Черкасова Анна Владимировна. Новые каротинсодержащие БАД: получение, свойства и применение для обогащения молочных продуктов : Черкасова Анна Володимирівна. Нові каротінсодержащіе БАД: отримання, властивості і застосування для збагачення молочних продуктів Cherkasova Anna Vladimirovna. New carotene-containing dietary supplements: production, properties and application for fortification of dairy products

Краткое описание

Черкасова Анна Владимировна. Новые каротинсодержащие БАД: получение, свойства и применение для обогащения молочных продуктов: диссертация ... кандидата технических наук: 05.18.07 / Черкасова Анна Владимировна;[Место защиты: Воронежский государственный университет инженерных технологий].- Воронеж, 2015.- 206 с.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»
На правах рукописи
Черкасова Анна Владимировна
НОВЫЕ КАРОТИНСОДЕРЖАЩИЕ БАД: ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Специальность: 05.18.07- Биотехнология пищевых продуктов и биологических
активных веществ
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Людмила Павловна Бессонова
Воронеж - 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
Глава 1. Аналитический обзор литературы 9
1.1 Анализ структуры и ассортимента российского рынка функциональных продуктов и пищевых ингредиентов 9
1.2 Разработка функциональных пищевых продуктов (ФПП) и биологически активных добавок (БАД) 21
1.3 Роль молочных продуктов функционального назначения в
питании человека 40
Глава 2. Объекты и методы исследований 45
2.1 Объекты исследований и схема постановки эксперимента 45
2.2 Общие методы исследований 47
2.3 Специальные методы исследований 50
2.4 Статистические и расчетные методы исследований 62
Глава 3. Разработка технологии получения каротинсодержащих БАД и изучение их свойств 67
3.1 Выбор способа обработки растительных компонентов, рекомендованных в состав БАД 67
3.2 Выбор способа обработки желтка куриного яйца 72
3.3 Разработка рецептуры БАД «Бетарон» 75
3.4 Разработка рецептуры БАД «Тыкверон» 77
3.5 Оценка совместимости компонентов каротиноидного состава с использованием современных методов анализа 79
3.6 Разработка технологической схемы производства БАД 83
3.7 Исследование свойств каротинсодержащих БАД 85
Глава 4. Разработка технологий функциональных молочных
продуктов с использованием каротинсодержащих БАД 90
4.1 Маркетинговое исследование воронежского рынка БАД и выявление потребительских предпочтений 90
4.2 Обогащение творожного продукта БАД «Бетарон» 94
4.3 Получение напитка функционального назначения «Вкусняша»
на основе БАД «Тыкверон» 100
4.4 Разработка технологических схем производства
функциональных продуктов на основе каротинсодержащих БАД 111
Глава 5. Комплексная оценка БАД, инновационные предложения по импортозамещению молочных продуктов 115
5.1 Повышение конкурентоспособности молочных продуктов как способ их импортозамещения 115
5.2 Комплексная оценка качества каротинсодержащих БАД иобогащенных ими молочных продуктов 119
5.3 Инновационные способы импортозамещения молочных
продуктов 134
Выводы 143
Список использованных сокращений 145
Список использованной литературы 146
Приложения 162
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Проблема обеспечения населения полноценным питанием, способствующим укреплению здоровья, является в настоящее время актуальной и значимой. Этой проблеме посвящена «Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации на период до 2020 года» от 24 апреля 2012г. №1853п-П8 [67]. В этой связи не меньшую актуальность приобретает поиск источников сырья, обладающего биологической активностью и снижающего риск различных заболеваний (атеросклероза и злокачественных образований), появление которых обусловлено окислительным стрессом, вследствие протекающих в клетках биохимических реакций с образованием и участием свободных радикалов.
Ключевую роль в борьбе с такими заболеваниями играют антиоксиданты, обладающие способностью останавливать аэробное окисление органических веществ. К их числу относятся и каротиноиды.
Характерной особенностью нашего времени является стремление граждан к здоровому образу жизни, которое обусловливает смещение потребительских предпочтений в сторону натуральных продуктов питания, не содержащих в своем составе искусственных ингредиентов.
Степень разработанности темы
Разработка новых каротинсодержащих биологически активных добавок (БАД) органической природы приобретает особую актуальность в наши дни, в условиях ограничений, введённых Западом против России, и задачей импортозамещения БАД, стоящей перед всеми российскими производителями.
Все вышесказанное обуславливает пристальное внимание к проблеме поиска источников каротинсодержащего сырья и способов их обработки. Многие авторы, в их числе: Болотов В. М., Беркетова Л. В., Винницкая В.Ф., Гудвин Т. С., Комарова Е. В., Кудинова С. П., Кудрицкая С. Е., Литвинова Е. В., Нечаев А. П., Скрипников Ю.Г., Сарафанова Л. А., Поздняковский В. М. и др. внесли существенный вклад в изучение проблемы переработки моркови и тыквы для создания функциональных продуктов, обогащенных каротиноидами. Однако, возможность комплексного использования растительного и животного каротинсодержащего сырья изучена недостаточно. При решении задачи импортозамещения БАД и обогащенных продуктов не исследована возможность повышения их конкурентоспособности на основе применения инновационных методов, в том числе QFD, способствующих повышению прибыли и привлечению дополнительных средств, в фонд развития предприятия.
Цель работы: получение новых каротинсодержащих БАД органической природы для обогащения молочных продуктов и расширения их ассортимента.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
- обосновать сырьевой состав каротинсодержащих БАД на основе информационно-патентного анализа и определить спрос потребителей на функциональные продукты и БАД, выполнив маркетинговое исследование;
- разработать рецептурно-компоновочные решения БАД и научно обосновать способ их получения;
- провести исследования состава и свойств новых БАД и комплексную оценку их качества при использовании в молочных системах;
- разработать практические рекомендации по обеспечению конкурентоспособности молочных продуктов;
- разработать техническую документацию на новые каротинсодержащие БАД и молочные продукты с их использованием;
- провести апробацию предложенных технических решений и рассчитать их экономическую эффективность.
Научная новизна работы
- выявлено, что при совместной переработке растительных каротиноидов (моркови или тыквы) с животными (яичным желтком) повышается их растворимость, что подтверждено экспериментально. Показано, что при внедрении растительных каротиноидов в матрицу - носитель (желток), последняя защищает активную субстанцию (каротиноиды) от влаги, кислорода, влияния перекисей, и предотвращает их от деструктивных изменений и химических взаимодействий;
- обоснованы условия получения и рецептурный состав БАД на основе использования методов математического моделирования и оптимизации в программе STATISTICA;
- установлены закономерности изменения свойств молочных систем с использованием БАД при производстве молочных продуктов.
Практическая значимость
Разработан рецептурно-компонентный состав и способ получения новых БАД на основе комплексного использования растительного (моркови или тыквы) и животного (яичного желтка) сырья. Установлены рациональные дозировки введения БАД в молочные системы, проведена сравнительная оценка каротинсодержащих БАД в технологии обогащенных молочных продуктов.
Предложены технологические схемы производства обогащенных молочных продуктов, которые апробированы в опытно-лабораторных и опытно¬производственных условиях ООО «ЛКК» г. Ельца, Липецкой области.
Разработан пакет технической документации, включающий: ТУ на БАД «БЕТАРОН» (ТУ 9169-001-02068108-2014), ТУ на БАД «ТЫКВЕРОН» (ТУ 9281¬001-02068108-2015), а также творожный продукт «ВИТАМИННЫЙ» (ТУ 9222-002-02068108-2014) и напиток «ВКУСНЯША» (ТУ 9222-002-02068108-2015).
Объем безубыточного производства творожного продукта «Витаминный» составляет 1548,58 т, молочного напитка «Вкусняша» - 205,3 т.
Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров, магистров по направлению 260200,62 «Продукты питания животного происхождения» работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО ВГУИТ, где используются в ходе преподавания дисциплин «УИРС с основами патентоведения», «Управление инновационным развитием» и «Экспертиза продуктов животного происхождения».
Методология и методы диссертационного исследования
Методологическая основа диссертационного исследования включает комплекс общенаучных методов. Основой работы является изучение современного состояния теории, техники и технологии получения БАД и молочных продуктов на их основе.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Технология получения новых каротинсодержащих БАД из сырья растительного и животного происхождения, технологические параметры, рецептура и свойства;
2. Технологии получения и рецептуры обогащенных молочных продуктов;
3. Оценка показателей качества и безопасности разработанных продуктов и предложения по обеспечению конкурентоспособности молочных продуктов.
Степень достоверности и апробация результатов
Апробация молочных продуктов проведена в опытно-производственных условиях ООО «ЛКК», г. Елец, Липецкой области.
Основные положения работы и результаты исследований были представлены и обсуждены на следующих конкурсах и конференциях:
Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство», ВГУИТ, Воронеж, 2013 г.; конференции «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок - прорыв в будущее», Воронеж, 2014 г.; Международной конференции «Экономика. Инновации. Управление качеством», г. Орел, 2013 г.; студенческой научной конференции ВГУИТ за 2014 год, Воронеж; IV Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико¬биологических воззрений», Воронеж, 2014 г.; Международной научно-технической конференции «Продовольственная безопасность: научное, кадровое и
информационное обеспечение», Воронеж, 2014 г.; LIII отчетной научной конференциипреподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2015 г., Воронеж; Студенческий научный форум РАЕ, 2015 г.; студенческой научной конференции ВГУИТ за 2015 год, Воронеж.
Публикации. Материалы диссертации изложены в 22 публикациях, в том числе 4 статьях, опубликованных в научных журналах из перечня ведущих изданий ВАК Минобрнауки РФ. Материалы конференций и статьи-18, заявка на патент-1.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, включающих литературный обзор, методы исследований и 3 главы, посвященных собственно экспериментальным исследованиям с обсуждением их результатов, выводов, списка литературы, содержащего 152 источника отечественных и зарубежных авторов, и 8 приложений. Работа изложена на 206 страницах машинописного текста, содержит 8 приложений, 59 таблиц и 91 рисунок.

Список литературы

ВЫВОДЫ
1. Результаты информационно-патентного поиска позволили обосновать выбор сырьевых ресурсов растительного (моркови сорта «Витаминная 6» или тыквы - сорта «Витаминная») и животного (желтка куриного яйца) происхождения, которые проверены на совместимость по показателям ИК- спектроскопии. Доказана возможность изменения физических характеристик БАД (растворимости, дисперсности) за счет образования наноэмульсий.. Выполненное маркетинговое исследование позволило установить, что воронежские потребители предпочитают БАД органической природы и функциональные продукты на молочной основе.
2. Разработан новый способ получения каротинсодержащих биологически активных добавок (БАД) включающий: подготовку компонентов каротинсодержащих БАД, оптимизацию рецептуры и сублимационную сушку до влажности 3,4-3,6%. При взбивании желток, вследствие присутствующего в нем лецитина, обволакивает каротиноиды, защищаяя их от внешних воздействий: влияния кислорода, перекисей и активных форм металла. В ходе экспериментальных исследований установлена защитная функция эмульсии, оптимизирован рецептурный состав БАД «БЕТАРОН» и «ТЫКВЕРОН» с помощью программы STATISTICA.
3. Проведены исследования характеристик каротинсодержащих БАД: физико-химических (сыпучесть, гранулометрический состав и растворимость), микробиологических, химического состава, антиоксидантной активности, а также обогащенных ими молочных продуктов, рекомендуемого рецептурного состава, установлены оптимальные дозировки каротинсодержащих БАД: для творожного продукта «ВИТАМИННЫЙ» - 2,9 г, а в молочном напитке «ВКУСНЯША» - 2,5 г, что соответствует в пересчете на бета-каротин соответственно -9,35 мг и 2,5 мг..
При получении напитка «ВКУСНЯША» использованы инсант - технологии, позволяющие получить сухой порошок, длительного хранения. Установлено, что при восстановлении наилучшими органолептическими свойствами обладает напиток с содержанием сухих веществ Х=9,0%, восстановленный при температуре У=60,0 0С. Разработаны технологические схемы производства функциональных молочных продуктов, обогащенных каротинсодержащими БАД.
4. Разработаны предложения по повышению конкурентоспособности молочных продуктов на основе инновационного метода QFD, которые рекомендуют обратить внимание производителей молочных продуктов на такие показатели, как: «результативность производства», «стабильность качества», и- «подготовка персонала» и учесть мнение потребителя.
5. Разработана проекты технической документации на каротинсодержащие БАД и функциональные молочные продукты на их основе.
Выявлена экономическая целесообразность и социальная значимость предложенных технологий и рецептур.