Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология продуктов функционального питания. Учебное пособие.pdf
Министерство образования и науки России
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Казанский национальный исследовательский
технологический университет»
М. Е. Зиновьева, К. Л. Шнайдер
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТА-
НИЯ
Учебное пособие
Казань
Издательство КНИТУ
2016
1
2
УДК 663/664.777
Рецензенты:
д-р биол. наук, проф. кафедры биохимии и био-
М. Н. Котляр
ISBN 978-5-7882-2047-5
©
Зиновьева М. Е., Шнайдер К. Л., 2016
©
Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2016
ББК 36
Зиновьева М. Е.
Технология продуктов функционального питания : учебное по-
собие / М. Е. Зиновьева, К. Л. Шнайдер; М-во образ. и науки России,
Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 176 с.
ISBN 978-5-7882-2047-5
Приведены основные сведения, связанные с теоретическими и
практическими аспектами производства функциональных пищевых
продуктов, даны характеристики широко применяемых функциональных ингредиентов, рассмотрены различные группы продуктов с функциональными свойствами.
Предназначено для самостоятельной подготовки бакалавров,
обучающихся по направлению 19.03.01, к теоретическим, практическим и лабораторным занятиям, а также будет полезно магистрам, аспирантам и специалистам, заинтересованным в данной проблематике.
Подготовлено на кафедре пищевой биотехнологии.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского национального исследовательского технологического
университета
технологии КФУ Т. В. Багаева
канд. техн. наук, ст. преп. каф. ТВТ КГЭУ
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………….
5
Функциональное питание и его роль в современном мире……………...
7
Пробиотики…………………………………………………………………
21
Дисбактериозы и способы их лечения…………………………….............
21
Пробиотики и их применение………………………………......................
24
Классификации пробиотиков……………………………………………...
25
Требования, предъявляемые к микроорганизмам, используемым для
производства пробиотиков…………….......................................................
28
Механизмы положительного эффекта пробиотиков на организм
хозяина………………………………………………………………………
30
Бифидобактерии и их применение в функциональном
питании……………………………………………………………………...
32
Молочнокислые бактерии как основа пробиотиков и продуктов функционального питания……………………………………………………….
40
Некоторые другие виды микроорганизмов кроме молочнокислых бак-
пробиотиков………………………………………………………………...
54
Биотехнологические особенности производства кисломолочных на-
питания……………………………………………………………………...
59
Лабораторная работа. Определение содержания бифидобактерий и
ния………………………………………………………………
65
Лабораторная работа. Влияние условий хранения на количество про-
питания……………………………………………………………………..
70
Лабораторная работа. Производство напитка функционального пита-
ния на основе сока…………………........................................................
71
Пребиотики или бифидогенные факторы и их применение для лечения
дисбактериозов………………………………………….............................
78
Некоторые спирты, моно- и дисахариды применяемые в качестве пребиотиков…………………………………………………………………….
79
Олигосахариды и полисахариды, применяемые в качестве
пребиотиков………………………………………………………………...
85
Лабораторная работа. Изучение влияния бифидогенной добавки на
рост и развитие бифидобактерий в молоке………………………………
92
терий и бифидобактерий, применяемые для создания
питков, в том числе и относящихся к продуктам функционального
молочнокислых бактерий в продуктах функционального назначе-
биотических микроорганизмов в продуктах
4
Лабораторная работа. Выделение пектина из корочек
апельсина……………………………………………………………………
98
Лабораторная работа. Методы исследования и оценки качества
хлеба…………………………………………………………………………
99
Лабораторная работа. Получение пшеничного хлеба с пектиновой
добавкой……………………………………………...................................
106
Другие ингредиенты и продукты функционального питания…………..
109
Пищевые волокна и их применение в продуктах функционального
назначения…………………………………………………………………..
109
Полиненасыщенные жирные кислоты и их применение в функциональном питании……………………………………………………………
112
Антиоксиданты и их применение в продуктах функционального
питания……………………………………………………………………...
123
Аминокислоты, протеины, пептиды и нуклеиновые кислоты, как ком-
поненты продуктов функционального питания.....................................
133
Лабораторная работа. Получение инулинсодержащего концентрата
пищевых волокон из клубней топинамбура………………………………
142
Лабораторная работа. Приготовление и определение показателей ка-
чества печенья сахарного, обогащенного
белком…………………………………………….…………………………
143
Библиографический список………………………………………………..
156
Приложения…………………………………………………………………
159
5
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время во всех развитых странах мира вопросы здорового питания возведены в ранг государственной политики. Доказано, что правильное питание обеспечивает полноценное развитие ребенка, способствует профилактике заболеваний у взрослых и детей,
повышает работоспособность, продлевает полноценную жизнь и замедляет процессы старения, позволяет адаптироваться к постоянно
меняющимся условиям жизни современного человека. В современном
мире имеют преимущества здоровые, способные на высокую концентрацию усилий и эмоционально устойчивые люди.
Установлено, что у жителей стран, принявших так называемый
западноевропейский образ жизни, возрастает частота возникновения
сердечно-сосудистых заболеваний и эндокринных нарушений по сравнению с теми, кто сохранил старый уклад жизни. Среди этнического
населения, продолжающего сохранять традиционный для них образ
жизни, значительно реже наблюдаются такие заболевания, как аутоиммунные и аллергические заболевания, сахарный диабет, мочекаменная и желчекаменная болезни, ожирение, артериальная гипертония
и другие «болезни цивилизации».
В последние годы в питании населения России наблюдается
снижение потребления пищевых источников энергии, белка, многих
витаминов и минеральных веществ. Нарушение структуры питания –
один из важнейших факторов, приводящий к ухудшению здоровья
россиян. Кроме дефицита микронутриентов, который затрагивает все
слои населения, широко наблюдается хронический дефицит белка в
питании, особенно у детей и лиц пожилого возраста. Это стало причиной распространения и роста в последние годы алиментарнозависимых заболеваний, которые наблюдаются уже в детском и подростковом возрасте, таких как заболевания желудочно-кишечного
тракта, рахит и гипотрофия, анемия, эндокринная патология и других.
В последние десятилетия наблюдается рост числа хронических
заболеваний, связанных с несбалансированным питанием. Поэтому к
пищевым продуктам стали относиться и как к эффективному средству,
способствующему снижению риска возникновения и развития целого
ряда заболеваний и необходимому для поддержания физического и
психического здоровья населения.
6
Многочисленные исследования последних десятилетий убедительно показали, что продукты питания содержат природные компоненты, обладающие не только пищевой ценностью, но и регулирующие функции организма. Поэтому в последние годы все чаще рассматривается концепция не только рационального питания, но и так называемого оптимального (здорового) питания, которое предусматривает
индивидуальный подбор пищи, в максимальной степени удовлетворяющей потребностям человека в энергетических, пластических и регуляторных компонентах. При этом биологически активные вещества,
содержащиеся в пище, при систематическом употреблении способны
поддерживать и регулировать конкретные физиологические функции
организма, биохимические и поведенческие реакции, способствуя сохранению здоровья человека.
В последние годы во всем мире получило широкое признание
развитие нового направления в пищевой промышленности – функционального питания.
Функциональное питание можно определить как питание, ко-
торое предусматривает использование таких продуктов естественного
и искусственного происхождения, которые при систематическом
употреблении оказывают положительное действие на организм в целом или на функционирование его определенных систем и органов.
Технология продуктов функционального питания – это наука
о методах и способах производства продуктов питания, предназначенных для лечения и/или предупреждения заболеваний. Она относится к
отрасли знаний прикладного характера.
Целью дисциплины является изучение научно обоснованных
технологий продуктов функционального питания.
7
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
И ЕГО РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
Во все времена одной из самых важных проблем, стоящих перед
человеческим обществом, была проблема полноценного питания. Человек на протяжении своей жизни съедает около 60 т продуктов, и,
несомненно, пища вносит свой вклад в состояние здоровья человека,
во много раз превышающий вклад всех используемых им лекарственных препаратов. Не вызывает сомнения, что питание должно быть рациональным и соответствовать современным требованиям науки. Пищевой рацион человека должен содержать около шестисот веществ и
примерно 96 % из них обладают теми или иными лечебными или лечебно-профилактическими свойствами. Для наиболее полного использования функциональных свойств продуктов необходимо знать их химический состав, пищевую ценность, специальные приемы технологической обработки пищевого сырья, правильно составлять рацион питания.
Пищевые продукты представляют собой энергетический и
биосинтетический материал животного, растительного и микробиологического происхождения, используемый в натуральном или переработанном виде в качестве источника энергии, пластических и вкусоароматических компонентов, необходимый для роста, развития, а также
функционирования органов и тканей человека.
Питание – это процесс поступления и усвоения питательных
веществ, необходимых для поддержания жизни и здоровья человека, а
также его работоспособности.
Питание – это сложный процесс поступления, переваривания,
всасывания и ассимиляции органических веществ, участвующих в покрытии энергетических затрат, построении и возобновлении клеток и
тканей тела, регуляции и функционировании организма.
Правильно организованное питание – одно из важнейших условий здорового образа жизни. Неправильно организованное питание
может быть причиной возникновения различных заболеваний: болезней недостаточности и избыточности питания. Алиментарные заболевания могут развиваться как следствие недостатка или избытка основных незаменимых компонентов пищи, неправильного соотношения в
рационе основных пищевых веществ, а также нарушения процесса
всасывания вследствие повреждения аппарата клетки.
8
По предложению ВОЗ рекомендуется различать следующие четыре формы патологических состояний, связанных с неправильным
питанием:
• недоедание – состояние, обусловленное недостаточным по
количеству и качеству потреблением пищи в течение более или менее
продолжительного времени;
• переедание – состояние, связанное с потреблением избыточ-
ного количества пищи;
• специфическая форма недостаточности – состояние, вы-
званное относительным или абсолютным недостатком в рационе одного или нескольких пищевых веществ;
• несбалансированность – состояние, обусловленное непра-
вильным соотношением в рационе пищевых веществ.
К болезням недостаточности питания относят, прежде всего, заболевания, связанные с белково-энергетической недостаточностью:
кахексию, квашиоркор, маразм, а также алиментарную дистрофию,
авитаминозы.
Среди метаболических болезней, наиболее распространенных в
развитых странах, первое место принадлежит болезням избыточного
питания, одним из последствий которого является ожирение. Ожирение способствует раннему проявлению и быстрому прогрессированию
гипертонической болезни, атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни, почечнокаменной болезни и др. При ожирении сокращается продолжительность жизни.
В связи с этим в последние годы во всем мире получило широкое признание развитие нового направления в пищевой промышленности – функциональное питание. Производство продуктов функционального назначения является актуальной задачей для современной
пищевой промышленности. В мировом масштабе идет постоянная работа по созданию новых продуктов функционального питания, обладающих как широким спектром применения, так и узкой направленностью на конкретный орган или систему организма.
В развитых странах сектор функциональных продуктов и напитков интенсивно развивается и имеет первостепенное значение, так как
это наиболее удобная и естественная форма поступления и обогащения организма человека макро- и особенно микронутриентами.
Концепция функционального (позитивного, здорового) питания
впервые была сформулирована в Японии в 1989 году. Под этим тер-
9
мином подразумевают продукты, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными
группами населения. Данная категория продуктов позволяет снизить
риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохранить и улучшить здоровье за счет наличия в ее составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов. Японские исследователи выделили
три условия, определяющие функциональную пищу:
- это пища (не капсула, таблетка или порошок), приготовленная
из природных ингредиентов;
- ее можно и нужно употреблять в составе ежедневного рациона;
- при употреблении она обладает действием, регулирующим оп-
ределенные процессы в организме, например, усиливает механизмы
биологической защиты, предупреждает определенные заболевания,
замедляет процессы старения.
Вскоре в связи с усиливающимся интересом к функциональному
питанию в ЕС была образована Европейская комиссия для действий в
рамках «науки о функциональной пище» (FUFOSE). Задачей этой комиссии была разработка и утверждение научно обоснованного подхода к действиям, необходимым для поддержки развития производства
пищевых продуктов, которые могут оказывать лечебное воздействие
на определенные физиологические функции, а также могут улучшить
здоровье и самочувствие и/или снизить риск заболеваний. Помимо
потребительских свойств функциональные продукты должны оказывать положительное воздействие на метаболизм различных субстратов, улучшать антиоксидантную защиту организма и состояние иммунной системы, поддерживать и улучшать состояние сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта и кишечной микрофлоры.
Учитывая особенности состава и свойств функциональных пищевых продуктов по сравнению с традиционными продуктами, а также с учетом технологической специфики среди них можно выделить
три основные категории:
- традиционные продукты, содержащие в нативном виде значи-
тельные количества физиологически функциональных ингредиентов
или их группы;
- традиционные продукты, в которых технологически понижено
содержание вредных для здоровья компонентов, присутствие которых
в продукте препятствует проявлению биологической и физиологической активности или биоусвояемости входящих в его состав функцио-
10
нальных ингредиентов (технологический прием – избирательное извлечение, разрушение, частичная или полная замена вредных для здоровья ингредиентов другими более ценными);
- традиционные продукты, дополнительно обогащенные функ-
циональными ингредиентами с помощью различных технологических
приемов.
Одним из нормативных документов в области продуктов функционального назначения, устанавливающий их основные понятия, является национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 253492005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения». В стандарте приведены термины, характеризующие такие продукты, как: функциональный пищевой продукт, обогащенный пищевой продукт, пробиотический пищевой продукт.
Функциональный пищевой продукт – пищевой продукт,
предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения,
снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.
Обогащенный пищевой продукт – функциональный пищевой
продукт, получаемый добавлением одного или нескольких физиологически функциональных пищевых ингредиентов к традиционным пищевым продуктам с целью предотвращения, возникновения или ис-
правления имеющегося в организме человека дефицита питательных
веществ.
Физиологически функциональный пищевой ингредиент –
вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения или идентичные натуральным, а также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающие способностью оказывать
благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих
суточной физиологической потребности.
Примечание – к физиологически функциональным пищевым
ингредиентам относят биологически активные и/или физиологически
ценные, безопасные для здоровья, имеющие точные физикохимические характеристики ингредиенты, для которых выявлены и
научно обоснованы свойства, установлены нормы ежедневного по-
от 10 до 50 % от