Шаззо Азамат Айдомирович Разработка технологии получения и изучение потребительских свойств бад функционального назначения на основе краснозерного риса

На правах рукописи Шаззо Азамат Айдомирович Разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД функционального назначения на основе краснозерного риса Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания АВТОРЕФЕРАТ диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар - 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Корнена Елена Павловна Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Красина Ирина Борисовна кандидат технических наук, доцент Малеева Ольга Леонидовна Ведущая организация: ГУ «Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии Защита состоится 28 декабря 2010г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.03 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета Автореферат разослан 26 ноября 2010г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент М.В. Филенкова 1 общая характеристика работы 1.1Актуальность темы. Среди пищевых веществ, необходимых для нормального обеспечения жизненно важных функций организма, особая роль принадлежит микронутриентам: витаминам и минеральным веществам, другим биологически активным веществам и многочисленным минорным компонентам пищи. В настоящее время проблема оптимального обеспечения населения незаменимыми пищевыми веществами далека от своего решения, о чем свидетельствует распространение скрытых пищевых дефицитов и алиментарных (неинфекционных) заболеваний. Известно, что хронический дефицит биологически активных веществ в рационе питания человека является негативным фактором, постоянно действующим на здоровье человека, а именно, снижается работоспособность, сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям, усиливается воздействие на организм вредных факторов окружающей среды, увеличиваются потери рабочего времени и непроизводственные расходы по нетрудоспособности, что, в целом, приводит к неоправданным социальным и экономическим потерям. Наиболее рациональным и эффективным путем улучшения обеспеченности населения незаменимыми нутриентами является дополнительное обогащение ими пищевых продуктов и использование в питании биологически активных добавок к пище (БАД), о чем свидетельствуют накопленный мировой опыт и достижения отечественной науки о питании. Учитывая это, разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД на основе растительного сырья, богатого биологически активными веществами, витаминами и минеральными элементами, является актуальной. Среди сырья растительного происхождения особый интерес представляет зерно риса, как источник ряда физиологически функциональных ингридиентов. Диссертационная работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме «Разработка комплексных экологически безопасных ресурсосберегающих технологий переработки растительного сырья с применением физико-химических и биотехнологических методов», № Госрегистрации 01200956355. 1.2 Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка технологии получения и изучение потребительских свойств БАД функционального назначения на основе краснозерного риса. 1.3 Задачи исследования. В соответствии с целью работы решались следующие задачи: - обоснование актуальности темы, анализ литературных источников и патентной информации; - обоснование выбора объекта исследования; - проведение сравнительной оценки химического состава шелушеного обыкновенного риса и шелушеного краснозерного риса; - проведение сравнительной оценки пищевой ценности шелушеного обыкновенного риса и шелушеного краснозерного риса; - исследование показателей безопасности шелушеного краснозерного риса; - разработка технологии выделения шелушеного краснозерного риса из общей зерновой массы; - разработка технологии получения БАД с применением метода механохимической активации; -разработка технологической схемы получения БАД на основе шелушеного краснозерного риса; - исследование показателей качества и безопасности разработанной БАД «Рисовая»; - изучение пищевой ценности и физиологически функциональных свойств разработанной БАД «Рисовая»; - изучение технологически функциональных свойств и разработка рекомендаций по применению БАД «Рисовая» в производстве пищевых продуктов функционального назначения; - изучение влияния сроков и условий хранения на потребительские свойства разработанной БАД. Установление гарантийных сроков годности; - разработка комплекта технической документации на производство БАД «Рисовая»; - оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических и технических решений. 1.4 Научная новизна. Впервые обоснована целесообразность и эффективность применения шелушеного краснозерного риса в качестве ценного сырья для производства биологически активной добавки, обладающей высокой пищевой ценностью и физиологически функциональными свойствами. Экспериментально показана эффективность применения метода механохимической активации при переработке шелушеного краснозерного риса с целью регулирования физиологически и технологически функциональных свойств получаемой БАД. Впервые установлено, что механохимическая обработка шелушеного краснозерного риса при определенных технологических режимах обеспечивает инактивацию ферментов липазы и липоксигеназы, микробиологическую «чистоту» и высокую степень измельчения получаемой БАД. Впервые установлено, что БАД из шелушеного краснозерного риса, полученная по разработанной технологии, проявляет выраженные антиоксидантные, гепатопротекторные и антитоксические свойства. Впервые выявлено, что разработанная БАД обладает высокой водосвязывающей и водоудерживающей способностями, а также способностью повышать эффективность пенообразования, в том числе увеличивать стойкость пены, полученной с использованием БАД «Витол». Научно и экспериментально обоснованы инновационные технология и технологическая схема получения БАД из шелушеного краснозерного риса. Новизна работы защищена 8 патентами РФ на изобретения. 1.5 Практическая значимость. Разработаны инновационная технологическая схема и линия выделения шелушеного краснозерного риса из общей массы шелушеного риса. Разработаны технологические режимы обработки шелушеного краснозерного риса с применением метода механохимической активации для получения БАД. Разработаны рекомендации по применению БАД «Рисовая» в производстве пищевых продуктов функционального назначения. Установлены сроки хранения БАД в потребительской упаковке – не более 12 месяцев, в технологической упаковке – не более 8 месяцев при температуре 183С и относительной влажности воздуха не более 75 %. Установлены сроки хранения БАД в потребительской упаковке после ее вскрытия – не более 30 суток при температуре 5С и относительной влажности воздуха не более 75 %, обеспечивающие максимальное сохранение ее потребительских свойств. Разработан комплект технической документации на производство БАД «Рисовая». 1.6 Реализация результатов исследования. Разработанная инновационная технология и технологическая линия внедрены в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс». Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных технологических и технических решений составит более 2 млн. руб. в год. 1.7 Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: Всероссийской конференции аспирантов и студентов «Пищевые продукты и здоровье человека», КемТИПП, 23 апреля 2008г., г.Кемерово; I Межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров», МГУПП, 24-25 апреля 2008г., г.Москва; Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство», 1-4 октября 2008г., г.Воронеж; VI Международной научно-практической конференции и выставке «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», 7-10 октября 2008г., МГУПП, г.Москва; Третьей Всероссийской заочной научно-практической конференции специалистов, ученых вузов «Региональных рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг», 16 апреля 2009г., г.Тюмень. 1.8 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе 1 монография, 2 научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 5 материалов конференций, получено 8 патентов РФ на изобретения. 1.9 Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и 6 приложений. Работа изложена на 131 страницах, содержит 29 таблиц и 19 рисунков. Список литературных источников включает 159 наименований. 2 экспериментальная часть 2.1 Методы исследования. Исследование показателей качества и безопасности риса-зерна и продуктов его переработки осуществляли по показателям, регламентируемым ГОСТами и СанПиН 2.3.2.1078-01. Определение массовой доли азота в объектах исследования проводили по методу Кьельдаля, аминокислотный состав белков определяли хроматографическим методом на автоматическом анализаторе аминокислот. Массовую долю углеводов определяли на жидкостном хроматографе высокого давления в смеси ацетонитрил - вода. Жирнокислотный состав липидов, выделенных из шелушеного краснозерного риса, шелушеного обыкновенного риса и БАД «Рисовая», определяли методом газожидкостной хроматографии. Определение массовой доли витаминов осуществляли колориметрическим и титрометрическим методами, а также методом инверсионной вольтамперометрии. Содержание макро- и микроэлементов определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии на анализаторе AAS-1 фирмы Цейс (Германия), а также молибдено-ванадиевым и флуориметрическим методами. Качественный и количественный состав углеводов, каротиноидов, токоферолов, стеролов, фосфолипидов определяли методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Безопасность БАД «Рисовая» оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям. Для определения влияния механохимической активации на свойства шелушеного краснозерного риса применяли роторно-валковый дезинтегратор вертикального типа, позволяющий создавать в зоне контакта рабочих элементов давление 10-50 МПа с частотой механохимической обработки 128 Гц, кратной количеству рабочих элементов, и частотой вращения ротора 16 с-1. Исследования физиологической активности БАД проводили совместно со специалистами Кубанского государственного медицинского университета в опытах на белых крысах линии Вистар. Статистическую достоверность полученных экспериментальных данных осуществляли с применением современных методов расчета. Теоретические и экспериментальные исследования осуществляли в соответствии со структурной схемой, приведенной на рисунке 1. 2.2 Характеристика объектов исследования. Для исследования была взята производственная смесь риса-зерна, отобранная на ООО «Марьянский рисозавод» (таблица 1). Таблица 1 – Показатели качества риса-зерна Наименование показателя Значение показателя Влажность, % 13,81-14,50 Сорная примесь, % 0,87-1,12 Зерновая примесь, %, в том числе: 5,18-6,81 проросшие зерна Отсутствуют обрушенные зерна 3,74-5,06 меловые зерна 1,44-1,75 Пожелтевшие зерна, % Отсутствуют Красные зерна, % 8,41-12,36 Из приведенных данных видно, что в рисе-зерне, направляемом на переработку, содержится более 8% красных зерен (краснозерного риса), что приводит к увеличению выхода мучки в процессе шлифования и, как следствие, к нежелательному пропорциональному снижению общего выхода крупы и к увеличению выхода дробленной крупы. В связи с этим, целесообразным является выделение краснозерного риса из общей зерновой массы после шелушения риса-зерна с целью выявления возможности получения на его основе самостоятельного продукта. Рисунок 1 – Структурная схема исследования Поэтому необходимо было изучить химический состав и пищевую ценность шелушеного краснозерного риса. Для этого отобранный рис-зерно подвергали шелушению и отделению лузги на лабораторной установке ЛУР-1М, затем шелушеный рис вручную разбирали на шелушеный обыкновенный рис и шелушеный краснозерный рис. В таблице 2 приведены данные, характеризующие химический состав исследуемых образцов шелушеного риса. Для сравнения приведен химический состав рисовой крупы I сорта шлифованной. Таблица 2 – Химический состав шелушеного обыкновенного и шелушеного краснозерного риса Наименование показателя Значение показателя Шелушеный рис Рисовая крупа 1 сорта шлифованная обыкновенный краснозерный Массовая доля, в пересчете на абсолютно сухое вещество, %: белка 8,60-8,78 9,90-10,50 8,10-8,35 липидов 2,90-3,20 2,40-2,60 0,35-0,42 углеводов, в том числе: 80,85-82,19 77,19-78,67 83,70-85,07 моно-, ди- и трисахаридов 1,42-1,60 1,58-1,79 0,65-0,78 крахмала 78,05-78,99 73,26-74,10 82,60-83,70 пищевых волокон 1,38-1,60 2,35-2,78 0,45-0,59 минеральных веществ 1,10-1,32 1,70-2,05 0,46-0,58 Как видно из приведенных данных, шелушеный краснозерный рис превосходит обычный по содержанию белков, пищевых волокон и минеральных веществ. В таблице 3 приведен состав и характеристика витаминов и биологически активных веществ, содержащихся в исследуемых образцах. Таблица 3 – Состав витаминов и биологически активных веществ, содержащихся в шелушеном обыкновенном и шелушеном краснозерном рисе Наименование витаминов и биологически активных веществ Содержание витаминов и биологически активных веществ, в пересчете на абсолютно сухое вещество Шелушеный рис Рисовая крупа 1 сорта шлифованная обыкновенный краснозерный 1 2 3 4 Витамины, мг/100 г: В1 (тиамин) 0,21-0,24 0,41-0,43 0,06 В2 (рибофлавин) 0,06-0,07 0,10-0,12 0,05 Продолжение таблицы 3 1 2 3 4 В6 (пиридоксин) 0,81-0,84 1,12-1,17 0,14-0,17 В9 (фолиевая кислота) 0,02-0,03 0,05-0,06 Отсутствие РР (никотиновая кислота) 2,15-2,20 5,89-6,18 1,45-1,58 Инозит, мкг/100г 70,00-80,00 120,00-123,00 Отсутствие Холин, мкг/100г 95,10-96,60 118,00-120,00 70,10-75,00 Витамин Е, мкг/100г 720-730 1300-1310 Отсутствие Каротины, мкг/100г 5,10-5,80 13,10-13,50 Отсутствие Фосфолипиды, мг/100г 42,31-43,50 49,40-51,80 Отсутствие Сквален, мг/100г 4,13-4,47 9,75-10,18 Отсутствие Оризанол, мг/100г 40,62-41,17 70,38-75,14 Отсутствие Из данных таблицы 3 видно, что содержание витаминов и биологически активных веществ в шелушеном краснозерном рисе значительно выше, чем в шелушеном обыкновенном рисе и в рисовой крупе I сорта. Так, например, в шелушеном краснозерном рисе содержание витаминов В1 и РР в 1,8 и 2,2 раза выше, витамина Е – в 1,8 раз выше, каротинов более, чем в 2 раза выше, а инозита – в 1,5 раза. Следует отметить высокое содержание в шелушеном краснозерном рисе сквалена, обладающего антиканцерогенными и антисептическими свойствами, а также оризанола, являющегося эффективным антиоксидантом. В таблице 4 приведен состав и содержание макро- и микроэлементов в исследуемых образцах. Таблица 4 – Состав и содержание макро- и микроэлементов шелушеного обыкновенного и шелушеного краснозерного риса Наименование макро- и микроэлементов Содержание макро- и микроэлементов, в пересчете на абсолютно сухое вещество Шелушеный рис Рисовая крупа 1 сорта шлифованная обыкновенный краснозерный 1 2 3 4 Макроэлементы, мг/100 г: кальций 40-41 59-61 10-11 фосфор 350-357 420-422 120-129 калий 330-336 415-419 87-89 магний 135-137 198-200 50-55 кремний 188-190 265-272 78-80 Микроэлементы, мкг/100 г: железо 3450-3490 4415-4510 530-590 Продолжение таблицы 4 1 2 3 4 марганец 1770-1785 2970-3210 1170-1190 цинк 1630-1635 2511-2610 980-987 Из представленных данных видно, что содержание макро- и микроэлементов в шелушеном краснозерном рисе значительно выше, чем в шелушеном обыкновенном рисе, а также в рисовой крупе 1 сорта. Особенно следует отметить более высокое содержание таких микроэлементов, как железо, марганец и цинк, дефицит которых отмечен в пищевом статусе населения Краснодарского края. На основании изучения химического состава и состава физиологически активных ингредиентов можно сделать вывод о высокой пищевой ценности шелушеного краснозерного риса, а также о целесообразности применения его в качестве сырья для получения биологически активных добавок (БАД). Однако, для получения БАД из шелушеного краснозерного риса необходим процесс разделения зерновой массы после шелушения на шелушеный обыкновенный рис и шелушеный краснозерный рис, т.е. процесс выделения шелушеного краснозерного риса должен быть реализован в промышленных условиях. Такая возможность появилась благодаря разработке фотоэлектронного сепаратора, принцип работы которого основан на разделении зерновой массы по цвету.

Похожие:

	Формирование и оценка потребительских свойств эмульсионных соусов специализированного назначения Специальность: 05. 18. 15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного...		Разработка технологии и оценка потребительских свойств биологически... Ребята! Сегодня на уроке мы продолжим постигать тайны главного чуда света – человека
	Теоретические и практические аспекты нового подхода к созданию потребительских... «Технология и товароведение пищевых продуктов и функцио-нального и специального назначения и общественного питания»		Научное обоснование принципов проектирования состава и потребительских... Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания
	И. В. Гралевская к т. н., А. Н. Ганцева студент Одним из приоритетных направлений в настоящее время является разработка новых видов продуктов питания функционального назначения...		Урок по химии 10 класс. Тема урока: «Углеводороды» Цель: изучение строения, свойств, способов получения и областей применения ациклических углеводородов на основе базовых знаний
	Программа кандидатского экзамена по специальности 05. 18. 15 «Технология... Научная специальность 05. 18. 15 «Технология и товароведение пищевых продуктов, и функционального, и специализированного назначения...		Товароведение хозяйственных товаров, электротоваров и изделий культурно-бытового назначения Питание и здоровье детского населения. Основы рационального питания. Использование бад и пищевых добавок в питании детей
	Отчет о научно-исследовательской работе на тему: «Разработка модифицированных... «Разработка модифицированных методов выделения гуминовых веществ для получения биологических препаратов на основе вермикомпоста»		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: изучение общей характеристики галогенов по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева, физико-химических...
	Рабочая программа по дисциплине В. В. Технология молока и молочных... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Разработка структуры и функционального наполнения школьного сайта Ii разработка структуры школьного сайта и его функционального наполнения
	Проекта Введение, которое дает анализ, разъяснение актуальности и новизны, указание сферы применения, функционального назначения, выявление...		Примерная программа дисциплины материаловедение и технология конструкционных... Современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ...		Изучение свойств Атмосферы земли Образовательная: обеспечить усвоение учащимся основных физических свойств воздуха; состава воздуха; типов облаков