litceysel.ru
добавить свой файл
1
Оценка качества витаминизированных продуктов питания функционального назначения



Андронова Екатерина, Пильщикова Мария, 11 класс, МЭЛ

Цопкало Л.А., к.т.н. доцент НГТУ

Майснер С.А., учитель химии в.к.к. МЭЛ


Содержание


Введение 1

1. Цели, задачи и научная новизна исследований 2

2. Обзор литературы 3

2.1. История витаминов 3

2.2. Роль витамина А в организме человека 5

2.3. Использование β-каротина в производстве продуктов питания 7

3. Объекты и методы исследований 8

3.1. Объекты исследований 8

3.2 Методы исследований 9

4. Результаты исследований 12

4.1. Исследование десерта “Кисель молочный (густой)” 12

4.1. Исследование десерта “Суфле апельсиновое ”. 15

Заключение 17

Литература 18



Введение


Не для того живем,

Чтобы есть, а

Едим для того,

Чтобы жить

Сократ


Пища тесно связана с самыми важными аспектами жизни людей: с традициями и обычаями, особенностью географического положения. Пища является одним из наиболее стабильных элементов материальной и духовной культуры.

Действительно, наше здоровье зависит прежде всего от того, что мы употребляем в пищу, каким воздухом дышим.

Особое значение в обеспечении жизнедеятельности человека имеет содержание в пище необходимого количества витаминов. Недостаточное потребление витаминов ухудшает самочувствие, снижает работоспособность, сопротивляемость простудным заболеваниям, усугубляет течение болезней.

В последнее время во всем мире наблюдается устойчивая тенденция увеличения производства и потребления продуктов функционального назначения.

Выпускаются продукты питания, обогащенные функциональными ингредиентами, такими, как пищевые волокна, витамины, минеральные вещества и др.


В данной работе проведена оценка качества продуктов питания, обогащенных препаратами β-каротина.

1. Цели, задачи и научная новизна исследований


Мировой и отечественный опыт свидетельствуют, что наиболее эффективным и экономически доступным способом кардинального улучшения обеспечения населения микронутриентами является регулярное включение в рацион пищевых продуктов, обогащенных этими ценными биологически активными веществами до уровня, соответствующего физиологическим потребностям организма [1].

В последнее десятилетие 20 века во всем мире получила широкое признание разработка продуктов функционального питания. По прогнозу специалистов продукты функционального (здорового) питания на 30-50% заменят лекарственные препараты профилактической и восстановительной медицины [4].

Целью работы являлось изучение химического состава сладких блюд, обогащенных различными препаратами β-каротина.

В связи с этим, в ходе работы решались научные, организационные и аналитические задачи:

  • изучение научной литературы, характеризующей состояние проблемы;

  • анализ сырья и препаратов β-каротина, используемых в производстве продуктов питания;

  • изучение органолептических и физико-химических показателей.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые разработаны сладкие блюда функционального назначения, обогащенные β-каротином, и изучен их химический состав.

Работа выполнена на кафедре технологии и организации пищевых производств Новосибирского государственного технического университета. Подготовка образцов проводилась студентами 4 курса ЭМФ.

2. Обзор литературы

2.1. История витаминов

Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, биорегуляторы процессов, протекающих в живом организме. Для нормальной жизнедеятельности организма витамины необходимы в небольших количествах, но так как организм не может удовлетворить свои потребности в них за счет биосинтеза, они должны поступать с пищей в качестве ее обязательного компонента [7].


Людям еще в глубокой древности было известно, что отсутствие некоторых продуктов в рационе питания может быть причиной заболеваний (бери-бери, цинги, рахита, “куриной слепоты” и других), но только в 1880 году русским ученым Н. И. Луниным была экспериментально доказана необходимость неизвестных в то время компонентов пищи для нормального функционирования организма.

Свое название витамины получили по предложению польского биохимика К. Функа (от латинского vita - жизнь). В настоящее время известно свыше тринадцати соединений, относящихся к витаминам.

Так как химическая природа витаминов была открыта после установления их биологической роли, их условно обозначили буквами латинского алфавита (A, B, C, D и т.д.), они сохранились и до настоящего времени [13].

По растворимости витамины могут быть разделены на две группы: водорастворимые (B1, B2, B6, PP, C) и жирорастворимые (A, D, E, K) [3].

Недостаток или отсутствие витаминов вызывает гиповитаминозы (болезни вследствие длительного недостатка) и авитаминозы (болезни вследствие отсутствия или глубокого дефицита витаминов).

При гиповитаминозе наблюдается утомляемость, потеря аппетита, раздражительность, кровоточивость десен. При авитаминозах проявляются такие болезни, как цинга, пеллагра, бери-бери.

По данным института питания РАМН наиболее важными причинами гипо- и авитаминозов являются следующие:


  • нарушение ассимиляции витаминов;

  • повышенная потребность в витаминах, связанная с физиологическими особенностями организма или интенсивной физической нагрузкой;

  • врожденные нарушения обмена и функций витаминов.

При приеме витаминов в количестве, значительно превышающем физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы [10].

2.2. Роль витамина А в организме человека

Витамин А встречается в качестве четырех индивидуальных представителей: ретинол, ретинилацетат, ретиналь, ретинолевая кислота.


Ретинол в химическом отношении – непредельный одноатомный спирт, состоящий из β-ионового кольца и боковой цепи из двух остатков изопрена, имеющих первичную спиртовую группу [13].

H3C CH3 CH3 CH3


1

7

9

11

13

15
C CH C CH C CH2OH

H
2

6

8

10

12

14
2C C CH CH CH CH

H
36

4

5
2C С

СН2 СH3

При недостатке ретинола замедляется рост развивающегося организма, нарушается зрение (ксерофтальмия, “куриная слепота”), особенно его адаптация к освещенности (гемералопия), появляются трещины кожи, снижается иммунитет [5].


Витамин А обнаружен только в продуктах животного происхождения: рыбий жир, печень трески, масло сливочное, молоко.

Потребность человека в витамине А может быть удовлетворена и за счет растительной пищи, в которой содержатся каротины – провитамины А. Из молекулы β-каротина в организме человека образуется две молекулы витамина А.

Природными источниками β-каротина являются темно-желтые и оранжевые овощи и фрукты, а также темно-зеленые листовые овощи [10]. Содержание β-каротина в растительных продуктах приведено в таблице 1.

Таблица 1. Содержание β-каротина в растительных продуктах [14].




Наименование продуктов

Содержание β-каротина (мг в 100 г продукта)

1

Морковь красная

9.0

2

Помидоры

1.2

3

Шпинат

3.0

4

Щавель

2.0

5

Тыква

1.5

6

Рябина красная

9.0

7

Облепиха

10.0

Каротин синтезируется в организме в витамин А, является сильным антиоксидантом.

В мировой практике существует номенклатура измерения количества витамина А и β-каротина: 0.3 мкг витамина А составляет 1 МЕ (международную единицу) или 0.6 мкг β-каротина. β-каротин, как и витамин А, относится к незаменимым факторам и должен поступать в организм постоянно.


Исследования последних лет установили, что каротин повышает защитные силы организма против радиационного облучения, образования злокачественных опухолей, снижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

В США, Австрии, Финляндии, Китае в рамках национальных и международных программ активной профилактики рака значительное место отводится β-каротину [4].

2.3. Использование β-каротина в производстве продуктов питания


До недавнего времени каротин и каротиноиды использовали в основном как пищевую добавку (краситель), а не с целью повышения витаминной ценности продуктов питания.

Основные цели применения β-каротина в продуктах питания и напитках:

  • улучшение цвета продукта;

  • стандартизация цвета и внешнего вида продуктов питания;

  • восстановление цвета, утерянного в процессе производства;

  • витаминизация продуктов питания.

Для обогащения продуктов питания могут быть использованы жирорастворимые, порошкообразные и водорастворимые формы β-каротина [10];

β-каротин микробиологический в масле – ТУ 18.298-95;

Веторон – β-каротин водорастворимый пищевой 2%-ный – ТУ 9197-016-44451502-99 [3];

Бетавитон – β-каротин водорастворимый пищевой 2%-ный.

В настоящее время большое развитие получило производство кондитерских изделий с β-каротином на фабрике “Конфи”(г. Екатеринбург), крекеров (г. Челябинск), а также диетического молока, обогащенного витамином С и β-каротином. Добавление препаратов β-каротина к молоку в количествах 20-55 мг на 1 л молока обеспечивает удовлетворение одним стаканом (200 мл) 10-20% суточной потребности человека в этом важном биологически активном веществе [6].

Таким образом, использование β-каротина позволяет значительно улучшить питание населения. Расширение отечественного производства обогащенных микронутриентами (витаминами и минеральными веществами) продуктов питания является одной из важнейших задач Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации.


Обогащенные витаминами отечественные продукты выгодно отличаются от зарубежных аналогов более низкой ценой, они более полно учитывают реальные особенности структуры питания и потребностей различных групп детского и взрослого населения.

3. Объекты и методы исследований

3.1. Объекты исследований


Объектами исследований являлись десерты: молочный кисель (густой) и суфле апельсиновое, приготовленные по действующим рецептурам, а также эти десерты, обогащенные препаратами β-каротина.

В качестве добавок использовались:

  • жирорастворимый препарат β-каротина (ТУ 18.298-95); используется в лечебно-профилактических целях и как субстанция для приготовления лекарственных средств;

  • водорастворимый препарат “Веторон” (ТУ 9197-016-4441502-99), используется в качестве красителя и для витаминизации продуктов питания;

  • морковный сок – естественная форма β-каротина.

В соответствии с рекомендациями РАМН препараты вносили в количестве, обеспечивающем 30-50% суточной нормы потребления [14]

β-каротин устойчив к тепловой обработке, поэтому препарат вводили на стадии нагревания, что способствует его лучшему распределению.

После установления оптимального количества добавок, в эксперименте в рецептуры вводили добавки в количестве:

Морковный сок – 30 мл

Водо- и жирорастворимые препараты β-каротина – 8 мл.

3.2 Методы исследований


Контрольные образцы десертов (без добавок) и образцы с добавками исследовались по органолептическим и физико-химическим показателям [12].

Органолептическая оценка проводилась по 25-балльной системе по пяти показателям: внешний вид, цвет, запах, консистенция, вкус. Каждый показатель качества оценивался в 5 баллов, при наличии дефектов производилось снижение баллов. Затем подсчитывали сумму баллов и переводили в оценку в соответствии со шкалой (таблица 2).


Таблица 2. Шкала перевода суммы баллов в оценку

сумма баллов

оценка

25-22

21-18

17-15

14 и ниже

отлично

хорошо

удовлетворительно

неудовлетворительно

Определение массовой доли сухих веществ проводили высушиванием образцов в сушильном шкафу до постоянной массы при t 102-105 0C.

Методика определения. В фарфоровую чашку с песком и палочкой (предварительно высушенные) помещают навеску пробы 5г с точностью до 0,001 г, тщательно перемешивают ее с песком, равномерно распределяют по внутренним стенкам и помещают в сушильный шкаф при t 102-105 0C на 60 минут с момента установления заданной температуры, после чего навеску помещают в эксикатор на 20 минут, взвешивают и вновь высушивают в течение 40 минут. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока масса навески при двух последних взвешиваниях не будет отличаться более чем на 0,01 г.

Массовую долю сухих веществ (%) определяют по формуле:

x=m1/m+100,

где m – масса навески до высушивания, г;

m1 – масса навески после высушивания, г;

Расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,5 %.

Определение активной кислотности:

Кислотность является одним из показателей качества/

Для определения активной кислотности использовали лабораторный pH-метр pH211 с диапазоном измерения от 0 до 14 единиц pH.

Определение массовой доли сахаров проводили рефрактометрическим методом. Метод основан на зависимости между коэффициентом преломления исследуемого объекта (или водной вытяжки из него) и концентрацией сахарозы.


Методика определения. Навеску подготовленной пробы 25 г переносят небольшим количеством теплой воды (40 см3) в мерную колбу на 100 см3; для осветления раствора добавляют 10 см3 7%-ного раствора CuSO4 и 4 см3 NaOH, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают, дают отстояться 10-15 мин и фильтруют через складчатый фильтр в сухую коническую колбу.

Рефрактометр устанавливают по дистиллированной воде при t=20°С. На призму рефрактометра наносят 1-2 капли фильтрата и измеряют коэффициент преломления раствора. Замер производят 2-3 раза и рассчитывают среднее значение.

Массовую долю сахарозы (%) определяют по формуле:

x= (a-b)*10000*k,

где а – коэффициент преломления исследуемого раствора;

b – коэффициент преломления дистиллированной воды = 1,3333;

k – коэффициент пересчета показателя преломления на массовую долю сахара;

10000 – множитель, введенный для того, чтобы разность (a-b) была целым числом.

Определение массовой доли β-каротина определяли стандартным спектрофотометрическим методом (циклогексан).

Методика определения. Навеску подготовленной пробы 0,05 г (с точностью до 0,0001 г) переносят в мерную колбу на 100 см3 с помощью 10 см3 хлороформа и встряхивают до полного растворения. Объем в колбе доводят до метки циклогексаном (раствор А). В мерную колбу вместимостью 25 см3 переносят пипеткой 1 см3 раствора А и доводят до метки циклогексаном (раствор Б). В мерную колбу на 50 см3 переносят 5 см3 раствора Б, доводят до метки циклогексаном (раствор В).

Оптическую плотность раствора В измеряют на спектрофотометре в максимуме при длине волны 455+/- 2 мм в кювете с длиной оптического пути 10 мм. В качестве раствора сравнения используют циклогексан.

Массовую долю β-каротина (в %) определяют по формуле:

X=D*m (n1-n2)/E1%1см*100,

где D – оптическая плотность раствора B;

m – масса навески, г;

E1%1см - удельный показатель поглощения 100%-ного образца β-каротина, равный 2500.

100 – пересчет в проценты.

За результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений.

4. Результаты исследований

4.1. Исследование десерта “Кисель молочный (густой)”


При органолептической оценке блюда с препаратом жирорастворимого β-каротина отмечалась неоднородность консистенции из-за неравномерности распределения препарата; при использовании водорастворимого β-каротина окраска равномерная, светло-оранжевого цвета; при добавлении морковного сока отмечалась более жидкая консистенция по сравнению с контрольным образцом.

Результаты органолептической оценки приведены в таблице 3.

Таблица 3. Органолептическая оценка качества блюда “Кисель молочный”

Наименование образцов

Показатели качества

Внешний вид

Цвет

Запах

Вкус

Консистенция

Всего баллов

Контроль

4

5


5

5

5

24

С добавлением морковного сока

4

5

5

5

4

23

С добавлением

жирорастворимого β-каротина

3

3

5

5

5

21

С добавлением водорастворимого β-каротина

5

5

5

5

5

25

По результатам органолептической оценки наивысшее количество баллов получено образцом с добавлением водорастворимого β-каротина (оценка «отлично»), тогда как образец с препаратом жирорастворимого β-каротина – 21 балл (из 25) и оценку «хорошо».

Химический состав исследуемых образцов приведен в таблице 4.

Таблица 4. Химический состав образцов с добавками.

Наименование образцов

Массовая доля сухих веществ, %

Кислотность, ед. pH

Массовая доля сахаров, %

Массовая доля β-каротина, мг/100г

Контроль


26,0

7,0

8,0

0

С добавлением морковного сока

26,20

7,0

8,1

1,43

С добавлением

жирорастворимого β-каротина

25,85

7,1

8,15

1,87

С добавлением водорастворимого β-каротина

25,70

7,05

8,16

1,52


Как видно из таблицы, содержание сухих веществ, сахаров и концентрация водородных ионов не имеет существенных различий в образцах с добавками по сравнению с контрольными образцами.

Наибольший интерес представляет содержание β-каротина и его сохранность при тепловой обработке. Наиболее устойчивым к тепловой обработке является β-каротин жирорастворимый (93,5%), наименее устойчив водорастворимый препарат β-каротина (81%) и содержащийся в морковном соке (71,5%).

Диаграмма изменения содержания β-каротина представлена на рис.1.



Рисунок 1. Диаграмма изменения содержания β-каротина в десерте “Кисель молочный (густой)”

4.1. Исследование десерта “Суфле апельсиновое ”.

При органолептической оценке десерта с добавлением морковного сока отмечалось усиление цвета; в образцах с добавлением препаратов водо- и жирорастворимого β-каротина отмечался более интенсивный цвет. Других характерных отличий не наблюдалось.


Результаты органолептической оценки приведены в таблице 5.

Таблица 5. Органолептическая оценка качества десерта “Суфле апельсиновое”

Наименование образцов

Показатели качества

Внешний вид

Цвет

Запах

Вкус

Консистенция

Всего баллов

Контроль

4

5

5

5

5

24

С добавлением морковного сока

5

4

4

3

5

21

С добавлением жирорастворимого β-каротина

4

5

5

5

5

24

С добавлением водорастворимого β-каротина

4

5

5

5

5

24

По результатам органолептической оценки только образец с добавлением морковного сока получил оценку 21 балл (удовлетворительно), т.к. имел выраженный морковный вкус. Другие образцы не отличались от контрольного образца и получили оценку “отлично”.


Таблица 6. Физико-химические показатели качества десерта “Суфле апельсиновое”

Наименование образцов

Массовая доля сухих веществ, %

Кислотность, ед. pH

Массовая доля сахаров, %

Массовая доля β-каротина, мг/100г

Контроль

30,0

7,0

10,10

0

С добавлением морковного сока

32,28

7,0

10,10

1,33

С добавлением жирорастворимого β-каротина

30,700

7,10

10,21

1,92

С добавлением водорастворимого β-каротина

30,85

7,10

10,10

1,74

Исследования показали, что содержание сухих веществ, сахаров не отличается существенно от контрольного образца, тогда как содержание β-каротина увеличилось значительно, по сравнению с контрольным образцом.

Сохранность β-каротина, при использовании морковного сока в качестве добавки, составила 80,6%, при использовании жиро- и водорастворимого препарата β-каротина соответственно 93,6 и 84,8%.

Диаграмма изменения содержания β-каротина представлена на рис.2.




Рисунок 2. Диаграмма изменения содержания β-каротина в десерте “Суфле апельсиновое”

Заключение


В работе проведена оценка качества десертов, обогащенных препаратами β-каротина. Наиболее приемлемой для обогащения десертов является водорастворимая форма β-каротина “Веторон”, тогда как морковный сок придает продуктам характерный привкус: жирорастворимая форма β-каротина неравномерно распределяется в массе десерта и снижает органолептические показатели качества.

Введение в рецептуры β-каротина:

  • повышает витаминную активность готовой продукции;

  • β-каротин устойчив к термической обработке(80,6-93,6%);

  • исследуемые десерты с использованием препаратов β-каротина являются продуктами функционального назначения и их целесообразно включать в меню школьных столовых, в рационы лечебно-профилактического и диетического питания.



Литература


  1. Закон Российской Федерации “О защите прав потребителей” от 07.02.1992 г. № 2300.1.

  2. ГОСТ Р 52113-2003. Услуги населению. Номенклатура показателей качества.

  3. Т4 9197-016-44451502-99 “Веторон” водорастворимый препарат.

  4. Беркетова Л. В. Мухамеджанова Т.Т. Витаминизированные продукты с β-каротином. // Пищевая промышленность 1988. №3

  5. Иволина О. А., Зайко Т. М. Разработка рецептур мармелада с пектином и каротином // Изв. ВУЗов. Пищевая технология, 1933, №5.

  6. Нанотехнология и биотехнология продуктов функционального питания на молочной основе. // Д-р т н. Н.А. Тихомирова, МГУПП //Молочная промышленность, 2005, №5.
  7. Мучкина Н. С. Исследование возможности использования каротиносодержащих продуктов в производстве сливочных кремов. – Сб. научных трудов. – Кемерово, 2000, №5.


  8. Острик А. С. Использование нетрадиционного сырья в кондитерской промышленности.- К. Урожай, 1992

  9. Павлова О.В. Потери β-каротина в производстве хлебобулочных изделий// Хлебопечение России, 2003, №1.

  10. Поливитаминные премиксы и препараты β-каротина для обогащения молока и молочных продуктов// Шантюк Л.Н., Спиричев В.Б. // Молочная промышленность, 2005,№4

  11. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания –М: Хлебпродинформ, 1996

  12. Скуратовская О.Д. Контроль качества продукции физико-химическими методами. – М.:, 2003

  13. Труфанов А.В. Биохимия витаминов и антивитаминов. М.: “Колос”, 1972

  14. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов // Скурихин И. М., Волгарев М. Н. – М.: Пищевая промышленность, 1987