На правах рукописи

CОБОЛЕВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ

ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ

РЕАБИЛИТАЦИИ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ С ДЕФИЦИТОМ МАССЫ ТЕЛА

Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва – 2012

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский НИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Россельхозакадемии Бурмистров Геннадий Павлович доктор технических наук,

Научный руководитель:

профессор, Научно-промышленная фирма «ЛИОНИК», директор направления специальных пищевых технологий и функциональных рационов питания

Официальные оппоненты: Гореньков Эдуард Семенович доктор технических наук, профессор, ГНУ Всероссийский НИИ консервной и овощесушильной промышленности, заместитель директора по научной работе Тарасова Людмила Петровна кандидат технических наук, доцент, ГНУ Всероссийский НИИ экономики сельского хозяйства Россельхозакадемии, ведущий научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет

Ведущая организация:

пищевых производств»

Защита состоится «23» мая 2012 года в 1100 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: 109029 г. Москва ул. Талалихина 31, ауд.36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ имени К.Г. Разумовского Отзывы высылать по адресу: 109004 г. Москва, ул. Земляной вал, д.

Автореферат разослан «23» апреля 2012 года

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02, кандидат технических наук, доцент Конотоп Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ухудшение структуры питания населения Актуальность исследования.

Российской Федерации в 1990-е годы стало причиной заметного увеличения численности молодёжи призывного возраста с признаками дефицита массы тела – пониженной и недостаточной массой тела, которое сохраняется до настоящего времени.

Было выявлено, что около 40% призывников по уровню своего физического развития не могут справиться с нагрузками, возникающими в процессе воинской службы.

Такое крайне неблагоприятное состояние здоровья у значительного числа лиц, призываемых на военную службу, привело к появлению актуальной задачи по формированию научно обоснованных рационов питания для реабилитации военнослужащих с дефицитом массы тела.

В этой связи по директиве ГВМУ Министерства обороны РФ № ДМ –14 1996 г. в армии проводится работа по выявлению, учёту, медицинскому обследованию военнослужащих с пониженной массой тела и контролю над организацией их питания в частях.

Необходимость решения этой проблемы определяется еще и тем, что военная служба предъявляет повышенные требования к состоянию здоровья и работоспособности военнослужащих. Даже при нормальном статусе питания у призывников возникают значительные трудности в адаптации к условиям военной службы и высоким физическим и психоэмоциональным нагрузкам.

Таким образом, разработка научно обоснованного питания личного состава с дефицитом массы тела является актуальной задачей, важной для повышения боеспособности Вооруженных Сил РФ.

Цель и задачи исследования.

специальных пищевых продуктов повышенной биологической ценности на основе военнослужащих с дефицитом мышечной массы тела, находящихся на стационарном лечении в госпитале, с целью устранения этого дефицита, а также поддержание их работоспособности при дальнейшей службе в войсках.

Научные положения, выносимые на защиту использованием их в рационе питания военнослужащих с дефицитом массы тела.

2. Структурно-логическая модель разработки специальных продуктов повышенной биологической ценности.

3. Научно обоснованные рецептуры, технология и специальная упаковка новых 4. Реализация функциональных потребительных свойств специальных продуктов при определении их окончательного состава и утверждении научно-технической документации.

использованию специальных продуктов.

Научная новизна работы Разработаны научно обоснованные рецептуры и технология шести специальных пищевых продуктов повышенной биологической ценности, научная новизна которых подтверждена тремя патентами Российской Федерации.

Установлено, что употребление специальных пищевых продуктов повышенной биологической ценности на основе растительного сырья - смесей порошкообразных для напитков «Аскет», концентратов растительных «Апогей» и пастообразных «Авиа»

способствовали: значительному повышению массы тела, увеличению функционально активной тощей массы тела, улучшению метаболизма, повышению иммунитета и работоспособности.

Выявлено, что новые специальные продукты «Аскет», «Апогей» и «Авиа», обладают длительным коррегирующим эффектом, так как прирост массы тела военнослужащих с дефицитом массы тела, полученный при их употреблении, сохранялся и спустя три месяца службы в войсках.

На основе комплексных исследований функциональных свойств новых специальных продуктов установлена их способность значительно повысить иммунную устойчивость организма и снизить уровень заболеваемости военнослужащих с дефицитом массы тела, что обеспечивает уменьшение материальных затрат на лечение, и предотвращает отвлечение личного состава от плановой учебно-боевой подготовки.

Достоверность и обоснованность использованием реальных исходных данных при постановке исследования, проведением натурных войсковых испытаний, сходимостью полученных результатов, а также математической обработкой статистических данных.

Практическая значимость работы состоит в разработке и внедрении специальных пищевых продуктов повышенной биологической ценности на основе растительного сырья с включением их в лечебный паек для повышения адекватности рациона питания, а также для реабилитации военнослужащих, прошедших лечебный курс в госпитале.

Для организации промышленного производства специальных продуктов на НПФ «ЛИОНИК» разработаны и утверждены в установленном порядке Технологическая инструкция (ТИ) и Технические условия (ТУ).

На способы приготовления разработанных специальных пищевых продуктов на основе растительного сырья, а также их составы, получены три патента РФ.

По Постановлению Правительства РФ № 946 от 29.12.2007г. специальные пищевые концентраты «Аскет» и «Апогей» приняты на обеспечение личного состава в качестве дополнения к норме №5 (лечебный паёк).

Реализация и апробация работы. Результаты работы были апробированы в войсковых испытаниях и реализованы в выработке опытно-промышленных партий специальных пищевых продуктов повышенной биологической ценности на основе растительного сырья и включении их в норму лечебного пайка. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены:

на научно-практической конференции «Наукоёмкие и конкурентоспособные технологии продуктов питания со специальными свойствами»,- Углич, 2003;

на международной научно-практической конференции «Системные технологии продовольственного сырья и пищевых продуктов»,- Волгоград, 2003;

на Всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания,- Углич, 2008.

на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии – основа модернизации отраслей производства и переработки сельскохозяйственной продукции»,- Волгоград, 2011.

на Х международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» - РУП «Научно-практический центр национальной академии наук Беларуси по продовольствию», 2011.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 научных работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ; 5 материалов научнопрактических конференций; получено 3 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка использованной литературы и четырех приложений. Работа изложена на 124 страницах текста компьютерного набора и включает 33 таблицы и 7 рисунков. Список использованной литературы содержит 229 источников, в том числе 94 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации и в приложении 1 проанализировано состояние исследуемой проблемы по данным научной литературы, рассмотрены основные причины формирования и степень распространённости недостаточного статуса питания у военнослужащих, диагностика и негативное влияние дефицита массы тела на организм военнослужащих и их работоспособность, обоснована необходимость и возможные подходы к решению этой проблемы.

Во второй главе представлена схема исследований и изложены методы исследования, применяемые в ходе работы. Были использованы как широко применяемые, так и специальные методы исследования.

В третьей главе изложены медико-технические требования, рецептуры и технология специальных пищевых продуктов повышенной биологической ценности на основе растительного сырья для реабилитации военнослужащих с дефицитом массы тела, находящихся на стационарном лечении в военно-медицинских учреждениях, результаты исследования функциональных потребительных свойств специальных продуктов, а также разработка потребительской тары для их длительного хранения.

В четвёртой главе изложены результаты войсковых испытаний по исследованию эффективности кратковременного включения разработанных специальных пищевых продуктов в действующие варианты продовольственного пайка для реабилитации военнослужащих с дефицитом массы тела, а также повторного медицинского обследования испытателей-добровольцев спустя три месяца службы в войсках.

1. Объекты и методы исследования Объектами исследований явились растительное пищевое и лекарственное сырьё, экспериментальные и опытно-промышленные образцы специальных пищевых продуктов трёх типов для реабилитации военнослужащих с дефицитом массы тела.

Набор использованных методов исследования определялся в зависимости от решаемых задач применительно к каждой серии исследований и включал расчёты с помощью компьютерного моделирования по выбору компонентов с помощью функции желательности Харрингтона для рецептур специальных продуктов (рисунок 1), а также органолептические, технологические, химические и биоэнергоинформационные методы исследования Пятигорской фармацевтической академии.

При проведении войсковых и клинических испытаний военнослужащих с дефицитом массы тела в Самарском госпитале применялись медико-биологические методы исследования и математико-статистические методы обработки результатов.

обобщенных функций(D) функций желательности Рисунок 1 - Нормограммный аналог мультипликативной модели частных функций желательности белкового d1, жирового d 2, углеводного d3, минерального d8-d14 и витаминного d4-d состава рецептурных композиций 2. Разработка рецептур и технологии специальных пищевых концентратов для реабилитации военнослужащих с ДМТ С целью обеспечения эффективной реабилитации военнослужащих с ДМТ по заданию Центрального продовольственного управления Министерства обороны РФ пастообразных концентратов «Авиа» в ассортименте с учётом медико-технических требований.

разработанный с помощью компьютерного моделирования, представлен в табл. 1-3.

Таблица 1 - Компоненты рецептурного состава порошкообразных смесей для напитков «Аскет-1 « и «Аскет-2»

Наименование компонентов (заменитель молока) «Белково-минеральная»

паточный полуфабрикат Ароматизаторы пищевые Таблица 2 – Компоненты рецептурного состава концентратов растительных «Апогейи «Апогей-2»

Наименование компонентов (заменитель молока) «Белково-минеральная»

основе экстракта клюквы и черники Экстракт прополиса розовой, 0,158 г пурпурной Экстракт травы зверобоя Биологически активные добавки:

Ароматизаторы пищевые:

Таблица 3- Компоненты рецептурного состава пастообразных концентратов «Авиа-1»

и «Авиа-2»

Наименование компонентов Крахмал картофельный «Белково-минеральная»

Желатин пищевой гречневой муки) Полуфабрикат Экстракт полыни Экстракт лимона Экстракт прополиса Веторон растворимый Ароматизаторы пищевые:

Все специальные продукты включали также различные биологически активные добавки к пище. Выбор компонентов был обусловлен их свойствами, важными для успешной реабилитации военнослужащих с недостаточным статусом питания.

Так, напиток сухой «Доброе утро», включённый в состав порошкообразных смесей и концентратов растительных, изготавливается на основе продуктов из сои и является источником полноценного белка, жиров, богатых незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами, углеводов, минеральных веществ, микроэлементов и витаминов. Комплексная пищевая добавка «Белково-минеральная»

изготавливается на основе изолята соевого белка и как источник полноценного белка и ряда минералов (кальция, фосфора, калия, натрия) включена во все разработанные специальные продукты. Белок указанной добавки составляет самую значительную долю белка в пастообразных концентратах для напитков «Авиа-1» и «Авиа-2», заметно превышая содержания белка, представленного в гомогенизированной тестообразной массе из сои и мучной смеси из овсяной и кукурузной крупы или пшенной и гречневой крупы.

Основным источником жиров в разработанных продуктах являются липиды сои, представляющие собой, главным образом, смесь ненасыщенных жирных кислот, в том числе незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, и фосфолипидов.

Основным источником углеводов в разработанных продуктах является сахарпесок, в меньшей степени - концентрированный яблочный сок, поликомпонентный концентрат на основе экстракта клюквы и черники, полуфабрикат свёклы с включением патоки и крахмал в смесях круп.

Для придания специальным продуктам тонизирующих и общеукрепляющих свойств, позволяющих организму бороться с последствиями физического и психологического стресса, а также с астенией в продукты введены экстракты женьшеня и родиолы розовой, природный иммуномодулятор экстракт эхиноцеи, дезинфицирующие и противовоспалительные – зверобой и прополис.

Рябина обыкновенная понижает уровень холестерина, нормализует обмен веществ, оказывает положительное влияние при малокровии и истощении организма.

БАД «Эраконд» представляет собой препарат на основе люцерны, которая является великолепным источником кальция, фосфора и железа, витаминов С и А, аминокислот, сапонизидов и фитоэкстрогенов. Люцерну рекомендуют добавлять в пищу при усталости, истощении и излишней худобе.

БАД «Велкорнин» представляет собой концентрированный экстракт из пантов северных оленей, обладающий способностью повышать иммунитет, а также тонизирующими и общеукрепляющими свойствами. Прием «Велкорнина» эффективен при астении, переутомлении, оказывает анаболическое действие на скелетную мускулатуру.

«Веторон растворимый» содержит провитамин А (-каротин), который является иммуномодулятором и антиоксидантом и дополнительно обогащен витаминами Е и С, являющимися выраженными антиоксидантами.

По химическому составу (таблица 4), разработанные специальные продукты для реабилитации военнослужащих с ДМТ представляют собой концентраты с энергетической ценностью не менее 200 ккал (смесь «Аскет» употребляется в количестве 50 г), содержащие довольно значительные количества антиоксидантов, макро- и микроэлементов, а также биологически активных веществ. Все специальные продукты соответствуют Медико-техническим требованиям, предъявляемым к ним.

Разработанные с помощью компьютерного моделирования все варианты специальных продуктов имеют высокий коэффициент желательности Харрингтона (рисунок 1).

Таблица 4 - Химический состав специальных пищевых продуктов для военнослужащих с дефицитом массы тела (в расчете на 100 г продукта) Питательные Пантотеновая к-та, мг Витамин В12, мкг мкг ценность, ккал Все специальные пищевые продукты для реабилитации военнослужащих с ДМТ получили высокие органолептические оценки.

Базовые технологические схемы производства специальных пищевых концентратов: порошкообразных смесей «Аскет-1,2», растительных «Апогей -1,2» и пастообразных «Авиа-1,2» представлены на рисунках 2, 3,4 и 5.

Порошкообразная смесь «Аскет» получают последовательным смешением компонентов, отдельно соединяя компоненты малой массы. При получении концентрата растительного «Апогей» смешивают компоненты в одной емкости в измельчение Рисунок 2- Технологическая схема производства порошкообразной смеси «Аскет-1» и «Аскет-2»

питьевая вода Рисунок 3- Технологическая схема производства концентрата растительного «Апогей-1»

питьевая вода Рисунок 4- Технологическая схема производства концентрата растительного “Апогей-2” комплексная пищевая добавка Пастообразный концентрат «Авиа» состоит из полуфабрикатов 1или 2 и 3, а также экстракта из мякоти лимона, которые готовятся отдельно и соединяются с остальными компонентами (технологические линии I, II, III, IV). Для длительного хранения специальных продуктов (в течение не менее 24 месяцев) разработана специальная потребительская тара из комбинированного термосвариваемого плёночного материала на основе алюминиевой фольги.

3. Исследование эффективности кратковременного приёма специальных пищевых продуктов для реабилитации военнослужащих с дефицитом массы тела в войсковых испытаниях На базе Самарского военно-медицинского института были проведены войсковые испытания для оценки эффективности кратковременного приема (21 день) специальных продуктов повышенной биологической ценности на основе растительного сырья при включении их в норму лечебного продовольственного пайка военнослужащих с дефицитом массы тела. У военнослужащих с дефицитом массы тела определялись прирост массы тела, структура тела, показатели обменных процессов и физической работоспособности.

В первом варианте пайка были представлены специальные пищевые продукты порошкообразные смеси для напитков «Аскет-1» и «Аскет-2», концентраты растительные «Апогей-1» и «Апогей-2» и концентраты пастообразные «Авиа-1» и «Авиа-2», а во втором варианте пайка – сублиматы овощей, фруктов и растительного лекарственного сырья: свёклы, петрушки, яблочного и капустного соков, крапивы и клюквы.

В контрольной группе питание осуществлялось по действующей для данного контингента военнослужащих лечебной норме пайка (норма №5).

Для проведения войсковых испытаний были сформированы три группы