В статье рассматриваются вопросы разработки и применения натурального биологического корректора НБК. Приведен анализ данных исследований, расчетов и математического моделирования рецептур. Проведено исследование безопасности и качества НБК на примере бактерий различных групп. Определен комплексный показатель качества продукта на основе квалиметрии применительно к пищевым добавкам.
БАД как самостоятельный продукт, наряду с использованием в профилактических целях, все чаще становится альтернативой фармакологическим средствам в лечении различных заболеваний [1-6]. В отличие от функциональных или обогащенных пищевых продуктов, в которых физиологически функциональные ингредиенты содержатся в количестве от 10 до 50% от их суточной потребности и употребление которых практически не имеет ограничений, БАД представляет собой концен- трированную форму физиологически активных веществ. В связи с этим применение БАД ограничивается определенными дозировками и длительностью курса приема.
Одной из наиболее интересных современных БАД для пищевых продуктов является разработанный нами натуральный биологический корректор (НБК). Особое место НБК среди БАД обусловлено уникальным сочетанием их физиологически активных и биотехнологических свойств. Среди последних –способности, способность корректировать продукты, улучшать вкус и запах, проявлять влагосвязывающие и влагоудерживающие свойства, способность увеличивать растворимость, снижать вязкость, улучшать консистенцию, удлинять срок хранения, положительно влиять на качественные показатели и показатели безопасности продукта и многие другие показатели.
Многообразию биотехнологических свойств не уступает широкий спектр физиологической активности природных корректоров. Все это объясняет тот факт, что уже сегодня корректоры стали неотъемлемым рецептурным компонентом функциональных или обогащенных пищевых продуктов для детского, специализированного и массового питания.
Основным сырьем для промышленного получения НБК являются натуральные ингредиенты: лизоцимсодержащий белковый продукт, полученный из куриного яйца, растительное сырье (амарант), пектин шиповника, сухая молочная сыворотка, кальцийсодержащий продукт (кальцид).
Для реализации задачи оптимизации рецептуры композиционного НБК по совокупности свойств с учетом современных требований к питанию нами был выбран подход, который предполагает обеспечение химического состава продукта путем изменения соотношения ингредиентов рецептуры в заданных пределах.
Задача расчета оптимальной рецептуры была сформулирована следующим образом: известен перечень ингредиентов, допустимых для производства композиционного НБК, их характеристики (содержание влаги, белка, в том числе незаменимых аминокислот, жира, в том числе сумма насыщенных, моно- и полиненасыщенных жирных кислот, микро-, макроэлементов, витаминов), стоимость ингредиентов, а также размер партии.
Требовалось определить, в каких количествах целесообразно включать в рецептуру ингредиенты, чтобы при соблюдении требований к химическому составу готового продукта и содержанию отдельных ингредиентов обеспечить минимум (максимум) критериев оптимизации, с учетом биосочетаемости компонентов.
Из формулировки задачи были определены важнейшие этапы ее решения: выбор критериев, обоснование перечня ингредиентов, сбор их характеристик и обоснование ограничений на характеристики.
Целью оптимизации рецептур натурального биологического корректора НБК является получение продукта, сбалансированного по минеральному составу, биологической ценности, рекомендуемого для детей и взрослых с заболеваниями, вызванными кальциевой недостаточностью, желудочно-кишечными заболеваниями, анемией.
На основании теоретических исследований спроектированы варианты рецептур НБК, обладающих направленным действием и с учетом их совместимости с пищевыми продуктами.
Расчеты вариантов оптимальных рецептур при выбранном критерии оптимизации (целевой функции) и установленных ограничениях выполняли на компьютере по стандартной программе линейного программирования «Модифицированный симплекс метод». В результате математического моделирования рецептур установлено наиболее оптимальное соотношение между ингредиентами в рецептурах. В результате решения задачи получено несколько вариантов модельных рецептур НБК, для которых определены ожидаемые значения показателей химического состава и стоимости готового продукта. Представленные рецептуры оптимизированы по аминокислотному скору, минеральному и витаминному составу. Изучен аминокислотный состав НБК, результаты которого показаны в таблице 1.
Таблица 1 - Аминокислотный состав натурального биологического корректора
Анализируя данные таблицы, можно сделать следующий вывод - белки НБК содержат полный набор незаменимых аминокислот, скор которых по лимитирующим аминокислотам, составляет не менее 82%.
Разработанные три варианта рецептур НБК изучены также по химическому составу, результаты которого отражены в таблицах 4, 5, 6. Анализ таблицы химического состава НБК показал, что минеральный состав 100 г. НБК обеспечивает потребность в минеральных веществах от 30% суточной нормы до 100%. Так, минеральный состав НБК-1 обеспечивает практически 100% потребность организма в фосфоре, на 60% - в кальции, магнии.
Высокое содержание указанных минеральных веществ позволит восполнить дефицит кальция и фосфора при поступлении его в организм с пищей. Наиболее насыщен по составу кальция, железа и магния НБК-2. Наличие высокого содержания магния создает наиболее благоприятные условия для усвоения железа. НБК-2 содержит также наиболее сбалансированный состав по соотношению кальция и фосфора 1:1, что способствует наилучшему усвоению организмом кальция.
Витаминный состав всех трех вариантов НБК по отдельным видам жизненно важных витаминов на 50-60% удовлетворяет потребность в них организма.
Основываясь на анализе данных по соотношению незаменимых аминокислот, минеральных веществ и витаминов, из представленных трех вариантов НБК, предпочтение дано варианту НБК-2, по которому отобран в экспериментальных условиях оптимизированный НБК.
На основании разработанных моделей рецептур проведена выработка опытных партий НБК в экспериментальных условиях. НБК изготавливали путем приготовления смеси компонентов в установленных соотношениях с последующей фасовкой, прессованием, дражированием и упаковкой. Производство натурального биологического корректора не требует специального технологического оборудования. Биотехнология производства НБК заключается в следующем: прием и оценка качества сырья, технологическая обработка сырья и упаковка.
Таким образом, на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны научно обоснованные рецептуры и биотехнология производства нового вида пищевой добавки – натуральный биологический корректор (НБК), предназначенный для профилактики железодефицитной, кальциевой недостаточности и заболеваний желудочно-кишечного тракта, с возможным применением при производстве пищевых продуктов нового поколения.
Анализ опытного образца показал хорошее совпадение ожидаемых значений показателей качества с фактическим.
В результате проведенного анализа был обоснован выбор ингредиентов, входящих в состав рецептуры, с учетом современных представлений о питании с проведением моделирования рецептуры композиционного НБК.
Невысокая стоимость сырья позволяет сделать продукт пригодным для широкого применения и доступным для всех категорий населения.
Образцы НБК оценивали по органолептическим показателям с использованием 5-ти бальной системы. Преимуществом органолептической оценки как метода анализа качества продукции является возможность относительно быстрого и одновременного выявления комплекса таких свойств продукта, как внешний вид, цвет, аромат, вкус, консистенция и определили физико-химические показатели.
Разработанная биотехнология получения композиционного НБК позволяет достигать высокого уровня его качества (таблица 2).
Таблица 2 – Показатели безопасности и качества НБК
По результатам дегустации органолептические показатели опытной партии композиционного НБК соответствуют требованиям, предъявляемым к пищевым продуктам. Пониженное содержание согласуется с более низкими кислотными числами разработанной НБК и определяет, наряду с прочими факторами, ее большую стабильность к окислительной порче и к другим негативным процессам, происходящим при хранении.
Комплексный показатель качества определяли усовершенствованным методом квалиметрии применительно к пищевым добавкам. Наиболее объективно, на наш взгляд, качество продукта должно быть представлено совокупностью потребительских свойств, которые характеризуются органолептическими показателями, его пищевой и биологической ценностью, а также рядом физико- химических, микробиологических и других показателей, оказывающих существенное влияние на формирование и сохранение основных свойств продукта.
Литература
- Тутельян В.А., Суханов Б.П., Булаев В.М. К вопросу о безопасности биологически активных добавок к пище растительного происхождения // Материалы VII Международного Съезда «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения». – 3-5 июля 2003 г. – Санкт-Петербург. – С. 469-471.
- Богатырев А.Н., Рогов И.А. Комбинированные продукты и перспективы создания новых композиций // Пищевая и перерабатывающая промышленность. – 1985. – № – С. 50-52.
- Кочеткова А.А. Пищевые ингредиенты и эволюция продуктов питания // Сб. докл. 7-го Межд. Форума «Пищевые ингредиенты ХХI века». – М., 2006. – С. 43-47.
- Свергуненко С.Л., Куликов А.Н., Литвиненко В.И. Перспективы использования растительных экстрактов в пищевой промышленности // Пища. Экология. Человек: Доклады IV международной научно-технической конференции. - М.: МГУПК, 2001. – С. 173-177.
- Попов, Н.П. Система европейского законодательства по безопасности пищевой продукции // Пищевая промышленность. – 2004. – № 1. – С. 22-27.
- Гавриленков А.М. Экологическая безопасность пищевых производств: Учеб. пособие для студентов вузов / А.М. Гавриленков, С.С. Зарцына, С.Б. Зуева. – СПб.: ГИОРД, – 272 с.