Євлаш Вікторія Владленівна. Наукове обґрунтування технології дієтичної добавки та харчових продуктів антианемічного спрямування зі стабілізованим гемовим залізом

brief description

Євлаш Вікторія Владленівна. Наукове обґрунтування технології дієтичної добавки та харчових продуктів антианемічного спрямування зі : Дис... д-ра наук: 05.18.16 - 2009.

Євлаш В.В. Наукове обґрунтування технології дієтичної добавки та харчових продуктів антианемічного спрямування зі стабілізованим гемовим залізом. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.16 технологія продуктів харчування. Харківський державний університет харчування та торгівлі Міністерства освіти і науки України, Харків, 2009 р.
Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології харчових продуктів антианемічного спрямування шляхом збагачення їх дієтичною добавкою зі стабілізованим гемовим залізом.
Встановлено, що для лікування та профілактики залізодефіцитних станів (ЗДС) в раціони харчування населення повинні бути включені залізовмісні дієтичні добавки та харчові продукти, що містять гемове залізо переважно в двовалентній формі та всі необхідні компоненти для метаболізму заліза.
Науково обґрунтовано та розроблено технологію дієтичної добавки з крові великої рогатої худоби (ВРХ). Доведено, що для формування необхідних функціонально-технологічних та фізіологічних властивостей дієтичної добавки необхідно стабілізувати гемовий комплекс при переробці крові ВРХ. Реологічними та молекулярно-кінетичними дослідженнями підтверджено ефективність принципу стабілізації гемового комплексу просторовою структурою гелю, утвореного Nа-КМЦ.
Розроблено концепцію збагачення харчових продуктів гемовим залізом для профілактики та лікування ЗДС, згідно якої науково обґрунтовано та розроблено технологію харчових продуктів антианемічного спрямування: м'ясних січених виробів, десертів з кисломолочного сиру, хлібобулочних виробів, пряників. Одержано нові данні про вплив дієтичної добавки «Гемовітал» на фізико-хімічні, функціонально-технологічні, структурно-механічні, мікробіологічні характеристики цих продуктів. Визначені основні показники якості та безпеки розробленої продукції.
Доведено, що у нових харчових продуктах гемове залізо знаходиться переважно у двовалентній формі.
Наведено результати клінічних досліджень, розраховано економічну ефективність впровадження нових технологій у народне господарство.

1. Аналізом та узагальненням відомостей з науково-технічної літератури встановлено актуальність проблеми залізодефіцитних анемій у всьому світі та їх основну причину, що полягає в порушенні синтезу гемоглобіну внаслідок дефіциту заліза, що надходить в організм людини. Показано, що ці проблеми вирішуються шляхом оптимізації раціонів харчування населення, оскільки залізо всмоктується краще за все з харчових продуктів. Визначено, що одним з напрямів отримання залізовмісного функціонального інгредієнта є розробка технологій переробки крові ВРХ як основного джерела гемового заліза в дієтичну добавку. Встановлено, що переробка лише 10% боєнської крові від загального об'єму на ефективну функціональну добавку може забезпечити легкозасвоюваним залізом 22% населення України, що страждають на ЗДС, або 40% дітей при збагаченні щоденного раціону харчування.
2. Теоретично та експериментально обґрунтовано наукову концепцію роботи, суть якої полягає в тому, що стабілізація конформаційної структури гемового комплексу при переробці крові ВРХ дозволяє зберегти гемове залізо переважно в дво- валентній формі та сформувати функціонально-технологічні і фізіологічні властивості дієтичної добавки для її використання в технологіях харчових продуктів антианемічного спрямування.
3. Теоретично обґрунтована технологія дієтичної добавки з крові ВРХ зі стабілізованим гемовим залізом. З цією метою розроблена феноменологічна модель молекули гемоглобіну, розглянута динаміка поведінки молекули у присутності інших компонентів крові та рецептурних інгредієнтів, що вносяться, визначені вимоги до основних технологічних процесів переробки крові ВРХ у залізовмісну дієтичну добавку.
4. Експериментальними дослідженнями реологічних характеристик модельних систем (кров-Nа-КМЦ) доведена сорбційна здатність Nа-КМЦ по відношенню до білка цільної крові. Встановлено залежність в'язкості системи від масової частки Na-КМЦ в ній. Структура розчину змінюється, існує деякий ефект «насичення» зв'язків в системах «білки крові Nа-КМЦ вода», що пояснюється заповненням всіх активних груп відповідними зв'язками і є характерним для процесу сорбції. На рівні молекулярно-кінетичних ефектів підтверджено ефективність принципу стабілізації гемового комплексу просторовою структурою гелю, утвореного Na-КМЦ, що набухає в крові ВРХ.
5. Вивчено вплив різних способів гемолізу еритроцитів (механічного, ферментативного, низькотемпературного) на його ефективність і співвідношення форм дво- та тривалентного заліза в гемоглобіні. Відзначено, що при ультразвуковому і ферментативному гемолізі в крові ВРХ переважним є тривалентне гемове залізо. Доведена ефективність низькотемпературного гемолізу еритроцитів за кількістю (до 90%) і вмістом гемового заліза в двовалентній формі. Під час вивчення кінетики гемолізу еритроцитів за температур -12С, -18С, -24С знайдено, що ступінь гемолізу незначно залежить від температури заморожування, а більшою мірою від тривалості.
6. Розроблено технологію дієтичної добавки «Гемовітал» зі стабілізованим гемовим комплексом для використання в продуктах харчування антианемічного спрямування. Встановлено, що раціональним співвідношенням рецептурних компонентів є кров ВРХ 98,4%, аскорбат натрію 0,1%, Nа-КМЦ 1,5%. Доведено, що найбільш раціональними способами та режимами отримання дієтичної добавки є нагрівання суміші до температури 85±2 С, ЗТП-сушка за температури 75±2 С, тривалістю (90100)602с, подрібнення до розмірів частинок в основній фракції d=(2530)10-6м. Дієтична добавка має при цьому вологовміст 5,0±1,0%, а оптимальне співвідношення форм дво-та тривалентного гемового заліза складає:(HbО2)оксигемоглобін (Fe+2) 10%,(Hb)дезоксигемоглобін (Fe+2) 40%,(MetHb)метгемоглобін (Fe+3) 50%.
7. Розроблено концепцію збагачення харчових продуктів гемовим залізом для хворих на залізодефіцитну анемію (ЗДА). Вживання гемового заліза складає не менше 4 мг на добу для профілактики ЗДА і щоденного споживання 2 мг. Розроблено технологію харчових продуктів антианемічного спрямування: м'ясних січених виробів, десертів з кисломолочного сиру, хліба житньо-пшеничного, сухарів житньо-пшеничних, пряників заварних.
8. Встановлено особливості використання дієтичної добавки «Гемовітал» в технологіях м'ясних січених виробів, десертів з кисломолочного сиру, хліба житньо-пшеничного, сухарів житньо-пшеничних, пряників заварних. Одержано нові дані про вплив дієтичної добавки «Гемовітал» на фізико-хімічні та функціонально-технологічні властивості, зокрема: м'ясної системи підвищення ВЗЗ, поліпшення структурно-механічних характеристик, збільшення виходу готових виробів, покращення перетравлюваності, підвищення харчової та біологічної цінності; десертів з кисломолочного сиру збільшення динамічної в'язкості та зниження граничної напруги зсуву, що позитивно впливає на текстуру продукту, стійкість кольороформуючої властивості добавки надає десерту з кисломолочного сиру шоколадний колір; хліба житньо-пшеничного позитивний вплив на життєздатність бродильної мікрофлори дріжджів і молочнокислих бактерій.
9. Встановлено, що у разі використання залізовмісної дієтичної добавки в технологіях продуктів харчування гемове залізо залишається переважно в двовалентній формі. Визначено, що введення нових харчових продуктів антианемічного спрямування в раціони харчування як здорових, так і хворих на ЗДА людей є додатковим джерелом легкозасвоюваного заліза при їх вживанні до 200 г/добу (як окремо взятого продукту, так і в будь-якому поєднанні один з одним).
10. Розроблено і затверджено нормативну документацію на нові продукти антианемічного спрямування. Визначено економічну і соціальну ефективність наукових розробок, проведено роботу з впровадження їх у виробничу діяльність підприємств харчової промисловості та ресторанного господарства України.