Технология функциональных продуктов животного происхождения. Лабораторный практикум. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

А. Н. ПОНОМАРЕВ, Е. И. МЕЛЬНИКОВА, С. В. ПОЛЯНСКИХ, Е. В. БОГДАНОВА, Е. Е. ПОПОВА

ТЕХНОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ВОРОНЕЖ

2015

УДК 658.512 : 664.9 ББК Л80-91/-99я7

Т38

Научный редактор профессор Е. И. МЕЛЬНИКОВА

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра технологии переработки животноводческой продукции Воронежского государственного аграрного университета

им. императора Петра I;

главный научный сотрудник, д.т.н. В. Д. ХАРИТОНОВ (ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности»)

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

Технология функциональных продуктов животного про-

Т38 исхождения. Лабораторный практикум [Текст] : учеб. пособие / А. Н. Пономарев, Е. И. Мельникова, С. В. Полянских [и др.] ; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. – Воронеж : ВГУИТ, 2015. – 179 с.

ISBN 978-5-00032-148-5

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки бакалавров по направлению 19.03.03 – «Продукты питания животного происхождения». Оно предназначено для закрепления теоретических знаний дисциплин по выбору. В пособии изложены способы оценки показателей функциональности продуктов из сырья животного происхождения.

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.

ОТ АВТОРОВ

Разработка рецептур и технологии производства современных нетрадиционных продуктов функциональной направленности основывается на сведениях о пищевой и биологической ценности сырья, сбалансированности основных пищевых веществ и физиологических потребностях организма человека.

Практическое освоение этих современных технологий направлено на формирование у бакалавров следующих компетенций: ОПК-2 (способность разрабатывать мероприятия по совершенствованию технологических процессов производства продукции питания различного назначения); ОПК-3 (способность осуществлять технологический контроль качества готовой продукции); ПК-11 (способность организовывать технологический процесс производства продуктов питания животного происхождения); ПК-25 (готовность использовать математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований); ПКв-2 (способность подбирать, использовать и оценивать функциональнотехнологические ингредиенты в производстве продуктов животного происхождения).

Каждая лабораторная работа состоит из краткой теоретической и подробной экспериментальной части, включает в себя постановку задачи исследования, описание методик, порядок выполнения работы, анализ полученных результатов.

Подготовка к выполнению работы осуществляется студентами самостоятельно. Студент обязан: изучить соответствующие разделы лекционного курса, ознакомиться с описанием работы, занести в рабочую тетрадь формулы, начертить графики и таблицы для записи результатов. Для оценки уровня подготовки в конце каждой работы приведены контрольные вопросы.

Вначале занятий рабочая тетрадь предъявляется преподавателю, который проверяет готовность студента к выполнению работы. Допуск получают только подготовленные студенты.

Всроки, установленные учебным планом, должна быть сдана каждая работа и выставлена соответствующая оценка.

3

Нормативные документы дают определение в отношении следующих продуктов [24, 27].

1.Функциональный пищевой продукт - специальный пище-

вой продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, обладающий научно обоснованными и подтвержденными свойствами, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, предотвращающий дефицит или восполняющий имеющийся в организме человека дефицит питательных веществ, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе функциональных пищевых ингредиентов.

2.Обогащенный пищевой продукт – функциональный пи-

щевой продукт, получаемый добавлением одного или нескольких функциональных пищевых ингредиентов к традиционным пищевым продуктам в количестве, обеспечивающем предотвращение или восполнение имеющегося в организме человека дефицита питательных веществ и (или) собственной микрофлоры.

3.Функциональныйпищевой ингредиент – функциональный ингредиент; живые микроорганизмы, вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения или идентичные натуральным, входящие в состав функционального пищевого продукта в количестве не менее 15 % от суточной физиологической потребности в расчете на одну порцию продукта, обладающие способностью оказывать научно обоснованный и подтвержденный эффектна одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении содержащего их функционального пищевого продукта.

4.Пробиотический пищевой продукт– функциональный пищевой продукт, содержащий в качестве физиологически функционального пищевого ингредиента специально выделенные штаммы полезных для человека (непатогенных и не токсикогенных) живых микроорганизмов, которые благоприятно воздействуют на организм человека через нормализацию микрофлоры пищеварительного тракта.

5

5.Пробиотик – функциональный пищевой ингредиент в виде полезных для человека непатогенных и не токсикогенных живых микроорганизмов, обеспечивающий при систематическому потреблении в пищу в виде препаратов или в составе пищевых

продуктов благоприятное воздействие на организм человека в результате нормализации состава и(или) повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника.

6.Пребиотик – физиологически функциональный пищевой ингредиент в виде вещества или комплекса веществ, обеспечивающий при систематическом употреблении в пищу человеком в составе пищевых продуктов благоприятное воздействие на орга-

низм человека в результате избирательной стимуляции роста и/или повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника.

7.Синбиотик – физиологически функциональный пищевой ингредиент, представляющий собой комбинацию пробиотиков и пребиотиков, в которой пробиотики и пребиотики оказывают взаимно усиливающее воздействие на физиологические функции

ипроцессы обмена веществ в организме человека.

8.Натуральный функциональный пищевой продукт – упот-

ребляемый в пищу в переработанном виде, содержащий в своем составе естественные функциональные пищевые ингредиенты исходного растительного и (или) животного сырья в количестве, составляющем в одной порции продукта не менее 15 % от суточной потребности.

9.Эффективность функционального пищевого продукта –

совокупность характеристик или свойств функционального -пи щевого продукта, которая обеспечивает снижение риска развития заболеваний, связанных с питанием, и (или) восполнение, а также предотвращение дефицита питательных веществ, сохранение и улучшение здоровья.

6

Лабораторная работа № 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ХИМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

(ОПК-3, ПКв-2)

Цель работы: ознакомиться с методикой М.М. Экземплярского по экспериментальному определению энергетической ценности пищи на примере молока и молочных продуктов.

Сырье: молоко коровье, сливки питьевые, кисломолочные напитки, сметана, творог или творожные продукты.

Посуда, приборы и материалы: пипетки Мора на 10 и 10,77 см3; жиромеры типа 1-6 и 1-40; пробки резиновые; весы технические; баня водяная; термометр спиртовой; центрифуга с частотой вращения 1000 – 1200 мин-1; прибор Чижовой или его аналог; сушильный шкаф; эксикатор.

Реактивы: кислота серная плотностью 1780 – 1800; 1810 – 1820 кг/м3; спирт изоамиловый; вода дистиллированная.

Теоретические сведения

Продукты питания для человеческого организма, прежде всего, служат источником энергии. При их превращениях – окислении и распаде сложных веществ на более простые– происходит выделение энергии, необходимой организму в процессах жизнедеятельности.

Энергия, которая высвобождается из макронутриентов в результате биологического окисления, реализуется через понятие «энергетическая ценность продуктов питания».Этот показатель определяется с учетом содержания в продукте основных питательных веществ (белков, жиров, углеводов) и количества энергии, усваиваемой организмом из 1 г каждого из них.

Калорические коэффициенты основных питательных веществ с учетом их средней усвояемости составляют: для 1 г белков – 4 ккал, 1 г жиров – 9 ккал,1 г углеводов – 4 ккал энергии.

7

Таким образом, зная химический состав пищи, можно подсчитать, сколько энергетического материала человек получает в сутки.

Согласно первому закону рационального питания в организме должно поддерживаться равновесие между поступающей с пищей энергией и энергетическими затратами. Первый закон рационального питания является абсолютным, он действует как во всем живом организме, так и в каждой клетке человеческого тела.

Рациональное питание предусматривает примерный баланс поступления энергии в соответствии с расходом на обеспечение жизнедеятельности, которая складывается из трех путей энерготрат человеческого организма. К ним относятся: основной обмен; специфическое динамическое действие пищи; мышечная деятельность.

Основной обмен – это минимальное количество энергии, необходимое человеку для поддержания жизни в состоянии полного покоя (например, во время сна в комфортных условиях). У стандартного мужчины он в среднем равен 1600, у женщины – 1400 ккал. Зависит от возраста (у детей в 1,3 – 1,5, выше, чем у взрослых), общей массы тела, внешних условий проживания, индивидуальных особенностей человека. У людей, постоянно испытывающих физические нагрузки, основной обмен выше в среднем на 30 %.

Специфическое динамическое действие пищи– энерготра-

ты организма на ее переваривание. При этом наибольший расход вызывает переваривание белков, которые при поступлении в пищеварительный тракт на определенный период увеличивают основной обмен на 30 – 40 %. При приеме жиров основной обмен повышается на 4 – 14 %, углеводов – 4 – 7 %. Даже чай и кофе вызывают небольшое увеличение основного обмена(до 8 %). Считается, что при смешанном питании и одновременно при оптимальном количестве потребляемых веществ основной обмен увеличивается на 10 – 15 %.

Расход энергии на мышечную деятельность, прежде всего,

зависит от характера труда. Физическая деятельность оказывает весьма существенное влияние на величину обмена энергии. Что

8

же касается умственной деятельности, то при ней расходы энергии увеличиваются в гораздо меньшей степени.

Если обобщить все виды расхода энергии, то окажется, что у мужчин – работников физического труда средней тяжести– среднесуточный энергетический обмен составляет2750 – 3000 ккал, а у женщин – 2350-2550 ккал. Для людей умственного труда энерготраты будут ниже.

Сущность химического метода определения энергетической ценности пищевых продуктов сводится к тому, что по количественному содержанию в исследуемом образце белков, жиров и углеводов с учетом калорического коэффициента каждого из указанных компонентов, вычисляют общую энергетическую ценность.

Определяемая указанным образом энергетическая ценность пищи представляет брутто-калорийность ее съедобной части; для расчета нетто-калорийности, т. е. калорийности усвоенной части пищи, необходимо учесть коэффициенты усвояемости (для молока и молочных продуктов в среднем 96 %).

Согласно методике М.М. Экземплярского в исследуемых пищевых продуктах экспериментально определяют массовую долю сухих веществ и жира. Так как калорический коэффициент белков и углеводов составляет 4 ккал, то рассчитывают их суммарное содержание по разности между массовыми долями сухих веществ, жира и минеральных солей.

Далее рассчитывают энергетическую ценность исследуемых пищевых продуктов с учетом содержания белков, жиров, углеводов и их калорических коэффициентов.

Порядок выполнения работы

1.Определение массовой доли сухого вещества

вмолоке и молочных продуктах (ГОСТ 3626-73)

Вметаллическую бюксу, предварительно взвешенную, на дно укладывают два кружка марли, высушивают с открытой крышкой при 105 °С в течение 20 – 30 мин. Закрыв крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. В подготовленную бюксу

9

пипеткой вносят 3 см3 исследуемого продукта. Равномерно распределяют его по всей поверхности марли, закрыви крышкой, взвешивают на аналитических весах. Затем открытую бюксу и крышку помещают в сушильный шкаф при(105±1)оС на 60 мин, после чего бюксу закрывают, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Высушивание и повторное взвешивание продолжают через 20 – 30 мин до получения разницы в массе между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,001 г.

Сухой остаток на поверхности марлевого кружка должен иметь равномерный желтоватый цвет.

Расхождение между параллельными определениями должно быть не более 0,2 %. За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Массовую долю сухих веществ С, %, вычисляют по формуле

C = (m1 - m0 )×100 , m - m0

где m0 – масса бюксы с марлей, г;

m –масса бюксы с марлей и навеской исследуемого продукта до высушивания, г;

m1 –масса бюксы с марлей и навеской исследуемого продукта после высушивания, г.

2.Определение массовой доли жира в молоке

имолочных продуктах (метод Гербера) (ГОСТ 5867-90)

Молоко. Отобранную пробу молока тщательно перемешивают и нагревают до температуры 20 °С. В чистый молочный жиромер, стараясь не смочить горлышко, наливают дозатором 10 см3серной кислоты (плотностью 1810 – 1820 кг/м3) и осторожно, чтобы жидкости не смешивались, добавляют 10,77 см3 молока, приложив кончик пипетки к стенке горлышка жиромера под -уг лом 45° (уровень молока в пипетке устанавливают по нижней точке мениска).

10