На правах рукописи

КОРОБЕЙНИКОВА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

ЭНТЕРАЛЬНОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРОВЬЕГО

МОЛОЗИВА

Специальность 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов

и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь – 2013

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»

кандидат технических наук

Научный руководитель:

Краснова Ирина Станиславовна

Официальные оппоненты: Кочеткова Алла Алексеевна доктор технических наук, профессор ФГБОУ "НИИ питания" РАМН Орлова Татьяна Александровна доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», доцент кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции ГНУ «Научно-исследовательский

Ведущая организация:

институт детского питания»

Россельхозакадемии (ГНУ НИИДП), г. Истра

Защита диссертации состоится «18» декабря в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 при ФГАОУ ВПО "Северо-Кавказский федеральный университет" по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, корп.3, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» по адресу: 355009, г.

Ставрополь, ул. Пушкина, 1. С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах СКФУ www.ncfu.ru и ВАК РФ Министерства образования и науки РФ www.vak.ed.gov.ru/ru/dissertation/.

Автореферат разослан « » ноября 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор В.И. Шипулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Адекватная нутритивная поддержка больных при различных патологиях требует создания новых видов продуктов клинического питания, соответствующих современным научным парадигмам в питании больного. Необходимость в полноценном питании пациента, находящегося в лечебном учреждении, отражена в приказе МЗ РФ № 330 от 05.08.2003 г.

"О мерах по совершенствованию лечебного питания в лечебнопрофилактических учреждениях Российской Федерации".

Значительный вклад в разработку продуктов энтерального питания (ЭП) внесли отечественные и зарубежные ученые, такие как Рогов И.А., Токаев Э.С., Попова Т.С., Тихомирова Н.А., Гурова Н.В., Круглик В.И., Сажинов Г.Ю., Лекманов А.У., Лященко Ю.Н., Calder Philip C., Heyland D., Xu J., Atkinson M., Beale R.J., Jones N.E., Kotzampassi K. и другие.

Современная стратегия в клинической практике использования раннего ЭП является доказанным фактом для больных в критических состояниях.

Состав смесей для раннего ЭП требует обязательного наличия иммуномодулирующих компонентов, обладающих благоприятным комплексным воздействием на иммунитет, слизистую ЖКТ и окислительный стресс.

Данная работа посвящена созданию энтеральной смеси для раннего питания на основе белкового иммуномодулятора в соответствии с современными медико-биологическими требованиями.

Диссертационная работа выполнена в рамках НИР научноисследовательской лаборатории пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО МГУПП «Создание научно-методических подходов к обоснованию механизма взаимодействия модифицированного животного белка с продуктами растительного происхождения для использования в технологии пищевых систем», а также в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - «Комплексное исследование свойств биологически активных композиций и разработка продуктов для людей в повышенными физическими и нервно-эмоциональными нагрузками» (МК -1411.2011.4).

Цель работы: создание технологии сухого энтерального продукта с использованием коровьего молозива на основе комплексных исследований реологических характеристик, осмолярности и интегральной антиоксидантной активности пищевой системы Задачи диссертационного исследования:

обобщить и систематизировать современные медико-биологические и технологические требования к энтеральному продукту;

обосновать выбор компонентов энтеральной смеси;

определить соотношение компонентов продукта, обеспечивающее наибольшую антиоксидантную активность;

выявить количество введения гидроколлоидов с учетом требуемых реологических характеристик продукта, необходимых для создания седиментационно устойчивого продукта;

выбрать рациональное количественное соотношение минеральных солей, обеспечивающее создание изотоничной смеси (осмотическое давление которой равно осмотическому давлению плазмы крови организма человека) с помощью математического моделирования;

разработать технологию и определить режимы сухого смешивания готового энтерального продукта;

изучение влияния продолжительности хранения на показатели качества;

разработать проект технической документации на продукт.

Научные положения, выносимые на защиту:

перспективность использования коровье молозиво в составе энтеральных продуктов;

антиоксидантные свойства коровьего молозива и созданных на его основе композиций;

рецептура и технология сухого энтерального продукта Научная новизна. Выявлен антиоксидантный синергетический эффект между коровьим молозивом, витамином С, бета-каротином по масс. %: 98,73 :

1,26 : 0,012 соответственно, обусловленный взаимным влиянием редоксактивных аминокислот КМ и витамина С с бета-каротином, приводящим к их совместной регенерации или рециклизации.

Обосновано использование ксантановой камеди как эффективного стабилизатора продукта в жидком виде для энтерального питания. Определено, что введение ксантановой камеди с массовой долей 0,1 % обеспечивает 100%ную седиментационную устойчивость системы, содержащей коровье молозиво, мальтодекстрин, пищевые волокна и антиоксиданты.

Показано влияние массовых долей хлорида калия и хлорида натрия на величину осмолярности. Определено, что значение осмолярности соответствующее медико-биологическим требованиям достигается при введении хлорида натрия и хлорида калия с массовой долей 0,27 % и 0,32 % соответственно, при постоянном значении температуры и величины рН.

По аминокислотному, витаминному составу и степени перевариваемости разработанная смесь для лечебного питания отвечает современным требованиям к энтеральным продуктам.

Практическая значимость. Разработана рецептура и технология энтерального изотоничного продукта с включением коровьего молозива, обладающего антиоксидантной активностью.

Предложена технология поэтапного сухого смешивания компонентов, обеспечивающая их равномерное распределение в общей массе продукта в условиях промышленного производства.

Подготовлен проект нормативной документации на энтеральную смесь «Энтерал Иммун». Экономическая и технологическая целесообразность и социальная значимость предложенной технологии подтверждена опытнопромышленной апробацией на ООО «Витапром» (Москва).

Техническая новизна предложенных решений отражена в заявке на патент № 2013118632/15 (027544) от 23.04.2013 г. «Антиоксидантная иммуномодулирующая композиция на основе «колострума».

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Диссертационное исследование соответствует п. 2 и п. 7 паспорта специальности 05.18.04 «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

диссертационной работы доложены и обсуждены на всероссийских и международных конференциях. По материалам конференций опубликованы тезисы объемом 2,50 п. л., в которых вклад соискателя составляет 2,16 п. л.

Научные публикации. По основным материалам исследований опубликовано 14 работ, в т. ч. 3 статьи, рекомендованных ВАК РФ и 11 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 190 источников информации, в том числе 111 зарубежных авторов. Основная часть работы изложена на 160 страницах, содержит 31 таблице, 27 рисунков и 3 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, определены цели и задачи теоретических и экспериментальных исследований.

Глава 1. Обзор литературы. Описаны виды энтеральных смесей, применяемых в лечебных учреждениях. Обобщены данные о нарушениях метаболизма при критических состояниях. Рассмотрена информация об известных веществах иммуномодулирующего действия. Описана технология производства энтеральных смесей.

Глава 2. Объекты и методы исследований. Исследования проводили в условиях НИЛ пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО «МГУПП».

Обоснованы и даны характеристики объектов исследований;

определен комплекс изучаемых показателей энтерального продукта и изложены методики их определения; представлена методология и схема экспериментальных исследований (рис. 1).

Объекты исследования: сухие препараты коровьего молозива (КМ) C%lostrum» (Functional Nutraceuticals Ltd., Новая Зеландия), «W150» (ALI, США); витамин С и водорастворимый препарат бета-каротина (DSM, Швейцария), ксантановая камедь - «Xanthan gum» (Wenda Co, Ltd., Китай), «Ziboxan F80» (Deosen, США); гуаровая камедь – «Guar gum» (Gitaf, Судан), «Guar gum» (Shree Savariya, Индия); камедь тары – «Tara gum» (Starlight Products, Франция), «Moligum 5000» (MASAC, Перу), растворимое пищевое волокно на основе гуммиарабика и фруктоолигосахаридов «Floracia»

Обзор и анализ научно-технической и патентной литературы Обобщение медико-биологических рекомендаций и технологических Обоснование выбора компонентов продукта [1,2,3,7,10,12,14,20] Подбор рациональных соотношений компонентов по интегральной Определение зависимости между реологическими характеристиками продукта Установление влияния массовых долей солей на реологические характеристики и Выявление рационального уровня введения компонентов продукта с помощью Разработка технологии сухого смешивания энтерального продукта [13,19] Изучение показателей качества Исследование влияния готового продукта [1-12;14-18;21- продолжительности хранения на Рис. 1. Схема проведения исследований («Nexira», Франция), мальтодекстрин «Risimaldex» (Riddhi Siddhi Gluco Biols Ltd., Индия), а также растворы, содержащие композиции из препарата молозива с различным содержанием витамина С, бета-каротина, гидроколлоидов и минеральных солей и готовая сухая смесь.

Массовая доля КМ в растворах составила 2,3 %, 3,5 % и 4,7 % из расчта потребностей организма человека в иммуноглобулине G, содержащемся в больших количествах в «колоструме». Массовые доли витаминов, пищевых волокон выбраны согласно МР 2.3.1.2432-08 и составили для витамина С и 0,05 %; для бета-каротина - 0,0003, 0,0006 и 0,0009 %; для ПВ 2 %.

При оценке состава и свойств исследуемых объектов определяли следующие показатели: массовую долю влаги [1] – по ГОСТ 29246-91, белка [2] – на приборе Къельтек, жира [3] – по ГОСТ 29247-91, золы [4] – по ГОСТ 15113.8-77, растворимых пищевых волокон [5] – по ГОСТ Р 54014-2010;

динамическую вязкость - на ротационном визкозиметре Brookfield [6];

седиментационную устойчивость - по методу Гуровой Н.В. [7];

гранулометрический анализ - с помощью бинокулярного микроскопа для светлого поля Olympus CX-31 с использованием системы анализа изображений «ImageScope Color» (Германия) [8]; осмолярность - гигрометрическим методом на приборе осмометр Vapro 5520 [9]; интегральную антиоксидантную активность - методом кулонометрического титрования на приборе «Эксперт по МВИ 01-44538054-07 [10]; насыпную плотность [11] – по ГОСТ Р 51462-99; индекс растворимости [12] - по ГОСТ 30305.4-95; коэффициент неоднородности смеси [13] – по содержанию бета-каротина в пробах; величину рН - потенциометрическим методом на рН-метре «Mettler Toledo AG» [14];

микробиологические показатели [15] - по МУК 4.2.577-96; массовую долю ртути - по ГОСТ 26927-86 [16]; свинца и кадмия – по МУК 4.1.986-00 [17];

мышьяка – по ГОСТ Р 51766-2001 [18]; содержание бета-каротина – по ГОСТ Р 51181-98 [19]; иммуноглобулинов – по авторской методике Самбурова Н.В.

[20]; хлорорганических пестицидов – по ГОСТ 23452-79 [21]; афлатоксина ГОСТ 30711-01 [22]; радионуклидов – по МУК 2.6.1.1194-03[23]; антибиотиков – по МУК 4.2.026-95 [24]; левомицетина по МУК 4.1.1912.04 [25]; витамина С – по ГОСТ Р 30627.2-98 [26]; витамина Е – по ГОСТ 30627.3-98 [27]; витамина В -по ГОСТ 30627.5-98 [28]; витамина В 2 – по ГОСТ 30627.6-98 [29]; витамина В и фолиевой кислоты – по ГОСТ 31483-2012 [30]; фосфора - по ГОСТ 31584кальция, магния, калия и натрия - по Р 4.1.1672-03 [32];

переваримость белков in vitro по авторской методике Юдиной С.Б. и Липатова Н.Н. [33]; общий аминокислотный состав - на аминокислотном анализаторе фирмы “Hitachi” (Япония) [34].

Исследования проводили в 3-5 кратной повторности. Для обработки экспериментальных данных и построения графических зависимостей использовали программу Microsoft Excel 2007 для Windows ХР. Результаты исследований обрабатывали с помощью методов статистического анализа с определением среднего арифметического значения и средней квадратичной ошибки. Рациональное количество вводимых солей хлорида калия и натрия определяли с помощью метрических и неметрических мер сравнения

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Обобщение требований к разрабатываемому продукту В последние годы в клинической практике использования лечебных продуктов выдвинута новая парадигма в энтеральном питании. Согласно установленным требованиям по питанию больным при критических состояниях (КС) в течение не более 6 ч после травмы или операции необходимо использование раннего энтерального питания. Энтеральная смесь должна представлять собой раствор, содержащий иммуномодулятор, витамины и 5- % энергетических субстратов (мальтодекстрины) без добавления белков, жиров и углеводов, как в ранее применяемых продуктах.

Современные исследования доказывают, что использование только комплекса иммуномодулятора с витаминами в раннем периоде после травмы или операции способствует нормализации деятельности желудочно-кишечного тракта, что позволяет избежать полиорганной недостаточности при КС.

В России в настоящее время разработка и выпуск смесей соответствующих новым требованиям практически не проводятся, в связи с чем, создание такой энтеральной смеси является актуальной.

Изучение литературных данных, характеризующих изменения метаболизма у больных в критических состояниях, показало, что при этих состояниях наблюдается неконтролируемая выработка свободных радикалов, в связи с чем, смесь должна обладать антиоксидантным действием. Для предотвращения дисбиоза в организме в продукт необходимо включать вещества с пребиотическим действием.

Осмолярность энтеральной смеси - 285-295 мОсмоль/л для облегчения процесса всасывания и усвоения, а также для устранения возможной осмотической диареи. Активная кислотность восстановленной смеси в пределах 6-7 ед. рН для кислотного щажения желудочно-кишечного тракта.

Динамическая вязкость продукта не должна превышать 15 мПас, так как это облегчает прохождение смеси через зонд. Величина седиментационной устойчивости энтеральной смеси - 100 %. В 500 г восстановленной смеси должна содержаться суточная норма иммуномодулятора. При проектировании смеси учитывали, что время восстановления сухого продукта, должно составлять не более 5 минут.

Глава 4. Подбор рецептуры сухой энтеральной смеси КМ, оказывает доказанное повышение барьерной функции кишечной трубки, стимуляцию иммунитета, улучшение процесса заживления ран, снижение антиоксидантного стресса и устранение дисбиоза за счет богатого состава, включающего более 90 биологически активных веществ.

На основе анализа научной литературы в качестве основного иммуномодулирующего компонента продукта выбраны препараты коровьего молозива «100C%lostrum» (Новая Зеландия) и «W150» (США), с содержанием IgG не менее 25% в расчете на общую массу белка.

У выбранных образцов исследовали физико-химические показатели и интегральную антиоксидантную активность препаратов КМ - (табл. 1).

В ходе экспериментальных исследований, в качестве основы продукта выбран препарат КМ марки «100C%lostrum», имеющий более высокое содержание белка, иммуноглобулинов и антиоксидантов, лучше растворимый и более седиментационно устойчивый. Отмечено, что изученные образцы КМ обладают ИАОА.

Таблица 1 - Физико-химические показатели и интегральная антиоксидантная активность коровьего молозива иммуноглобулинов, % Индекс растворимости, см3 сырого Активная кислотность восстановленного продукта, ед. рН ИАОА при массовой доле в растворе В состав смеси введена композиция пищевых волокон, состоящая из фруктоологисахаридов и гуммиарабика - «Floracia» («Nexira», Франция).

Выбранная композиция обладает синергетическим пребиотическим эффектом, что обусловлено их ферментацией в разных отделах кишечника и соответственно большим увеличением полезной микрофлоры.

С целью снижения последствий окислительного стресса в продукт добавлены витамин С и бета-каротин, обладающие не только антиоксидантными свойствами, но и иммуномодулирующим действием.

В качестве энергетической составляющей продукта включены углеводы в виде мальтодекстринов. Для снижения нагрузки на ферментную систему организма в состав продукта введен мальтодекстрин марки «Risimaldex», Индия с декстрозо-эквивалентом 24, который характеризует его высокую степень гидролиза.

Таким образом, в состав энтеральной смеси вошли следующие компоненты: коровье молозиво, витамин С, бета-каротин, пищевое волокно, мальтодекстрин.

Поскольку энтеральная смесь должна снижать окислительный стресс, определяли рациональные соотношения компонентов смеси, обладающих максимальной интегральной антиоксидантной активностью (ИАОА).

Первым этапом работы являлось определение аддитивной АОА растворов коровьего молозива, витамина С, бета-каротина и пищевых волокон.

Установлено, что АОА растворов КМ с массовой долей 2,3 % составила 2,85 ± 0,14 мг/мл, при увеличении массовой доли до 3,5 %, АОА препарата увеличилась в 2 раза, при максимальной массовой доле КМ в растворе интегральная АОА - 8,47 ± 0,2 мг/мл, что связано с увеличением в растворе содержания активных АО.

ИАОА растворов витамина С (с массовой долей - 0,018, 0,03 и 0,05 %) и бета-каротина (с массовой долей - 0,0003, 0,0006 и 0,0009 %) повышалась с увеличением их массовых долей.

Известно, что использование одновременно нескольких АО может приводить к синергетическому или антагонистическому эффекту, поэтому далее изучали возможность совместного использования КМ, витаминов и определяли рациональные концентрации, при которых наблюдается максимальная ИАОА.

Исследовали растворы, содержащие композиции КМ (с массовой долей 2,3, 3,5 и 4,7 %) с витамином С (с массовой долей - 0,018, 0,03 и 0,05 %); с бетакаротином (с массовой долей - 0,0003, 0,0006 и 0,0009 %) (рисунок 2,3).

Интегральная антиоксидантная активность, мг/мл витамина С При минимальном содержании КМ наибольшая ИАОА выявлена в композициях с витамином С (0,03 %) и с бета-каротином - 0,0003 %. Показано, что ИАОА в данных растворах значительно превышала аддитивную АОА растворов исследуемых веществ измеренных по отдельности.

В растворах, содержащих 3,5 % КМ, усиление АОА наблюдалось при массовой доле витамина С - 0,03 % ; бета-каротина - 0,0003 %. Наибольшая ИАОА в растворах с максимальным содержанием КМ отмечена при введении 0,018 % витамина С; 0,0003 % бета-каротина.

Для проведения сравнительного анализа полученных данных рассчитывали процент синергизма (таблица 2).

Таблица 2 - Процент синергизма в композициях КМ с витамином С, с бета-каротином и пищевыми волокнами Полученные значения процента синергизма позволили создать композиции с минимальным, средним и максимальным количеством КМ с добавлением витамина С, бета-каротина с массовыми долями, при которых отмечен наибольший процент синергизма.

Полученные данные позволили создать три рецептуры энтерального продукта с минимальной, средней и максимальной массовой долей КМ:

1. КМ - 2,35 %; витамин С - 0,03 %, бета-каротина-0,003 %;

2. КМ - 3,52 %; витамин С - 0,03 %, бета-каротин - 0,0003 %;

3. КМ - 4,7 %; витамин С - 0,018 %, бета-каротин - 0,0003%.

Наибольший процент синергизма (64,8 %) отмечен в композиции, содержащей КМ с массовой долей 2,3 %.

По всей видимости, наличие эффекта синергизма обусловлено тем, что составные части КМ (пептиды) при совместном введении аскорбиновой кислоты могут выступать в качестве первичных АО (доноров водорода), и затем редокс-активные радикалы аминокислот полипептида (белка) вступают в реакцию с аскорбиновой кислотой для регенерации или рециклизации. При введении бета-каротина происходит взаимодействие со свободными радикалами посредством полиеновой структуры и процессы, где бета-каротин выступает в роли донора водорода в реакциях с радикалами редокс-активных аминокислот полипептидов, приводя к их регенерации или рециклизации и тем самым усилению АОА.

На основе полученных данных выбрана рациональная композиция с массовой долей КМ 2,3 % с массовой долей витамина С - 0,03 %, бета – каротина - 0,0003 % или по масс. %: 98,73:1,26:0,012 соответственно.

Выдвинутые требования к энтеральному продукту предполагают проектирование необходимых показателей седиментационной устойчивости, динамической вязкости и величины рН.

При изучении энтеральной смеси, содержащей КМ с витамином С, бетакаротином (в соотношениях установленных выше), ПВ и мальтодекстрином, определено, что динамическая вязкость составляет 2,45±0,21 мПас, величина рН 6,24±0,2 и седиментационная устойчивость 86,2±0,5 %.

Для повышения седиментационной устойчивости смеси использовали гидроколлоиды. Изучали влияние на седиментационную устойчивость 3 видов гидроколлоидов - камеди тары, гуара и ксантановой камеди, способных к растворению в воде при температуре 20±2 С.

Поскольку в лечебном учреждении энтеральную смесь вводят больному при комнатной температуре (20±2 С) или постоянно подогреваемую до 36± С, исследования проводили при данных температурах (рисунок 4,5).

Рис. 4. Динамическая вязкость энтеральной смеси при температуре 20±2 С Рис. 5. Динамическая вязкость энтеральной смеси при температуре 36±2 С Как видно на рисунках 5 и 6, с увеличением в составе продукта гидроколлоидов наблюдается повышение динамической вязкости, что связано со снижением подвижности молекул воды за счет процессов сольватации камедей. Полученные данные по показателю вязкости позволили ранжировать изученные камеди в следующей последовательности: ксантановая камедь > гуаровая камедь > камедь тары.

Отмечено, что повышение температуры снижает влияние гидроколлоидов на показатель вязкости, в связи с чем, необходимо увеличить массовую долю камедей для достижения требуемой вязкости (не более 15 мПа·с). Вероятно, данные изменения происходят в результате снижения энергии межмолекулярных взаимодействий, препятствующих перемещению молекул.

Значения величины рН полученных систем составили от 6,1 до 6,3, что соответствует требуемым значениям для данного вида продуктов.

В таблице 3 приведены результаты определения седиментационной устойчивости при введении в продукт камеди ксантана. Продукт считали седиментационно устойчивым при 100 % объеме эмульсии.

Таблица 3 - Седиментационная устойчивость смеси с введением ксантановой камеди при температуре 20±2 0С увеличение седиментационной устойчивости. При массовой доле ксантановой камеди 0,1 % седиментационная устойчивость составила 100 %, при последующем увеличении массовой доли камеди ксантана система оставалась седиментационно устойчивой.

Изучение седиментационной устойчивости системы при температуре 36±2 С показало, что во всех смесях с ксантаном при значении вязкости от 7 до 15 мПа•с, наблюдается процесс комплексной коацервации. Отмечено, что увеличение температуры приводит к значительному ускорению протекания всех реакций в системе и способствует процессу образования макромолекулярных комплексов.

При изучении показателя седиментационной устойчивости продукта с камедью тары и гуара при температуре 20±2 0С и 36±2 0С также обнаружен процесс комплексной коацервации из-за избытка в системе нейтральных полисахаридов (мальтодекстрин, гуар или тара), что приводит к появлению изоэлектрических условий для макромолекул.

Проведенные исследования позволили выбрать в качестве стабилизатора ксантановую камедь с массовой долей 0,1 %.

Согласно медико-биологическим требованиям к разрабатываемой смеси для облегчения процесса всасывания и усвоения е осмолярность должна составлять 285-295 мОсмоль/л. Поскольку осмолярность исследуемой смеси составила 78 ± 3 мОсмоль/л, то следующим этапом исследований явилось придание необходимой осмолярности разрабатываемому продукту.

Исследуемый показатель регулировали путм добавления солей хлорида натрия и хлорида калия (рисунок 6), которые необходимо включать в ранние энтеральные смеси.

осмолярность, мОсмоль/л Данные рисунка показывают, что при добавлении минимального количества солей осмолярность смеси составила 170 мОсмоль/л, при увеличении массовой доли солей до 0,7 % осмолярность смеси увеличилась до 350 мОсмоль/л. Введение максимального количества солей способствовало увеличению данного показателя до 460 мОсмоль/л, что связано с большим количеством осмотически активных веществ в составе.

Добавление солей в состав смеси оказывает влияние на реологические свойства продукта, поэтому одновременно с осмолярностью определяли изменения динамической вязкости, седиментационной устойчивости и величины рН.

Выявлено, что добавление солей приводит к незначительному снижению показателя вязкости. Увеличение массовой доли солей не оказало влияния на величину рН и седиментационную устойчивость. Смесь обладала 100 %-ной седиментационной устойчивостью, величина рН составила 6,26±0,02.

Для определения рационального уровня введения солей в продукт использовали метрические и неметрические меры сравнения. С их помощью сравнивали значения реологических показателей и осмолярность каждой из исследуемых рецептур со значениями показателей идеального продукта (моделью) (осмолярность 285-295 мОсмоль/л, вязкость 15 мПа•с, седиментационная устойчивость 100 % и величина рН в пределах 6-7 единиц).

Проведнные преобразования позволили определить массовую долю хлорида натрия (0,27 %) и хлорида калия (0,32 %), необходимые для получения энтеральной смеси с требуемыми реологическими характеристиками и осмолярностью.

Рецептура энтеральной смеси показана в таблице 4.

Таблица 4 - Рецептура энтеральной смеси на 1000 кг Определено, что разовая суточная порция сухого энтерального продукта составляет 38,5 г., при которой в организм поступит необходимое количество иммуноглобулинов.

Глава 5. Разработка технологии производства сухой энтеральной смеси Технологию производства энтеральной смеси осуществляли путем смешивания сухих компонентов. Для получения многокомпонентного продукта смешивание необходимо проводить по трехстадийной схеме.

На первом этапе смешивали минорные компоненты (витамины и минеральные соли), что составляет 8 % от массы всей смеси. Впервые предложено параллельное приготовление смеси из мальтодекстрина и ксантановой камеди (загустителя) - 1/3 всех компонентов продукта для того, чтобы частицы камеди разделяли частицы диспергирующего вещества для увеличения скорости гидратации. По завершению процесса, в нее вводили смесь, полученную на первом этапе. На третьем этапе в смеситель добавляли остальные компоненты.

О равномерности распределения компонентов судили по результатам как прямого определения содержания ключевого компонента - бета-каротина и расчета коэффициента неоднородности смеси, так и по косвенному параметру – осмолярности, который должен составлять 285-295 мОсмоль/л, и его точное значение можно получить только при наличии в составе пробы точного количества минеральных солей, которые содержатся в продукте в минимальных количествах.

Смесь перемешивали с помощью барабанного смесителя периодического действия «Турбула» С 2.0. При определении параметров смешивания, в качестве рабочих выбраны изученные в работе Мироедова Р.Ю., приемлемые для сухих молочных продуктов, по которым:

- на 1,2 этапах время смешивания составило 30 мин, коэффициент загрузки смесительной камеры - 0,6, частота вращения чаши - 50 об/мин;

- на 3-ем этапе время смешивания - 60 мин, коэффициент загрузки смесительной камеры - 0,6, частота вращения чаши - 50 об/мин.

Коэффициент неоднородности энтеральной смеси, полученной по ранее описанным параметрам смешивания, составил 1,1 %, что соответствует смеси сыпучих материалов высокого качества. Изучение осмолярности точно дозированного и полученного на смесителе продукта свидетельствует о равномерности распределения компонентов в смеси.

производства энтерального продукта.

1 - бункер для приемки сухого КМ, ПВ и мальтодекстрина; 2 - агрегат для просеивания сухого КМ, ПВ и мальтодекстрина; 3 - весовой дозатор; 4 - магнитоуловитель, 5- барабанный смеситель; 6 - бункер для готового продукта; 7 - автомат для асептической фасовки в пакеты из металлизированного полипропилена.

Рис. 7. Аппаратурно-технологическая схема производства сухой энтеральной смеси На основе проведенных исследований показано, что выбранные режимы смешивания на «Турбуле» С 2.0. приемлемы для энтеральной смеси.

Глава 6. Определение показателей качества и срока хранения В соответствии с разработанной рецептурой и технологией в НИЛ пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО «МГУПП» выработаны и исследованы показатели качества партии энтеральной смеси (табл. 5).

Таблица 5 - Показатели качества энтеральной смеси Гранулометрический состав, массовая доля частиц (%) от По результатам изучения общего аминокислотного состава энтеральной смеси выявлено высокое содержание аминокислоты глютамин(38 мг/г белка), которая оказывает иммуномодулирующее воздействие на организм и повышает барьерную функцию кишечника (рис.8). Данный результат является наглядным доказательством правильности выбора молозива в качестве основного иммуномодулятора.

56.3 mV ch Рис. 8. Общий аминокислотный состав белка энтеральной смеси Изучение степени переваримости белков in vitro коровьего молозива и ch энтеральной смеси показало, что этот показатель остается практически неизменным. Изменение этого показателя не превысило 0,2 мг тирозина / г белка (табл.6).

Таблица 6. Степень переваримости белков in vitro коровьего молозива и энтеральной смеси В готовой смеси указанный уровень содержания витаминов и минеральных веществ соответствовал медико-биологическим требованиям «НИИ Питания» РАМН, при употреблении разовой порции покрывается суточная потребность в витамине С и бета-каротине.

Таблица 7. Содержание витаминов и минеральных веществ в энтеральной смеси Определено, что энтеральный продукт соответствовал СанПиН 2.3.2.1078-01 по микробиологическим показателям и показателям безопасности.

Допустимый срок хранения энтеральной смеси определяли согласно МУК 4.2.1847-04. С учетом коэффициента резерва продукт хранили в течение месяцев при температуре (205)°С, относительной влажности воздуха 65 % и определяли физико-химические, микробиологические показатели и ИАОА.

Продукт упаковывали в саше из металлизированного полипропилена массой 38,5 г.

Изучение физико-химических показателей и интегральной антиоксидантной активности продукта в процессе хранения показали, что их изменения не превышали 3 % (табл. 8).

Таблица 8 - Изменение физико-химических показателей и интегральной антиоксидантной активности в процессе хранения Таблица 9 - Показатели безопасности на конец срока хранения в энтеральной смеси Антибиотики, мг/л Пестициды, мг/кг, не более (в пересчете на жир)