Киселев В. М., д.т.н., профессор

Першина Е. Г., ст.преподаватель

ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

ЭВОЛЮЦИОННАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

Опубликовано: Киселев, В.М. Эволюционная методология проектирования функциональных продуктов питания/ В.М. Киселев, Е.Г. Першина//Пищевая промышленность, 2009.- № 11.- С. 57-59                

Оптимизация ингредиентного состава функциональных пищевых продуктов (блюд) с заданными свойствами (показателями химического состава и энергетической ценности) нами проведена на примере продуктов для питания шахтеров и осуществлялось на основе разработанной нами математической модели, о чем сообщалось ранее [1-2]. Критериями оптимизации в данной модели выбраны нормы физиологической потребности в пищевых веществах (нутриентах) и энергетической ценности для соответствующего контингента питающихся [3]. В общем виде разработанный нами алгоритм решения оптимизационной задачи состоит из нижеследующих процедур [1]:

• анализ предпосылок и перспектив разработки нового пищевого продукта (блюда) с заданными свойствами;
• определение перечня свойств, которые должен содержать пищевой продукт (блюдо) при потреблении целевой потребительской группы;
• обоснование и ранжирование функций (критериев оптимизации);
• обоснование и выбор ингредиентного состава (сырья) для моделирования требуемых функций (ядро товара);
• определение границ интервалов удельного веса ингредиентов, их приоритетности и целесообразных ограничений (экономических, технологических, органолептических свойств, потребительских традиций, привычек и др.);
• моделирование органолептических свойств нового пищевого продукта (расширенный товар);
• конструирование технологической схемы производства пищевого продукта (блюда), обеспечивающей требуемые сенсорные свойства;
• обоснование и выбор показателей потерь лабильных нутриентов в зависимости от выбранных видов технологической обработки сырья;
• проведение математического эксперимента с целью обеспечения соответствия нутриентного состава пищевого продукта (блюда) нормируемым показателям;
• экспертная оценка соответствия оптимизированного ингредиентного состава планируемой модели: по показателям химического состава и энергетической ценности (приоритетные в данной концепции), по соблюдению выбранных интервалов доли ингредиентов в составе пищевого продукта (блюда);
• проведение технологического эксперимента с целью обеспечения соответствия конструируемого пищевого продукта блюда заданным показателям органолептической ценности (расширенный товар): при соответствии – переход на следующую процедуру; при несоответствии – возвращение на предыдущие;
• экспертная оценка соответствия органолептических показателей пищевого продукта (блюда) заданным параметрам;
• утверждение ингредиентного состава и технологических режимов приготовления пищевого продукта (блюда);
• расчет сырьевого состава пищевого продукта (блюда) с учетом норм потерь при технологической обработке сырья (формализованный товар);
• проведение апробации для подтверждения соответствия разработанных рецептур и технологических режимов условиям реальной производственной среды;
• проведение потребительских дегустаций разработанного пищевого продукта (блюда) для подтверждения соответствия его органолептических свойств ожиданиям (пищевым традициям) целевой потребительской группы;
• санитарно-эпидемиологическая экспертиза разработанных рецептур и технологических режимов пищевых продуктов (блюд) для подтверждения режимов и сроков хранения: при соответствии санитарно-эпидемиологическим требованиям – переход к следующей процедуре; при несоответствии – к предыдущей;
• утверждение технологического регламента и получение санитарно-эпидемиологического заключения.

Проведен широкомасштабный технологический эксперимент по применению методологии формирования ассортимента товаров, основанной на концепции паритета потребностей участников товародвижения в сфере общественного питания. Результатом технологического эксперимента по оптимизации нутриентного состава и энергетической ценности функциональных продуктов питания (блюд) для лечебно-профилактических рационов питания шахтеров в соответствии с нормами, рекомендованными ИП РАМН, стали рецептуры (ассортиментные перечни) 146 блюд для подземного питания шахтеров [3,5,6].

Эксперимент касался оптимизации структуры ассортиментного перечня рационов шахтеров и ингредиентного состава отдельных блюд, предназначенных для лечебно-профилактического питания в подземных условиях. Границы исследования охватывали 3 группы рационов и 7 групп блюд (первые и вторые блюда для шахтеров, относящихся к четвертой и пятой категориям тяжести труда, шахтеров, нуждающихся по состоянию здоровья в диетическом питании, а также напитки, предназначенные для всех трех групп шахтеров).

Для технологического эксперимента согласно разработанной нами концепции паритета потребностей [4], помимо экономических интересов работодателей, учитывались социальные критерии. Применимость методологии формирования ассортимента товаров изучалась в этой серии оптимизационных экспериментов на основе предложенной нами Vital-концепции [4], утверждающей приоритетность среди ряда потребностей участников товародвижения нормируемых показателей пищевых веществ и энергии, обеспечивающих потребителям повышение резистентности организма и, как следствие, снижение заболеваемости (в том числе профессиональной) и повышение работоспособности. Необходимостью привлечения Vital-концепции послужили результаты предварительных гигиенических исследований взаимосвязи состояния питания шахтеров анализируемых предприятий со статистикой их заболеваний [7]. Установлена статистически достоверная положительная корреляция (r=0,9) между фактором питания шахтеров и уровнем заболеваемости. Для устранения отмеченных недостатков в организации подземного питания шахтеров использована методология формирования ассортимента товаров в границах ингредиентного состава отдельных блюд.

Целью технологического эксперимента являлось приближение удовлетворения потребностей питания шахтеров к нормируемым величинам нутриентов и энергии. При расчете оптимального ингредиентного состава готовых к употреблению блюд и рационов учитывались справочные величины содержания этих нутриентов в исходном сырье, а также норм их потерь при соответствующих видах кулинарной обработки и хранение готового блюда в горячем виде [8,9,10,11]. В качестве ограничивающего фактора рассматривались экономические критерии стоимости разрабатываемых блюд для работодателей и ожидаемая экономическая эффективность от применения этих блюд в питании шахтеров.

Ингредиенты оптимизированных рецептур блюд подвергались технологической обработке в последовательности, адекватной виду исходного сырья. Технологический регламент включает рецептуру, нормы потерь при кулинарной обработке, технологию приготовления, отпуска, показатели органолептической оценки, необходимость и целесообразность использования в рационе подземного питания этой группы шахтеров хлеба, горячих напитков и витаминов в виде драже.

Результаты проведенного нами широкомасштабного эксперимента показали, что оптимизированный ингредиентный состав разработанных блюд находится в высокой степени согласованности с рекомендуемыми нормами содержания пищевых веществ и энергии, т.е. в состоянии паритета потребностей по социальному критерию. Отклонения от норм по большинству из параметров оптимизации не превышают 10%, что для условий эксперимента отражает высокую степень приближения к паритету потребностей участников этого канала товародвижения.

С учетом согласия работодателей на приемлемость стоимости оптимизированных ингредиентных составов блюд (на основании соотношения этих стоимостей с иными рыночными предложениями и с возможным экономическим эффектом от использования этих блюд в питании шахтеров) можно сделать заключение о достижении паритета потребностей участников товародвижения.

Проведенный оптимизационный эксперимент по проверке применимости методологии формирования ассортимента товаров, основанной на концепции паритета потребностей и Vital-концепции, показал возможность, необходимость и целесообразность применения указанных разработок в практике предприятий общественного питания.

Вместе с тем, отметим, что разработанные функциональные продукты по мере накопления наукой и технологией новых знаний и возможностей морально устаревают. Отметим также, что примененная нами математическая модель оптимизации нутриентного состава продуктов питания из природных ингредиентов приводит к компромиссу погрешностей, что нарушает требование физиологических норм в части микронутриентов. Такого рода компромиссы свойственны и для других исследователей, работающих над той же проблемой [13,14].

Эволюционно новым путем использования разработанных функциональных продуктов питания может стать превращения их в пищевые концентраты путем обезвоживания сублимационным методом. Такие пищеконцентраты обладают в сравнении с функциональными продуктами в виде блюд для подземного питания шахтеров рядом новых возможностей:

• расширяется диапазон сфер применения функциональных продуктов питания- всюду, где требуется коррекция сложившегося пищевого статуса, что обсуждалось ранее приведенных параграфах данной главы;
• возможность коррекции содержания нутриентов путем внесения БАД в готовые пищевые многокомпонентные смеси, что также обсуждалось ранее;
• удлинение сроков хранения функциональных продуктов питания ввиду обезвоживания ингредиентов, входящих в их состав и снижение энергозатрат, необходимых для их хранения;
• при удлинении сроков хранения и отсутствии специальных термических условий для хранения пищевых концентратов появляются новые возможности для распространения на удаленных географических рынках, что создает предпосылки крупно серийного производства функциональных продуктов питания на высокомеханизированных и автоматизированных предприятиях и, как следствие, повышение экономической эффективности их производства, т.е. соответствие концепции  паритета потребностей участников каналов товародвижения, включая в качестве участников и конечных потребителей товаров.

В рамках эволюционного развития указанных выше функциональных продуктов питания для шахтеров нами модифицирован алгоритм их проектирования. Для этого на этапе оценки соответствия расчетных значений нутриентного состава требованиям физиологических норм осуществляется добавление в рецептуру проектируемых функциональных продуктов тех компонентов, дефицит которых не представляется возможным устранить. Источником дефицитных нутриентов на этом этапе могут выступать концентраты пищевых продуктов или непосредственно сами БАД.

Реализацию модифицированного алгоритма проектирования функциональных продуктов продемонстрируем на примере разработки рецептуры и технологии производства концентрата пищевого второго блюда быстрого приготовления «Говядина тушеная с овощами» обогащенного витаминами. Пищевой концентрат представляет собой смесь предварительно подготовленных продуктов и выпускается в пакетированном виде. 

Для приготовления концентрата пищевого второго обеденного блюда «Говядина тушеная с овощами» применяется сырье и материалы, отвечающие требованиям соответствующей нормативно-технической документации: картофель, морковь, лук репчатый, говядина сублимационной сушки; сублимационной сушки; жир порошковый FATTICS 60 PW; томат-пюре сушеный; крахмал модифицированный; лук (зелень), зелень петрушки, чеснок сушеные; перец черный и красный молотые; соль поваренная пищевая; ароматизатор говядина; глутамат Na; витамины Е, В_1, В₂,                                                                        никотинамид, клетчатка. Все нутриенты добавлены в ингредиентный состав пищеконцентрата для коррекции их дефицита в составе функционального продукта питания, разработанного ранее в виде блюда для подземного питания шахтеров.

По органолептическим показателям готовое блюдо из пищевого концентрата соответствоввовало требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1 — Органолептические показатели пищевого концентрата

По физико-химическим показателям пищевой концентрат второе блюдо быстрого приготовления «Говядина тушеная с овощами» должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.

Таблица 2 — Физико-химические показатели пищевого концентрата

 По микробиологическим показателям качества пищевой концентрат второе блюдо быстрого приготовления «Говядина тушеная с овощами» должен соответствовать требования СанПин 2.3.2.1078 (индекс 1.9.4.4), указанным в таблице 3.

Таблица 3 – Микробиологические показатели качества пищевого концентрата

По содержанию токсичных элементов и радионуклидов пищевой концентрат второе блюдо быстрого приготовления «Говядина тушеная с овощами» должен отвечать требованиям СанПин 2.3.2.1078 (индекс 1.9.14, индекс 1.9.4), указанным в таблице 4.

Таблица 4 – Содержание токсичных элементов и радионуклидов

Пищевой концентрат второе блюдо быстрого приготовления «Говядина тушеная с овощами» вырабатывается по рецептуре (в кг на 1 порцию), приведенной в таблице 5.

Таблица 5 – Рецептура пищевого концентрата

Концентрат пищевой для розничной торговой сети упаковывается в разовую индивидуальную упаковку массой 174 г. Для упаковывания продукта применяются материалы на основе полимеров (полиэтилен, полипропилен, полиэтиленфталат) металлизированные алюминиевой фольгой, или другую упаковку, разрешенную органами ГСЭН РФ для контакта с пищевыми продуктами и обеспечивающую их сохранность в процессе транспортировки и хранения. Срок годности концентратов пищевых вторых блюд быстрого приготовления в упаковке на основе алюминиевой фольги или комбинированных с фольгой других материалов не более 12 месяцев.

Пищевая и энергетическая ценность пищевого концентрата второго блюда быстрого приготовления «Говядина тушеная с овощами» обогащенного витаминами приведена в таблице 6.

Таблица 6 — Пищевая и энергетическая ценность пищевого концентрата

Разработанные нами рецептура и технология пищеконцентратов функциональных продуктов питания апробированы в условиях производства на ООО «Арт-Лайф» г. Томска.

Эволюционно новый алгоритм проектирование функциональных продуктов с заданными нутриентным составом и функциональными свойствами позволяет сделать такие продукты питания пищевыми концентратами путем обезвоживания их ингредиентов сублимационным методом.

Список источников:

1             Киселев, В.М. Методология формирования функциональных продуктов питания/ В.М. Киселев, С.Н. Астраков// Хранение и переработка сельхозсырья, 2005.- №2.- С. 43-46

2             Киселев, В.М. Методология конструирования и практические аспекты технологии производства блюд и кулинарных изделий целевого назначения / В.М. Киселев // Политика здорового питания в России: материалы VII Всероссийского конгресса, Москва, 2003.- С. 240-241

3             Киселев, В.М. Питание шахтеров: Научные основы и практические рекомендации (монография) / В.М. Киселев, В.М. Позняковский.- Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2004.- 358 с.

4             Киселев, В.М. Управление ассортиментом товаров: товароведный и маркетинговый подходы (монография) / В.М.Киселев.- Москва-Кемерово: Объединенное издательство «Российские университеты», 2004.- 200 с.

5             Киселев, В.М. Сборник рецептур для шахтеров / В.М. Киселев, Р.З. Шакирова, В.А. Волкова, И.В. Сандракова и др. // Общественное питание, 1989. — № 5. – с. 37

6             Киселев, В.М Рецептуры блюд для подземного питания шахтеров / В.М. Киселев, Р.З. Шакирова, Т.Л. Корчагина и др: Рекомендации по организации питания шахтеров в подземных условиях. Утв. Кулинарным Советом УРСа по Кузбассу. Согласовано НИИОП Минторга СССР.- Кемерово: РИО ПО Северокузбассуголь, 1989.–154 с.

7             Першина Е. Г. Новая парадигма питания/ Е.Г. Першина// Вестник РГТЭУ, 2009.- № 2 (29).- С. 117-122         

8             Химический состав блюд и кулинарных изделий. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий: в 2-х т. /Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. Т.1. — М.: ВИНИТИ, 1994. — 464 с.

9             Химический состав блюд и кулинарных изделий. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий: в 2-х т. /Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. Т.2. — М.: ВИНИТИ, 1994. — 304 с.

10        Химический состав Российских пищевых продуктов: Справочник /Под. ред. Скурихина И. М., Тутельяна В. А. — М.: ДеЛи, 2002. — 236 с.

11        Эрл, М. Справочник по витаминам и минеральным веществам/ М. Эрл.- М.: Медицина и питание, 2000. — 392 с.

12        Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания /Сост. А.В. Павлов. — СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. — 392 с.

13        Тутельян, В.А. Картотека блюд диетического (лечебного и профилактического) питания оптимизированного состава. Практическое руководство/ В.А. Тутельян, М.А. Самсонов, Б.С. Каганов, А.К. Батурин и др.- М.: Национальная ассоциация клинического питания, 2008.- 448 с.

14        Доронин, А.Ф. Функциональное питание/ А.Ф. Доронин, Б.А. Шендеров. — М.: «Грантъ», 2002. — 295 с.