ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1.0. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ПРОИЗВОДСТВА МАРМЕЛАДА 12
1.1. Основные аспекты теории сбалансированного питания 12
1.2. Теория окисления углеводородов 16
1.3. Физико-химические основы студнеобразования 19
1.4. Теоретические основы образования эмульсий 21
1.5. Мицеллярная теория строения высокомолекулярных соединений 22
1.6. Классификация мармеладных изделий 25
1.7. Маркетинговое исследование рынка мармеладных изделий 30
Выводы по первой главе 34
ГЛАВА 2.0. РАЗРАБОТКА МАРМЕЛАДА, ОБОГАЩЕННОГО
ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫМИ ЖИРНЫМИ КИСЛОТАМИ 36
2.1. Обоснование технологии получения мармелада специального
назначения 36
2.2. Анализ известных способов и их особенностей для получения
мармеладных изделий 40
2.3. Научное обоснование выбора полиненасыщенных жирных кислот для
производства мармелада 45
2.4. Научно-практические аспекты производства обогащенного мармелада . 66
2.5. Физико-химические свойства разработанного мармелада 74
Выводы по второй главе 85
ГЛАВА 3.0. ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Большое значение пищевой промышленности на сегодняшний день связано с тем, что она, как правило, не только удовлетворяет растущие потребности и нужды населения планеты в ряде важнейших продуктов питания, но также она всецело отражает качество жизни населения в стране.
Население планеты стремительно растет каждую неделю приблизительно на 1 млн 200 тыс. человек. Однако на сегодняшний день особенно остро стоит проблема дефицита основных микро- и макронутриентов, таких как белки, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, витамины.
Кондитерская промышленность является высоко прибыльной и входит в десятку отраслей пищевой промышленности образующих бюджет страны. В России за вторую половину XX в. в несколько раз увеличилось потребление кондитерской продукции и на сегодня оно составляет примерно 3,5 кг в год на душу населения. Около 500 тыс. т карамели, 770 тыс. т мучных кондитерских изделий и 325 тыс. т шоколада российские граждане потребляют в год [31].
Ассортимент кондитерских изделий, выпускаемых на отечественных предприятиях, в основном, состоит из шоколада различных видов и продуктов на его основе, сахаристых изделий, таких как мармелад, зефир, пастила, карамель, а так же различных мучных кондитерских изделий. Именно поэтому кондитерская промышленность является одним из крупнейших потребителей продукции сахаро-рафинадных и мукомольных производств. На сегодняшнее время мощности российских кондитерских предприятий составляют около 3,5 млн т продукции в год, однако они не до конца загружены из-за большого количества импортной продукции.
В настоящее время Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации представляет собой одно из важнейших направлений, для поддержания национальной безопасности государства. Согласно Доктрине, сохранение здоровья и трудоспособности населения - это одна из приоритетных задач государства для обеспечения экономического и социального развития страны.
Основные ключевые аспекты продовольственной безопасности необходимо рассматривать не только в условиях объединения стран, но и в кризисных ситуациях их разъединения. Сейчас наиболее актуальным является вопрос о импортозамещении пищевой продукции и сырья на национальном продовольственном рынке, вызванного рядом санкций по отношению к РФ, что, несомненно, является благоприятным направлением для развития экономики страны.
Кондитерскую отрасль РФ образуют приблизительно 1500 фирм- производителей, причем в это число входит и около 150 крупных и средних предприятий, производящих 55% общего объема годового оборота продукции [2].
Прогноз производства кондитерских изделий представлен в табл. 1.
Таблица 1 - Прогноз производства кондитерских изделий, тыс. т
Основные группы кондитерских изделий Прогноз производства кондитерских изделий
2020 г. 2030 г.
Инновационный Инерционный Инновационный Инерционный
Сахаристые (карамель, драже, конфеты глазированные, мармеладо-пастильные изделия, ирис, халва и др.) 1514 1348 1567 1394
Шоколад и шоколадные изделия 256,2 235,3 271,2 254,9
Восточные сладости 47,2 35,31 44,95 30,98
Сухой какао-порошок 9 7,49 9,49 8,92
К тому же кондитерская промышленность широко экспортируется за пределы России. Увеличение доли экспорта кондитерских изделий стало наблюдаться с 2016 года. На ноябрь 2017 года были отмечены самые высокие поставки кондитерской продукции для этого месяца и за последние десять лет - 51 тыс. т на сумму 122 млн. долларов.
Отчасти рост экспорта кондитерских изделий был связан с сокращением импорта сладостей в 2015 и 2016 гг. Кондитерские изделия занимают четвертое место в структуре всего экспорта товаров АПК. Россия - это единственная страна, которая экспортирует кондитерскую продукцию больше, чем импортирует (рис.1) [51].
Экспорт кондитерских изделий из России в 2019 году составил 1,3 миллиарда долларов, поскольку отрасль остается одним из драйверов роста экспорта продукции АПК. Отечественные кондитерские изделия поставляются более чем в 90 стран мира, а объем их экспорта по итогам прошлого года составил 1,3 миллиарда долларов. К 2024 году этот показатель должен составить 2,4 миллиарда долларов [51].
Объем производства кондитерской продукции в 2019 году в России составил 3,9 миллиона тонн. Выпуск шоколада и какаосодержащих пищевых продуктов (в неупакованном виде) вырос на 17,6%, а печенья, пряников и вафель — на 3,8%.
Одновременно увеличивается число предприятий: в 2019 году в России открылись крупные производства во Владимирской и Тульской областях, а также в Москве.
Актуальность исследования обусловлена тем, что ранее проблемы несбалансированного питания были предметом медицинских дискуссий отдельных разделов науки, а в настоящий момент они являются предметом серьезного анализа. На сегодняшний день не наблюдается ощутимого смещения акцентов от медицинских мер сохранения трудоспособности человека в сторону создания профилактической системы с использованием продуктов питания, как основных факторов снижения негативного влияния окружающей среды и условий труда на здоровье, трудоспособность и эффективность деятельности человека. В связи с вышесказанным, биохимический состав кондитерской продукции нуждается в значительной корректировки - повышении содержания биологически-активных веществ (БАВ), пищевых волокон при одновременном понижении калорийности и сахароемкости, в следствие этого создание кондитерских изделий, обогащенных необходимыми для организма человека нутриентами, считается актуальным направлением для развития кондитерской индустрии.
Проблематика исследования заключается в том, что важным недостатком кондитерских изделий считается буквально абсолютная недоступность на биохимическом уровне различных биологически активных веществ (БАВ) ввиду применения скудного по витаминно-минеральному составу сырья (сахар белый, патока и др.), а так же дополнительного разрушения БАВ в ходе технологической переработки.
Утвержденной в РФ нормой потребления полиненасыщенных жирных кислот составляет для взрослых 6-10%, а для детей 5-10% от калорийности суточного рациона, однако в России наблюдается недостаточное потреблении продуктов и препаратов, содержащих ПНЖК, которые употребляют не более 3% населения, что может провоцировать целый ряд заболеваний и патологических состояний (ожирение, атеросклероз, снижение когнитивных процессов, иммунитета и др.), в связи с чем существует необходимость создания новых продуктов здорового питания, удовлетворяющих потребности населения в незаменимых для организма человека ПНЖК.
В связи с вышеперечисленным объектом исследования была выбрана технология производства мармелада с полиненасыщенными жирными кислотами, позволяющего решить проблему профилактики возникновения нарушений липидного обмена.
Предметом исследования был выбран мармелад, содержащий в своей рецептуре натуральное растительное сырьё, которое способствует регенерации слизистых оболочек и способно адсорбировать тяжелые металлы в организме человека.
Для создания, мармелада, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами, в ходе исследования была поставлена цель создать технологию его производства.
В рамках поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Проанализировать существующие на рынке виды мармелада;
2. Осуществить подбор ингредиентов для производства мармелада;
3. Разработать и научно обосновать технологию производства мармелада;
4. Создать технологическую линию и обосновать выбор предпринятых технологических решений;
5. Исследовать физико-химические и органолептические показатели качества разработанного мармелада, как свежеприготовленного, так и в процессе хранения.
Чтобы реализовать поставленную цель и задачи исследования, были сформулированы гипотезы:
1. Предполагается, что за счет сбалансированного состава мармелада удастся повысить устойчивость человека к инфекционным заболеваниям;
2. Предполагается, что разработка новых рецептур мармелада с полиненасыщенными жирными кислотами расширит ассортимент кондитерских изделий на отечественном рынке.
В ходе работы под методологической базой исследования понимался комплексный подход к решению задач по модернизации и развитию технологий производства кондитерских изделий с использованием растительного сырья для производства продукции с заданными свойствами и составом, с применением современных физико-химических методов исследований исходного сырья, полуфабрикатов и готового продукта, а так же математической обработки данных.
Научная новизна работы заключается в обосновании и совершенствовании технологии производства мармелада, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами. Поскольку введение масла рыжика в качестве источника полиненасыщенных жирных кислот в рецептуру мармелада влечет за собой изменение структурно-механических характеристик продукта, были установлены закономерности изменения реологических характеристик мармелада, его формообразующей способности и сохранности полиненасыщенных жирных кислот в матрице мармеладного студня при комбинировании рецептурных ингредиентов. Определено соотношение компонентов мармелада, позволяющего получить продукт с оптимальными потребительскими свойствами.
1. Рассмотрен рынок мармеладных изделий и установлен объем, который занимает на нем мармелад, составляющий 9,3% от всего объема производимых в России кондитерских изделий;
2. Обоснован выбор рыжикового масла в качестве источника полиненасыщенных жирных кислот, а благодаря методу газовой хромотографии исследован жирно-кислотный состав масла в готовом мармеладе, в ходе которого установлено высокое содержание таких незаменимых жирных кислот, как линоленовая (30,7%), линолевая (20,6%), олеиновая (17,6%);
3. Проанализированы ингредиенты для создания специального мармелада, что позволило обеспечить характерную для мармелада студнеобразную структуру, так как в качестве студнеобразующего сырья был использован свекловичный пектин и ягоды черной смородины, в которых содержатся пектиновые вещества, обладающие способностью связывать и выводить из организма человека ионы тяжелых металлов и радионуклидов, в размере от 1 до 2,5% массы сухих веществ;
4. Разработана технология производства функционального фруктово-желейного мармелада с использованием пюре из ягод черной смородины, свекловичного пектина и масла рыжика, в качестве источника полиненасыщенных жирных кислот, которая удовлетворяет требования к функциональным свойствам продукта;
5. Создана технологическая линия производства функционального мармелада, состоящая из таких основных этапов, как подготовка исходного сырья к дальнейшей обработке, формирование рецептурной смеси, уваривание мармеладной массы, разливка массы в формы, сушка, охлаждение, упаковка и маркировка, хранение готового мармелада;
6. Обосновано применение Na-карбоксиметилцеллюлозы для предотвращения вытекания капель масла из матрицы студня, связанного с механической и химической несовместимостью масла и структуры мармеладного студня. Установлено оптимальное количество Na- карбоксиметилцеллюлозы равное 0,5-1,0% от общей массы исходного сырья;
7. Установлено, что в процессе хранения в течение 4-х недель мармелад с полиненасыщенными жирными кислотами претерпевает следующие изменения: в связи с увеличением массовой доли влаги на 4,5% по сравнению со свежеприготовленным мармеладом его поверхность становится липкой; содержание полиненасыщенных жирных кислот семейства ш-3 (линолевая и линоленовая жирные кислоты) в процессе хранения снизилось на 5,3% от начального содержания, поскольку при хранении изделий, содержащих жиры, возможно изменение их физико-химических свойств в результате которых образуются продукты их гидролиза.
8. В ходе исследования было опубликовано ряд статей в Сборниках статей Международных научно-практических конференций, входящих в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) [35,36];
9. Подана заявка на патент № 2018106769 «Способ получения
фруктово-желейного мармелада» в которой предложен еще один способ повышения пищевой ценности мармелада. Данный способ основывается на смешивании сахара-песка с последующими ингредиентами согласно рецептуре, дальнейшем уваривании мармеладно-ягодной массы, ее охлаждении, добавлении экстрактов алтея и эхинацеи, дополнительном перемешивании, разливку в формы, сушку и охлаждении, при этом влажность мармеладно-ягодной массы равна 24 - 25%, температура протекания процесса 100 - 105 °C, а на выходе 85 - 90° [17].
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
