обладать свойствами, которые позволяют использовать их для лечебного и профилактического питания человека в соответствии с требованиями, установленными федеральным органом исполнительной власти в области здравоохранения к организации диетического питания, и быть безопасными для здоровья человека.

Проблема полноценной и здоровой пищи всегда была одной из самых важных, стоящих перед человеческим обществом. Здоровье может быть достигнуто и сохранено только при условии полного удовлетворения физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах. Любое отклонение от формулы сбалансированного питания приводит к определенному нарушению функций организма, особенно если эти отклонения достаточно выражены и продолжительны во времени. Растительные пищевые композиты – богатый источник целого ряда необходимых организму пищевых веществ, поступление которых не может быть обеспечено только за счет животных продуктов - это аминокислоты, витамины, минеральные вещества, пектины и клетчатка, способные выводить радионуклиды и соли тяжелых металлов. Данные продукты соответствуют требованиям теории адекватного питания, обладают выраженными лечебно-профилактическими свойствами, невысокой стоимостью, доступны для потребителя и сохраняют при этом роль традиционного питания в жизни.