Загрузил
Jelena K.
Учебно-методическое пособие по разработке пищевых продуктов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОУ ВПО ЛНР «ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ТАРАСА ШЕВЧЕНКО» Е.И. Киреева Разработка пищевых продуктов Часть 1 Учебно-методическое пособие для студентов очной и заочной форм обучения по направлению подготовки 44.04.04 «Профессиональное обучение» магистерская программа «Пищевые технологии» Луганск 2019 1 УДК [664 : 641/642] (072) ББК 36–9р3 К 43 Дейнека И.Г. Волгина Н.В. Своеволина Г.В. К 43 Рецензенты: – заведующий кафедрой легкой и пищевой промышленности ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Владимира Даля», доктор технических наук, профессор; – заведующий кафедрой биологии ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко», доктор сельскохозяйственных наук, профессор; − доцент кафедры товароведения и торгового предпринимательства ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко», кандидат технических наук, доцент. Киреева Е. И. Разработка пищевых продуктов: учебно-методическое пособие / Е.И. Киреева; ГОУ ВПО ЛНР Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко. – Луганск : Книта, 2019. – 148 с. Учебно-методическое пособие включает содержание дисциплины, конспект лекций, методические указания по выполнению контрольной работы и перечень вопросов для подготовки к зачету. В данном пособии рассмотрены основные концепции питания, их характеристики, критерии отношения пищевых продуктов к функциональным, технологические аспекты получения функциональных продуктов питания, научнопрактические основы конструирования пищевых продуктов функционального назначения. Учебно-методическое пособие по курсу «Разработка пищевых продуктов» предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 44.04.04 «Профессиональное обучение. Пищевые технологии» всех форм обучения. УДК [664 : 641/642] (072) ББК 36–9р3 Рекомендовано Учебно-методическим советом Луганского национального университета имени Тараса Шевченко в качестве учебно-методического пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки 44.04.04 «Профессиональное обучение» магистерская программа «Пищевые технологии» (протокол № __ от _________ г.) © Киреева Е. И., 2019 © ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко», 2019 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение Содержание лекционного курса по дисциплине «Разработка пищевых продуктов» Тема 1 Эволюция нутрициологии. Основные научные концепции питания 1.1 Определение понятия нутрициологии как науки, ее цель, объекты изучения, основные понятия 1.2 Систематизация основных видов пищевой продукции. Функции пищи, взаимодействие организма человека с окружающей средой 1.3 Качество и безопасность питания населения 1.4 Социально-экономические предпосылки создания индустрии здорового питания 1.5 Основные концепции и теории питания. Их характеристика Контрольные вопросы Тема 2 Альтернативные концепции питания и их характеристика 2.1 Характеристика альтернативных концепций питания 2.2 Редуцированное питание 2.3 Голодание 2.4 Раздельное питание 2.5 Вегетарианское питание 2.6 Сыроедение 2.7 Макробиотика 2.8 Концепция мнимых лекарств 2.9 Теория осознанного питания Контрольные вопросы Тема 3 Теория функционального питания. Критерии отнесения пищевых продуктов к функциональным 3.1 Теоретические аспекты функционального питания 3.2 Критерии отнесения пищевых продуктов к категории оздоровительных (функциональных) 3.3 Нормативное регулирование оздоровительных продуктов в Европе 3 6 8 13 13 15 17 19 21 34 35 35 37 39 41 43 45 47 50 51 55 56 56 62 69 Контрольные вопросы Тема 4 Функциональные ингредиенты пищи и их роль в питании человека 4.1 Формование ингредиентного состава функциональных пищевых продуктов 4.2 Олигосахариды 4.3 Резистентные виды крахмала 4.4 Пищевые волокна 4.5 Сахарозаменители и полисахариды (инулин) 4.6 Витамины и минеральные вещества функциональных пищевых продуктов 4.7 Пробиотики 4.8 Пребиотики Контрольные вопросы Тема 5 Технологические аспекты производства функциональных продуктов. Научно-практические основы конструирования продуктов функционального назначения 5.1 Характеристика категорий функциональных пищевых продуктов 5.2 Основные этапы разработки функциональных продуктов 5.3 Научные принципы обогащения продуктов питания 5.4 Риски, связанные с вмешательством в пищевую систему в процессе ее обогащения 5.5 Обязательные условия при модификации пищевых продуктов в функциональные 5.6 Категории качества продуктов питания Контрольные вопросы Тема 6 Проектирование многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками 6.1 Научно-практические основы конструирования пищевых продуктов функционального назначения 6.2 Методика проектирования многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками для функциональных продуктов 4 71 71 71 74 77 79 84 86 92 96 99 100 100 107 109 116 118 120 123 123 123 128 Контрольные вопросы Методические указания для выполнения контрольной работы Вопросы для подготовки к зачету по дисциплине «Разработка пищевых продуктов» Библиографический список 5 136 137 144 146 ВВЕДЕНИЕ Потребность в пище – извечная потребность всего живого. Однако наука о питании имеет эволюционный характер, а не есть набор раз и навсегда установленных истин. Физиологические потребности человека в основных пищевых веществах и энергии изменяются вместе с изменениями условий труда и быта. Не остаются неизменными набор и качество продовольственного сырья и продуктов питания, технологические приемы их переработки и хранения, существенно влияющие на химический состав и питательную ценность этих продуктов. От качества научных разработок в пищевой промышленности, а также производства и продвижения на рынке продуктов питания, выполнения медико-биологических требований в соответствии с требованиями современной науки о питании зависит эффективность осуществления его защитной и оздоровительной функции для человека в быстро изменяющихся условиях жизни. Основными задачами разработки пищевых продуктов являются повышение качества продуктов питания, их биологической ценности и вкусовых достоинств, улучшение ассортимента выпускаемой продукции. Объектом изучения дисциплины является разработка новых технологий пищевых продуктов функционального назначения, а именно использование физиологически функциональных пищевых ингредиентов для создания новых продуктов питания. Предметом изучения дисциплины являются новейшие концепции питания, нутриентный состав и питательная ценность основных пищевых продуктов, современные рекомендации по питанию населения и потребления нутриентов, пищевые продукты функционального назначения, диетические добавки, научные принципы составления и характеристика пищевых рационов лечебно-профилактического назначения, детского питания. Задача учебно-методического пособия состоит в систематизированном ознакомлении будущих специалистов с основными концепциями питания, их характеристиками, критериями отношений пищевых продуктов к функциональным, 6 технологическими аспектами получения функциональных продуктов питания, научно-практическими основами конструирования пищевых продуктов функционального назначения. Материал излагается на базе знаний, приобретённых студентами при изучении общеобразовательных и ряда смежных общетехнических и специальных дисциплин. 7 СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «РАЗРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ» Дисциплина «Разработка пищевых продуктов» входит в вариативную часть дисциплин профессионального (специального) цикла. Изучается в 1 и 2 семестрах. Обстоятельное изучение дисциплины «Разработка пищевых продуктов» связано с междисциплинарной интеграцией знаний, приведением их в соответствие с современными научными взглядами, формированием собственного взгляда на исследуемый объект, развитием способности анализа и синтеза материала. Необходимое восприятие и понимание студентами программных вопросов дисциплины «Разработка пищевых продуктов» достигается при подготовке к теоретическим занятиям. Первая часть пособия включает шесть лекций, охватывающих основные разделы дисциплины в укомплектованном виде. Целью изучения дисциплины является освоение комплексного подхода и научно-обоснованной концепции в области технологии комбинированных, аналоговых и функциональных продуктов питания с заданными свойствами различного целевого назначения, расширение и углубление знаний магистрантов о современном состоянии и перспективах развития нутрициологии, научном обосновании использования инновационных методов обработки сырья, овладение студентами теоретических, практических навыков и реализации их при конструировании новых пищевых продуктов функционального назначения; умение диагностировать технологии кулинарной продукции как целостные технологические системы, направленные на совершенствование существующих и разработку более эффективных инновационных технологий. Результатом изучения профессионально направленной дисциплины «Разработка пищевых продуктов», которая включена в блок вариативных дисциплин учебного плана подготовки магистров, является формирование у выпускников профессиональных компетенций по решению конкретных производственных задач, корректировке структуры питания 8 населения путем создания и внедрения новых технологий безопасных пищевых продуктов функционального назначения с использованием натурального сырья повышенной питательной ценности, диетических добавок и специальных ресурсосберегающих целей обработки сырья. Магистранты, завершившие изучение дисциплины «Разработка пищевых продуктов», должны: знать проблемы рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов, основные технологические процессы получения продуктов заданного качества и свойств; теоретические основы математической оптимизации и моделирования компонентного состава пищевых продуктов; математические методы оптимизации компонентного состава пищевых продуктов; уметь анализировать компонентный и химический состав пищевых продуктов; использовать физиологически функциональные пищевые ингредиенты для разработки новых пищевых продуктов питания; проводить расчеты по оптимизации химического и компонентного состава конструируемых пищевых продуктов; оценивать влияние и значимость того или иного функционального ингредиента, входящего в состав конструируемого пищевого продукта; владеть навыками проведения теоретических и экспериментальных исследований в области переработки сырья с использованием современных методов планирования эксперимента, средств вычислительной техники; анализом современных тенденций в развитии процессов переработки пищевого сырья с целью выявления перспективных технологических решений; навыками управления действующими технологическими процессами переработки пищевого сырья, обеспечивающими выпуск продукции, отвечающей требованиям стандарта; пакетом программ по оптимизации рецептур пищевых продуктов, позволяющих в результате их математической обработки определять относительное содержание сырьевых компонентов и величину энергетической ценности проектируемого продукта. 9 Перечисленные результаты образования являются основой для формирования следующих компетенций: Общепрофессиональных: ОПК-4 – способностью и готовностью к принятию ответственности за свои решения в рамках профессиональной компетенции, способностью принимать нестандартные решения, решать проблемные ситуации; Профессиональных: ПК-3 – способностью и готовностью анализировать нормативную правовую документацию профессионального образования; ПК-12 – способностью и готовностью формулировать научно-исследовательские задачи в области профессиональнопедагогической и производственно-технологической деятельности и решать их с помощью современных технологий и использовать российский и зарубежный опыт; Профессионально-специализированных: ПСК-2 – способностью разрабатывать новый ассортимент продукции питания различного назначения, организовать ее выработку в производственных условиях; ПСК-5 – способностью организовывать документооборот по производству на предприятии питания, использовать нормативную, техническую, технологическую документацию в условиях производства продукции питания. Содержательная часть программы дисциплины «Разработка пищевых продуктов» по направлению «Профессиональное обучение» магистерская программа «Пищевые технологии» для образовательно-квалификационного уровня «магистр» включает два взаимосвязанных блока: «Основные научные концепции питания» и «Основные направления разработки и технологии функциональных продуктов питания». В первом блоке «Основные научные концепции питания» магистранты изучают современное состояние нутрициологии, концепции питания, классификацию и характеристику современных и диетических добавок, научно-практические и методологические подходы к конструированию пищевых 10 продуктов функционального назначения, комплексные показатели качества и методику определения, инновационные технологии и качестве пищевых продуктов функционального назначения, методологию разработки пищевых рационов. Во втором блоке «Основные направления разработки и технологии функциональных продуктов питания» студенты изучают современные направления разработки и технологии функциональных продуктов питания по отраслям. Данное учебно-методическое пособие предназначено для организации лекционной и самостоятельной работы магистрантов по направлению «Профессиональное обучение» магистерская программа «Пищевые технологии» и содержит шесть тем, которые охватывают все основные разделы дисциплины в 1 семестре и является руководством к их изучению и закреплению теоретического материала (таблица). Таблица – Содержание лекционного курса по дисциплине «Разработка пищевых продуктов» № п/п 1 Тема лекции Содержание темы 2 Эволюция нутрициологии. Основные научные концепции питания 3 1 Определение понятия нутрициологии как науки, ее цель, объекты изучения, основные понятия 2 Систематизация основных видов пищевой продукции. Функции пищи, взаимодействие организма человека с окружающей средой 3 Качество и безопасность питания населения 4 Социально-экономические предпосылки создания индустрии здорового питания 5 Основные концепции и теории питания. Их характеристика 1 Характеристика альтернативных концепций питания 2 Редуцированное питание 3 Голодание 4 Раздельное питание 5 Вегетарианское питание 6 Сыроедение 7 Макробиотика 1 Альтернативные концепции питания, их характеристика 2 11 1 3 2 Теория функционального питания. Критерии отношения пищевых продуктов к функциональным Функциональные ингредиенты пищи и их роль в питании человека 4 5 6 Технологические аспекты получения функциональных продуктов. Научнопрактические основы конструирования продуктов функционального назначения Методика проектирования многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками Продолжение таблицы 3 8 Концепция мнимых лекарств 9 Теория осознанного питания 1 Теоретические аспекты функционального питания 2 Критерии отнесения пищевых продуктов к категории оздоровительных (функциональных) 3 Нормативное регулирование оздоровительных продуктов в Европе 1 Формование ингредиентного состава функциональных пищевых продуктов 2 Олигосахариды 3 Резистентные виды крахмала 4 Пищевые волокна 5 Сахарозаменители и полисахариды (инулин) 6 Витамины и минеральные вещества функциональных пищевых продуктов 7 Пробиотики 8 Пребиотики 1 Характеристика категорий функциональных пищевых продуктов 2 Основные этапы создания функциональных продуктов 3 Научные принципы обогащения продуктов 4 Риски, связанные с вмешательством в пищевую систему в процессе ее обогащения 5 Обязательные условия при модификации пищевых продуктов в функциональные 6 Понятие категории качества продуктов питания 1 Научно-практические основы конструирования пищевых продуктов функционального назначения 2 Методика проектирования многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками для функциональных продуктов 12 Тема 1 Эволюция нутрициологии. Основные научные концепции питания 1.1 Определение понятия нутрициологии как науки, ее цель, объекты изучения, основные понятия Нутрициология (позднелат. Nutritio – питание, пища + logos – слово) – одно из направлений науки о питании человека и животных. Это интегративная наука, изучающая питательные вещества и другие компоненты, содержащиеся в продовольственном сырье и продуктах питания, их действие и взаимодействие, роль в поддержании здоровья или возникновении заболеваний, процессы потребления продуктов питания, исследует мотивы выбора пищи человеком и влияние этого выбора на здоровье [1]. По отношению к человеку основная задача нутрициологии – обеспечение рационального питания, способного влиять на регуляцию обменных процессов и нормализовать функции отдельных органов и систем. Объектом нутрициологии являются источники поступления питательных веществ и БАВ: продовольственное сырье для производства пищевых продуктов с естественным составом нутриентов, натуральные продукты с измененным химическим составом, нутрицевтики, эубиотики и парафармацевтики, необходимые для коррекции состояния и функций организма здорового, больного человека или человека в состоянии предболезни. Нутрициология решает следующие основные задачи: − интеграция с другими науками о питании; − выяснение роли нутриентов и эубиотиков в предотвращении заболеваний; − ликвидация дефицита жизненно важных веществ с помощью рационального питания; − индивидуализация питания; удовлетворение потребностей организма, измененного болезнями; − повышение неспецифической резистентности организма; 13 − детоксикация (обезвреживание и выведение ядовитых веществ); − совершенствование методов исследования и стандартизации нутриентов, нутрицевтиков и парафармацевтиков; − токсикологические, предклинические и клинические исследования, направленные на углубленное определение биохимических и клеточных эффектов в биологических системах и физиологическое воздействие диетических и других БАД к пище на жизненный цикл; − выявление положительных и отрицательных сторон их применения; − изучение пищевого поведения и связь с психическим здоровьем (аппетит, чувство насыщения, когнитивные функции, настроение и жизнестойкость, способность справляться со стрессом и т.д.). Нутриенты – составные части натуральных пищевых продуктов, которые организм использует для построения, обновления и нормального функционирования органов, тканей и клеток, а также как источник энергии для выполнения работы и обеспечения жизнедеятельности организма в период покоя. Среди них выделяют макро- и микронутриенты. Макронутриенты, или основные пищевые вещества, – белки, жиры и углеводы, необходимые в десятках граммов, при ассимиляции выделяют энергию для выполнения всех функций организма. Меньше их количество участвует в процессах построения клеток, тканей, для синтеза ферментов и других физиологически активных соединений. Микронутриенты, или так называемые минорные физиологически активные вещества, необходимые организму в малых количествах; они участвуют в усвоении энергии, регуляции функций и осуществлении процессов роста и развития организма. К микронутриентам относятся отдельные аминокислоты пищевого происхождения, участие которых в регуляции функций органов и систем доказана многочисленными исследованиями; эссенциальные жирные кислоты, витамины и провитамины, минеральные вещества, пищевые волокна, а также различные 14 органические соединения, характерные для натурального продовольственного сырья растительного и животного происхождения. Доказательной медициной признано, что основные продукты обмена веществ и их ближайшие предшественники имеют значительное физиологическое воздействие на здоровье человека. Дефицит питательных веществ и биологически активных компонентов в рационе снижает резистентность организма к вредному воздействию окружающей среды (мальадаптация, от греч. Malus – плохой), вызывает иммунодефицитные состояния, нарушает функции систем антиоксидантной защиты, повышает риск развития распространенных заболеваний и переход их в хроническую форму (болезни цивилизации), снижает качество жизни и эффективность лечебных мероприятий. К болезням цивилизации, которые возникают, лечатся или тормозятся с помощью изменения питания, принадлежат метаболический синдром, полнота, ожирение, сердечнососудистые и стрессообусловленные заболевания, новообразования, катаракта, диабет, кариес, желчно- и мочекаменная болезнь, остеопороз, аллергия, артрит, малокровие, бесплодие, алкоголизм, дисбиоз, функциональный запор и т.д. 1.2 Систематизация основных видов пищевой продукции. Функции пищи, взаимодействие организма человека с окружающей средой Дроздовой Т.М. предложена обобщенная классификация основных видов пищевых продуктов по их назначению, которая включает 4 группы и 18 видов [2]. К первой группе относят продукцию массового потребления. Вторая группа включает продукты детского питания и распределяет их по возрасту. Третья группа объединяет продукты диетического и лечебно-профилактического назначения. Четвертая группа представлена продуктами питания для специальных групп населения. 15 Еда – это очень сложный комплекс, который содержит большое количество компонентов, способных проявлять разнообразное и очень существенное физиологическое влияние на организм. С пищей в организм поступает более 600 различных веществ органической и неорганической природы, которые способствуют выполнению пищей разнообразных функций в процессе жизнедеятельности организма и обеспечивают постоянство внутренней среды и здоровья человека (рисунок 1.1). Рисунок 1.1 – Функции пищи в процессе жизнедеятельности организма человека Человек, как и любой другой живой организм, представляет собой открытую термодинамическую систему, сохраняющую свою целостность и способность к самовоспроизведению благодаря постоянному обмену веществ с внешней средой. Схематично взаимодействие организма с внешней средой можно представить следующим образом (рисунок 1.2). 16 Рисунок 1.2 – Схема взаимодействия организма человека с окружающей средой 1.3 Качество и безопасность питания населения Питание существенно влияет на состояние здоровья, работоспособность и продолжительность жизни человека. Здоровое питание – один из главных факторов, определяющих здоровье нации, обеспечивающих гармоничное развитие человека, профилактику заболеваний. На сегодняшний день потребление многих групп пищевых продуктов не соответствует рациональной норме. Особенно это касается животноводческой продукции, благодаря которой возникает дисбаланс в соотношении белков, других основных макро- и микронутриентов. 17 В наборе продуктов преобладают и значительно превышают рациональную норму: масло (176,6%), картофель (148,1%), хлеб и хлебопродукты (123,3%), сахар (130,4%). Низкосбалансированный набор продуктов касается порядка 50–60% населения. Нарушение рациона питания в значительной степени активизирует ряд заболеваний, особенно системы кровообращения. Неполноценное питание является также весомым фактором риска развития болезней органов пищеварения. По результатам государственного контроля лечебнопрофилактических учреждений установлено, что в них не соблюдают режим питания. Для лиц, подвергающихся воздействию неблагоприятных факторов производственной среды, разработаны диеты специально-профилактического питания. По данным периодических изданий, в розничную торговую сеть возросло поступление некачественных мясных полуфабрикатов и колбасных изделий. Производители муки соевой текстурированной в сопроводительных документах не указывают использования генетически модифицированной сои [4]. В связи с интенсивным развитием генной инженерии возникает необходимость в организации эффективного Госнадзора за производством и реализацией пищевых продуктов, полученных из генетически модифицированных источников. По оценкам ученых, с едой в организм поступает более 70 % всех загрязнителей (ксенобиотиков, контаминатов). В случае разбалансированного питания и дефицита его важнейших компонентов (белков, незаменимых амино- и жирных кислот, микроэлементов, витаминов) возрастает опасность неблагоприятного воздействия загрязненных продуктов на жизненные функции организма и здоровья в целом. В сфере контроля за потенциалом безопасности питания населения, качеством и безопасностью продовольственного сырья и продуктов питания необходимо [9]: − активизировать принятие «Концепции государственной политики в области здорового питания населения ЛНР»; − определить основные направления профилактики алиментарно-зависимых заболеваний и состояний; 18 − обеспечить более глубокое изучение влияния генетически модифицированных продуктов питания на здоровье я населения с учетом результатов научных исследований; − осуществлять социально-гигиенический мониторинг за загрязнением пищевых продуктов и продовольственного сырья потенциально опасными загрязнителями различной природы; − совершенствовать методы оценки риска различных уровней загрязнения продуктов питания, оценку их опасности для здоровья человека; − определить наиболее значимые региональные загрязнители окружающей среды и продуктов питания с оценкой экспозиции и дозо-эффективной зависимости их влияния на здоровье населения; − усилить контроль за качеством производимой, ввозимой в ЛНР и направленной в реализацию продукции, с предупреждением пищевых отравлений. 1.4 Социально-экономические предпосылки создания индустрии здорового питания В последние годы на мировом рынке новых технологий и продуктов питания наметилась тенденция к увеличению количества качественно новых продуктов, которые предназначены для предупреждения различных заболеваний, укрепления защитных сил организма, снижения риска воздействия токсических соединений и благоприятного экологического действия. Проблема здоровья решается двумя путями: первый направлен на достижение и поддержание здоровья на должном уровне, а второй – лечение заболеваний. Оба пути тесно связаны между собой, однако стратегия и тактика достижения цели требует различных научных подходов и систем практического решения. Для реализации первого направления развития программы социально-экономических преобразований в ЛНР, необходимо обеспечить все группы населения пищевыми продуктами, которые не только восстанавливают энергетические затраты организма, но и положительно влияют на нормализацию его жизнедеятельности. 19 Усилия медиков и технологов направлены на разработку и производство новых пищевых продуктов, которые не только удовлетворяют потребность человека в энергии, пластических материалах, но и обеспечивают иммуномодулирующие, биорегуляторные, реабилитационные и другие физиологические воздействия на все органы, системы и функции организма. В Луганской народной республики ощутимый дисбаланс питания значительной части населения, заметна нехватка животного белка (30–40%) и витаминов (40–60%). Существующая много лет в Японии традиция лечения пищевыми продуктами привела к выделению в 1990 г. группы функциональных пищевых продуктов. В 1991 в Японии была узаконена инструкция по производству пищевых продуктов ФОШУ – еда со специфическим лечебным действием. Сейчас в Японии зарегистрирован широкий ассортимент наименований таких продуктов, а японские диетологи активно разрабатывают индивидуальные программы питания для людей в зависимости от их возраста, физического и физиологического состояния [8]. Потребление функциональных продуктов гарантирует устранения недостаточного питания, пополнение организма необходимыми компонентами, а также ослабление токсического действия элементов, которые содержатся в продуктах или образуются в самом организме. На Международной конференции по вопросам питания, организованной ВОЗ/ФАО (декабрь 1992), представители 159 стран, включая Россию, единогласно приняли «Всемирную декларацию и Программу действий в отношении питания» [7]. Для выполнения положений этой Декларации большинство стран, в том числе и Россия, уже сформулировали и реализуют на государственном уровне национальные программы здорового питания населения. Они крайне необходимы, поскольку соотношение влияния различных факторов на здоровье нации, согласно оценке экспертов ВОЗ, выглядят следующим образом [1]: − состояние окружающей среды – 20–25%; − генетические факторы –18–20%; − система здравоохранения –8–12%; 20 − образ жизни –52–55%, причем рацион и структура питания являются наиболее существенными составляющими этого фактора. Поэтому наиболее приоритетной проблемой для Луганской народной республики и ее пищевой промышленности является создание принципиально новых технологий глубокой комплексной переработки сельскохозяйственного сырья в продукты высокого качества, которые имеют оздоровительное воздействие на организм человека, обеспечивают профилактику алиментарно-зависимых состояний и заболеваний, способствуют ликвидации дефицита витаминов, макро- и микроэлементов, других эссенциальных веществ. Всем этим требованиям отвечают оздоровительные продукты – функциональные пищевые продукты и функциональные ингредиенты, биологически активные добавки к пище и другие группы. 1.5 Основные характеристика концепции и теории питания. Их Формирование научных представлений о питании и изучение роли пищевых веществ в процессе жизнедеятельности началось лишь в середине XIX в. с появлением классической парадигмы питания, которой предшествовал ряд научных открытий, прямо или косвенно связанных с питанием. К ним относятся: открытие витаминов, ионов микроэлементов, научные достижения, связанные с определением структуры белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, роли микроэлементов в жизнедеятельности организма, структуры и организации биологических систем, научные данные относительно строения организма на клеточном уровне. Впервые за всю историю эволюции роль питания начали связывать со здоровьем человека. Сущность первой научной парадигмы питания заключается в необходимости обеспечения организма питательными веществами, которые необходимы для его нормального функционирования и освобождение от балластных компонентов. Выдающимся достижением науки конца XIX – первой половины XX в. было создание теории сбалансированного питания. 21 Ее основные положения основывались на результатах фундаментальных исследований выдающихся физиологов немецкой школы – М. Петенкофера, К. Фойта, М. Рубнера, выдающегося русского ученого И.П. Павлова, который открыл законы пищеварения, и на достижениях биохимии питания, представителем которой был основатель и разработчик теории сбалансированного питания академик А.А. Покровский, в основу которой положены три основные положения: – при идеальном питании поступление веществ точно соответствует их расходованию; – поступление питательных веществ обеспечивается путем разрушения пищевых структур и использования организмом образовавшихся органических и неорганических веществ; – энергетические затраты организма должны быть сбалансированы с поступлением энергии (табл. 1.1). Таблица 1.1 – Формула сбалансированного питания взрослых по А.А. Покровскому (на 3000 ккал) Пищевое вещество 1 Суточная потребность 2 1750–2200 Вода, г в том числе: питьевая (вода, чай, кофе и т.п.) в супах в продуктах питания Белки, г в т.ч. животные Незаменимые аминокислоты, г триптофан лейцин изолейцин валин треонин лизин метионин 800–1000 250–500 700 80–100 50 1 4,6 4–6 3–4 4 2–3 3–5 2–4 22 Продолжение таблицы 1.1 фенилаланин Заменимые аминокислоты, г гистидин+ аргинин+ цистин+ тирозин+ аланин серин глутаминовая кислота аспарагиновая кислота пролин глицин Углеводы, г в том числе: 1–2 2 6 2–3 3–4 3 3 16 6 5 3 крахмал сахар Органические жирные кислоты (молочная, лимонная и т.д.), г Баластные вещества (нерастворимые и растворимые пищевые волокна), г Жиры, г в том числе: полиненасыщенные жирные кислоты, г растительные холестерин+ фосфолипиды + Минеральные вещества, мг кальций фосфор натрий калий хлориды магний железо цинк марганец хром медь 23 400–450 50–100 2 25 80–100 3–6 20–25 0,3–0,6 5 800–1000 1000–1500 4000–6000 2500–5000 5000–7000 300–500 15 10–15 5–10 2–2,5 2 Продолжение таблицы 1.1 кобальт 0,1–0,2 молибден 0,5 селен+ 0,05 фториды 0,5–1,0 йодиды 0,1–0,2 Витамины, мг в том числе: С (аскорбиновая кислота) 70–100 В1 (тиамин) 1,5–2,0 В2 (рибофлавин) 2,0–2,5 В2 (разные формы) 0,04 (300–~400 ME для детей) РР (никотиновая кислота) ~0E25ZJ В3(паниотенат) 5–10 А (разные формы) 1,5–2,5 В6 (пиридоксин) 2–3 В12(кобаломин) 0,005–0,08 В15 (пантотеновая кислота) 2,5 Р (рутин) 25 В9(фолиевая кислота) 0,1–0,5 Е (разные формы токоферолов) 2–6 К (разные формы) 2 биотин 0,15–0,3 холин 500-1000 липоевая кислота+ 0,5 Примечание: + означает факторы питания, частично замещаемые незаменимые вещества, или их незаменимость не может считаться окончательно установленной. Согласно этой теории нормальное функционирование организма обеспечивается не только необходимыми энергией и белком, но и при соблюдении определенных соотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию в обмене веществ. В основу концепции сбалансированного питания положено определение пропорций отдельных пищевых веществ в рационе, которые составляют сумму обменных реакций, характеризующих химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность 24 организма. Одной из главных биологических закономерностей, на которых базируется теория, является правило соответствия ферментных наборов организма химическим структурам пищи. Согласно современным тенденциям снижения энергетических потребностей нормы потребления микронутриентов (источников энергии) пересматриваются. Исходя из формулы сбалансированного питания, полноценный рацион должен содержать пищевые вещества пяти классов: – источники энергии – белки, жиры, углеводы; – незаменимые аминокислоты; – витамины; – незаменимые жирные кислоты; – неорганические элементы. Исходя из вышеприведенного, сбалансированное питание связано с учетом всех факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также соответствия ферментативных систем химическим превращениям в организме. Но сбалансированный подход к питанию привел к ошибочному выводу, что ценны только усваиваемые организмом компоненты пищи, другие относятся к балласту. В середине XX в. теория сбалансированного питания стала господствующей во всем цивилизованном мире. Она доминировала не только в медицине, и в других областях науки и народного хозяйства. Ее утверждения позволили избавиться от многих, так называемых «болезней Дефицита», в частности недостатка белков, незаменимых аминокислот, многих витаминов, микроэлементов. На основе этой теории были созданы нормативы питания и пищевые рационы для многих возрастных и профессиональных групп населения, обнаружены неизвестные в то время незаменимые аминокислоты, витамины, микроэлементы, установлена их биологическая роль, жизненная необходимость и физиологические потребности организма человека. Наряду с чрезвычайно важными научными достижениями эта теория содержит и некоторые ложные утверждения, такие как: возможность создания мономерных диет, распределение 25 нутриентов полезными и балластными, утилизация нутриентов осуществляется только самим организмом. Теория сбалансированного питания способствует интенсификации развития пищевой и перерабатывающей промышленности в XX в. На ее фундаментальных положениях и разработках основываются до сих пор все промышленные, агротехнические и медицинские мероприятия. На основе теории сбалансированного питания функционирует диетология. Теория сбалансированного питания стимулировала развитие теоретических и практических положений элементарного и парентерального питания. Однако предпочтение продуктам животного происхождения и идея рафинированной пищи существенно повредили здоровье населения разных стран. Увеличение использования животноводческой продукции, очищенных злаков, рафинированных продуктов способствовали развитию многих хронических неинфекционных заболеваний (сердечно-сосудистых болезней, отдельных форм рака, сахарного диабета, кариеса зубов, ожирение и др.). Определена взаимосвязь между употреблением насыщенных жиров и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, в частности от ишемической болезни сердца. В качестве альтернативы отдельным положениям теории сбалансированного питания в 80-х годах XX в. среди значительной части ведущих специалистов Европы по нутрициологии получила распространение концепция диеты Средиземноморья. Характерными особенностями питания населения Средиземноморья является широкое использование оливкового масла, содержащего около 80% мононенасыщенной олеиновой кислоты, различных фруктов, овощей, природных злаков, уменьшен уровень потребления продуктов животноводства, значительное количество морской рыбы и нерыбных продуктов. При таком питании заболеваемость ишемической болезнью сердца в странах Средиземноморья в 3 раза ниже, чем в Северной Европе. Считают, что традиционный рацион жителей Европейского Средиземноморья может быть эталоном для всей Европы. 26 Установлено, что употребление мононенасыщенной олеиновой кислоты положительно влияет на состав липопротеинов в сыворотке крови. Доказано, что пищевой рацион с высоким содержанием олеиновой кислоты способствует снижению холестерина по сравнению с рационом, который содержит много линолевой жирной кислоты. Кроме того, показано, что жирнокислотный состав пищевых жиров влияет на химический состав и физические свойства липидов клеточных мембран. В последнее время доказано, что употребление оливкового масла не способствует образованию пероксидов в липидах клеточных мембран. Избыточное потребление белков также связывают с распространением различных заболеваний и нарушений в организме человека, в частности с возникновением остреопороза, накоплением токсичных шлаков, повышением «закисленности» организма. Избыток белков в пищевом рационе приводит к увеличению почечной экскреции кальция, вызывает дополнительную нагрузку на печень и почки и ухудшает нарушенную функцию почек. Представление о физиологических потребностях и метаболизм белков в организме человека значительно изменились. Если 30 лет назад Национальная академия наук США рекомендовала употреблять 120 г белка ежедневно, то в 1980 г. эти нормы были уменьшены в 2–3 раза (до 56 г для мужчин и до 44 г для женщин). Современные белковые нормы для населения Великобритании еще меньше (53,3–55,5 г для мужчин и 45–46 г – для женщин). Белковые нормы в других странах также были существенно уменьшены. В 1993 существенно уменьшены белковые нормы для жителей России. Более глубокие исследования процессов пищеварения и усвоения пищи в организме человека позволили академику А.Н. Уголеву сформулировать теорию адекватного питания, которая дополнила классическую теорию тем, что пищевой рацион должен содержать балластные вещества и соответствовать природным механизмам ассимиляции нутриентов. Наука про экзотрофию пищи, основанная на глубоком анализе общих 27 закономерностей ассимиляции питательных веществ, рассматривает вопросы рационального питания и идеальной пищи. Согласно этой теории для жизнедеятельности организма человека и усваивания пищи необходим не только поток нутриентов из пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма (теория сбалансированного питания), но и дополнительное поступление эндогенного и экзогенного потоков физиологически активных веществ. Теория адекватного питания дополнила теорию сбалансированного питания новыми принципами. Основные из них: – нормальное питание обеспечивается не только микронутриентами, но и балластными веществами, которые получили название «пищевые волокна»; – микрофлора желудочно-кишечного тракта является необходимым компонентом здорового существования организма; – организм способен синтезировать новые соединения. Под термином «пищевые волокна» понимают биополимерные компоненты растительной пищи, к которым относятся неперевариваемые полисахариды, которые включают целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины (в нативном виде – протопектины) и соединения полифенольной природы – лигнины. К специфическим физиологическим свойствам пищевых волокон относятся: – стимуляция кишечной перистальтики; – абсорбция различных токсических продуктов, в т.ч. продуктов неполного переваривания, радионуклидов, некоторых канцерогенных веществ; – интенсификация обмена желчных кислот, регулирующих уровень холестерина в крови; – снижение доступности микронутриентов (жиров и углеводов), действию пищеварительных ферментов, предупреждает быстрое повышение их содержания в крови; – доступность действия кишечной микрофлоры (как постоянного питательного субстрата), деятельность которой обеспечивает поступление в организм ценных вторичных 28 нутриентов (витаминов группы В и других) и проявляется в различных положительных эффектах воздействия на обмен веществ. Функции растворимых и нерастворимых пищевых волокон имеют различия: целлюлозы и гемицеллюлозы действуют преимущественно в качестве стимуляторов перистальтики, а пектины являются сорбентами и пищевым субстратом для кишечной микрофлоры. Теория адекватного питания формулирует основные принципы, которые обеспечивают рациональное питание, и учитывает полный комплекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процессах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным особенностям химических превращений, происходящих в нем. Основу рационального питания составляют три главных принципа: 1. Баланс энергии, который предусматривает адекватность энергии, поступающей с пищей, и энергии, которая расходуется в процессах жизнедеятельности. 2. Удовлетворение потребности организма в оптимальном количестве и соотношении пищевых веществ. 3. Режим питания, который включает соблюдение определенного времени и количества приемов пищи, а также рационального распределения пищи при каждом приеме. Оптимальное распределение пищи в течение дня дифференцируется в зависимости от возраста, характера физической активности, стиля жизни. Для людей среднего возраста наиболее рациональным принято четырехразовое питание, для пожилых людей – пятиразовое с промежутками между приемами в 4–5 часов. Менее рациональным является трехразовое питание, при котором увеличивается объем потребления пищи и нагрузки на пищеварительный аппарат. Официальная статистика свидетельствует о тенденции к увеличению количества приемов пищи в течение дня. Эти тенденции более выражены в экономически развитых странах и обусловлены изменениями образа жизни современного человека. У 29 французов, например, количество дневных приемов пищи увеличилось на сегодня до 6, у американцев – до 20. Такие тенденции обусловили изменения в упаковке продуктов: наряду с крупными пакетами появились различные виды мелкой (порционной) фасовки продуктов, готовых к употреблению, что создает возможность «перекусить» в любое время и любом месте. Согласно принципам рационального питания для сохранения здоровья и долголетия человек должен поддерживать баланс энергии, потреблять разнообразный и сбалансированный рацион, соблюдать режим питания. Разнообразный и сбалансированный рацион не создает проблем в отношении безопасности питания, связанных, главным образом, с определенным дефицитом или избытком отдельных пищевых веществ или их комбинаций. Дисбаланс питательных веществ занимает второе по важности место (после микробного поражения) среди наиболее важных потенциально негативных воздействий на качество пищевых продуктов. Длительное неправильное питание рассматривается как фактор повышения риска наиболее типичных для нашей цивилизации заболеваний. К этим заболеваниям, возникновение и развитие которых связывают с неправильным питанием, относятся: – онкологические заболевания (рак желудочно-кишечного тракта и молочной железы), элиментарными факторами риска которых повышенное потребление жиров и соли, а также наличие в продуктах канцерогенных добавок (нитраты, нигрозамины, бензпирен и др.); – сердечнососудистые заболевания, которые связывают с повышенным содержанием холестерина в крови; – нарушение функций желудочнокишечного тракта, обусловленные нарушениями функций кишечной микрофлоры, низким содержанием в продуктах пищевых волокон; – остеопороз в пожилом возрасте связан с недостаточностью кальция в организме; 30 – ожирение и сахарный диабет, обусловлены повышенным потребления жиров, легкоусвояемых сахаров и рафинированных продуктов и низкой физической активностью. Анализ основных проблем здоровья, связанных с питанием, свидетельствует о том, что наиболее распространенными являются заболевания, обусловленные дисбалансом основных пищевых веществ. Главной стратегией здравоохранения, которая рекомендуется для решения этой проблемы, является пересмотр существующих и разработка новых национальных норм потребления пищевых веществ и энергии с учетом пищевого статуса, уровня, содержания пищевых веществ в местных пищевых продуктах и других национальных и государственных особенностей определенной страны. Сейчас на территории Луганской народной республики продолжают действовать нормы физиологических потребностей в основных нутриентах и энергии. Как известно, понятие «физиологическая потребность» и «рекомендуемая норма (величина, уровень, размер) потребления» принципиально разные как по вложенному в них содержанию, так и по методам их определения и количественному выражению. В зарубежной литературе, как научной, так и официальной, в том числе в документах ФАО/ВОЗ прослеживается четкое разграничение терминов «requirement (needs)» и «recommended allowances (intakes)». В связи с этим целесообразно более подробно рассмотреть содержание и соотношение этих двух понятий. Физиологическая потребность – это объективная реальность, определенная природой и условиями жизни человека. Ее можно определить, но нельзя «нормировать» или «рекомендовать». В отличие от этого рекомендуемая норма (размер) потребления это величина, устанавливаемая на основе наших знаний (или представлений) о физиологических потребностях человека. При этом норма (размер) потребления идентичны физиологической потребности, поскольку при ее определении должны учитываться индивидуальные различия в потребностях отдельных людей. Физиологическая потребность индивидуальна и меняется в зависимости от возраста, физиологического состояния организма, 31 условий внешней среды и труда. Норма потребления, рекомендуется, по содержанию и практическим назначением этого понятия есть единственная и постоянная для определенной группы населения величина, обеспечивает, как указано выше, индивидуальные потребности 97,5% ее представителей. В процессе работы по уточнению национальных норм потребления, которая проводится в настоящее время, целесообразно использовать опыт последнего издания справочных норм потребления (Reference Dietary Intakes, RDI) витаминов и минеральных веществ США и Канады, опубликованных в 1997–2001 гг. [8]. Эти справочные издания включают 3 вида величин: рекомендуемые нормы потребления (Recommended Dietary Allowances, RDA) адекватные уровни потребления (Adequate Intakes, AI) верхние приемлемые уровни потребления (Tolerable Upper Intake Level, UL). Адекватные уровни устанавливаются при недостаточности имеющихся данных для установления более точных норм потребления, рекомендуемых. Верхние приемлемые уровни потребления представляют собой максимальные уровни суточного потребления, которые могут привести к нежелательным эффектам. Наряду с заболеваниями, обусловленными дисбалансом основных питательных веществ, даже в экономически развитых странах Европы существуют болезни, вызванные недостаточностью в продуктах питания микронутриентов. К ним относятся, прежде всего, йод, железо, фолиевая кислота и витамины. Одной из главных причин повышения риска возникновения дефицита микронутриентов является тенденция к снижению потребности человека в энергии в результате физической активности. Как следствие, для поддержания массы тела и предотвращения ожирения человек пытается есть меньше, меняет составленный рацион питания, что приводит к возникновению недостатка микронутриентов. Для обеспечения здоровья содержание в рационе минеральных веществ и витаминов должно быть не меньше, чем физиологические потребности человека. 32 К возможным мерам поддержания необходимого уровня потребления микронутриентов относятся: – обогащение нутриентами традиционных продуктов питания (например, витаминизация); – потребление с пищей мультивитаминных и витаминноминеральных комплексов. По последним рекомендациям ВОЗ в обычных условиях наиболее эффективная стратегия первичной профилактики, связанная с увеличением потребления пищевых источников микронутриентов – овощей, фруктов и повышением физической активности. На основе учения о функциях пищи и ее биологического действия на организм сформирована современная концепция оптимального питания (рисунок 1.3). Рисунок 1.3 – Диалектика науки о питании 33 Академик В.А. Тугельян считает, что в основе современных представлений о здоровом питании должна находиться разработанная им концепция оптимального питания, которая предполагает необходимость и обязательность полного обеспечения потребностей организма не только в энергии, эссенциальных макро- и микронутриентов, но и в целом ряде необходимых минорных пищевых компонентов рациона, перечень и значение которых пока нельзя считать до конца установленными. Это прежде всего касается таких биологически активных соединений, как различные группы флавоноидов, индолы, экзогенные пептиды и отдельные аминокислоты пищевого происхождения и их смеси, органические кислоты, фенольные соединения. На основе результатов проведенных исследований установлены безопасные и адекватные уровни суточного потребления с рационом питания таких, ранее нормированных микро-нутриентов, как хром, ванадий, кремний, никель. Проводятся интенсивные исследования по определению оптимального среднесуточного потребления с рационом алюминия, брома, кадмия, германия, лития, рубидия и др. Есть все основания полагать, что после расшифровки физиологических функций, путей биотрансформации и молекулярных механизмов действия этих микронутриентов для некоторых из них будет доказана эссенциальность для человека, и их занесут в формулу оптимального питания. Значительное внимание привлекают биологически активные компоненты пищевых и лекарственных растений, так называемые хемопротекторы и хемопревенторы, которые способствуют обеспечению защитно-адаптивных возможностей организма. Контрольные вопросы: 1. Что такое нутрициология? 2. Основная задача нутрициологии. 3. Когда и кем была создана теория сбалансированного питания? 4. Формула сбалансированного питания. 34 5. Основные принципы теории адекватного питания. 6. Принципы рационального питания. 7. Что такое физиологическая потребность? 8. Современная концепция оптимального питания. Тема 2 Альтернативные концепции питания, их характеристика 2.1 Характеристика альтернативных концепций питания В течение многих тысячелетий, вплоть до середины XIX века, человечество, принимая пищу в зависимости от ситуации, не задумывалось о содержании и сути питания. Такое питание можно определить как ситуационное. В середине XIX века возникла первая научная теория энергетически сбалансированного питания, а с ней и наука о питании – диетология. Суть энергетически сбалансированного питания: идеальным считается питание, при котором приток пищевых веществ в организм соответствует их расходу; пища должна содержать белки, жиры, углеводы в определенных пропорциях, а также витамины и микроэлементы. На основе данной концепции были разработаны различные пищевые рационы для всех групп населения с учетом физических нагрузок, климатических и других условий, созданы новые пищевые технологии. Сбалансированное питание – это учет всего комплекса факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также особенности ферментных и химических превращений в организме. Большой вклад в развитие этой теории внесли академик А.А. Покровский и его ученики. Впоследствии теория сбалансированного питания была подвергнута переоценке, чему способствовали научные исследования в области физиологии пищеварения, биохимии, микробиологии. Были открыты новые механизмы пищеварения, открыта ранее неизвестная гормональная система кишечника, получены новые сведения о роли симбиотических 35 микроорганизмов, живущих в кишечнике, и об их взаимоотношениях с организмом человека. Опираясь на вновь полученные экспериментальные и клинические данные, возникла теория адекватного питания. Основные положения этой теории: питательные вещества образуются из пищи при ферментативном расщеплении ее макромолекул за счет полостного и мембранного пищеварения, а также формирования в кишечнике при участии симбиотической микрофлоры новых химических компонентов, в том числе незаменимых; необходимыми компонентами пищи являются не только полезные, но и балластные вещества (пищевые волокна). В разработку теории адекватного питания существенный вклад внес академик А.М. Уголев. На основе теории адекватного питания разработаны различные научные концепции приема пищи. Начиная с середины XX века, в экономически развитых странах получила развитие система индустриального питания. В основе этой системы лежит промышленная обработка продуктов питания с целью увеличения объемов производства, увеличение срока их хранения, улучшения вкусовых качеств, создание внешней привлекательности. Большое развитие получил промышленное производство консервов, кондитерских изделий с длительным сроком хранения (кексы, бисквиты и т.п.), рафинированных полуфабрикатов (порошок пюре, макароны типа Роллтон и т.п.). Индустриальное питание дало большие удобства населению и сверхприбыли производителям, однако привело к неблагоприятным для здоровья населения последствиям. Масштабное рафинирование выходных «живых» продуктов, превращает их в «безжизненные элементы», введение консервантов, различных пищевых красителей, наполнителей и т.п., удаление оболочек, содержащих витамины и ферменты, обработка свежих фруктов антибиотиками и покрытия их воском для увеличения срока хранения, добавление в пищу птице и скоту антибиотиков и анаболических гормонов – это далеко не полный список проблем индустриального питания. На ошибочность позиции теории индустриального питания указывал академик А.М. Уголев (1992). Разбалансированность 36 рациона, дефицит витаминов и биологически активных веществ приводят к развитию болезней «адаптации» (ожирение, гипертония, диабет, рак и др.). И как следствие – увеличение смертности и снижение продолжительности жизни населения. Растущее недовольство системой индустриального питания, осознание его роли в развитии «болезней цивилизации» привели к формированию новых систем и способов питания объединенных в общее понятие «нетрадиционное или альтернативное питание». К основным видам альтернативного питания относят: – раздельное питание; – концепция главного пищевого фактора; – вегетарианство; – концепция питания предков; – концепция «мнимых» лекарств; – теория адекватного целебно-видового питания по Шаталовой; – система питания по Ниши; – редуцированное питания; – голодание лечебное и профилактическое. 2.2 Редуцированное питание Редуцированное питания основано на рекомендациях, согласно которым для сохранения здоровья необходимо постоянное резко ограничено (в среднем в 2–3 раза по сравнению с физиологическими нормами) потребления энергии. Для укрепления здоровья рекомендуется и добровольное полное голодание – прекращение приема пищи с сохранением приема воды. Сторонники редуцированного питания считают, что для взрослого человека с нормальной массой тела достаточно потребления около 1000 ккал и 25–30 г белка в сутки. Энергоценность данного рациона находится ниже уровня основного обмена для подавляющего большинства людей. Возможность сокращенного питания обосновывается: 1) существованием лицом «живой» энергии, пополняет энергозатраты человека; 37 2) усвоением организмом энергии солнечных лучей и тепла окружающей среды; 3) приспособлением организма к ограниченному питанию путем уменьшения энергозатрат. Указанные положения в основном являются научно несостоятельными. Закономерности переноса энергии в пищевых целях не оставляют места для признания «живой» энергии. Растения трансформируют световую энергию солнца в энергию синтезированных ими веществ, а дальше эта энергия поступает с пищей в организм животных и человека. Так формируется пищевое звено. Человек может извлекать энергию или из поступающих растительных и животных продуктов, или из собственных жиров, углеводов и белков. Не соответствует научным данным предположение о получении организмом энергии солнечных лучей и тепла окружающей среды. Такая энергия не может быть преобразована в организме человека в механическую, химическую и другие виды энергии. Однако при высокой температуре окружающей среды затраты энергии организмом на теплопродукции действительно снижаются. На этом факте основаны различные подходы к энергоценности питания населения, проживающего в холодном и жарком климате. Но это влияние окружающей среды не означает, что человек может получать энергию не из пищи, а из солнечных лучей или теплого воздуха. Организм человека способен в некоторой степени и до определенного предела приспосабливаться к сокращенному питанию за счет сокращения энергозатрат. У людей, которые вынужденно недоедают, основной обмен снижается, уменьшается теплопродукция, что проявляется снижением температуры тела и постоянной зябкостью. Такая вынужденная перестройка обмена веществ характерна для заболевания (белково-энергетической недостаточности), неприемлема для подавляющего большинства здоровых и больных людей. Возможно, у некоторых лиц (сторонников сокращенного питания) потребность в энергии, белках и других пищевых веществах находится на низком уровне. Однако это только 38 исключения, а не правило. О результатах длительного резкого ограниченного питания свидетельствуют тяжелые проявления белково-энергетической, витаминной и минеральной недостаточности у больных нервно-психической анорексией. Больные убеждены в своей кажущейся полноте и стремятся любыми способами похудеть. Они все больше и больше ограничивают свой рацион, нередко обосновывая это рекомендациями сторонников редуцированного питания. Редуцированное питание является превращением правильного положения рационального питания об умеренности в еде, адекватности питания потребностям организма. Полуголодный рацион редуцированного питания не может быть рекомендован большинству людей, поскольку он наносит вред здоровью. Однако ограниченное по энергии, но, обеспечивающее потребность организма в незаменимых пищевых веществах, питание нашло широкое применение при лечении ожирения с целью снижения избыточной массы тела у больных гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца, сахарным диабетом. Итак, редуцированное питание является основой оздоровительной регуляции массы тела при ее избытке. 2.3 Голодание Известны различные формы воздействия голодом: длительное (2–4 недели) воздержание от приема пищи; периодическое повторение кратковременных (7–10 дней) голодовок; систематические разгрузочные дни с полным отказом от пищи в течение суток. Лечебное голодание получило название разгрузочно-диетической терапии. Лечебное голодание осуществляется только в специальных отделениях больниц после детального обследования больного. Длительное голодание может сопровождаться негативными последствиями: распад и потеря функционально активных белков тканей и органов, обеднение витаминами, минеральными веществами, накопление в крови мочевой кислоты и продуктов неполного окисления белков и жиров, сдвиг кислотно-основного 39 состояния организма в сторону метаболического ацидоза. Возможные осложнения: резкая артериальная гипотония, гипогликемические состояния (снижение содержания глюкозы в крови), нарушение психоэмоциональной сферы до психических расстройств, гиповитаминозы с явлениями полиневритов, поражениями кожи и волос, железо-дефицитная анемия. Описаны случаи смерти от сердечной недостаточности в результате распада мышечных белков сердца, от инфаркта миокарда, желудочного кровотечения, а также острого вздутия желудка из-за излишнего приема плотной пищи после голодания. Возобновление питания после голодания сопровождается интенсивным отложением жира, в частности в печени. Характер, частота и степень выраженности осложнений при длительном голодании индивидуально непредсказуемы. Поэтому лечебное голодание показано только как «метод выбора», когда традиционные методы терапии не дали клинического эффекта. Длительное и даже кратковременное голодание противопоказано при многих заболеваниях. Чем дольше человек находится на голодном режиме, тем быстрее затем он набирает массу тела. Это объясняется тем, что при длительном голодании биохимические системы организма приспосабливаются к экономному расходованию энергии. Поэтому при ожирении длительное голодание не показано, так как в восстановительном периоде масса тела быстро заполняет даже при ограниченном питании. Однако при ожирении допустимые разгрузочные дни с полным отказом от приема пищи в течение суток. Нет никаких научных оснований рекомендовать длительное или кратковременное (7–10 дней) голодание для «оздоровления» здоровых людей, а самолечение голодом больных людей крайне опасно. Хотя однодневное голодание не может принести вред здоровому человеку, польза такого голодания научно не подтверждена. Однако кратковременное (1–3 дня) голодание применяют при некоторых заболеваниях: острый панкреатит, острый холецистит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, осложненная кровотечением и др. 40 2.4 Раздельное питание Раздельное питание – это отдельное, несмешиваемое потребление разных по химическому составу продуктов во время приема пищи. Раздельное питание основывается на представлениях о совместимых и несовместимых комбинациях продуктов и вредности для здоровья сочетания различных продуктов, то есть смешанной пищи. Основные рекомендации сторонников раздельного питания сводятся к следующему: ешьте в разное время белки и крахмал, белки и жиры, белки и сахара, крахмал и сахара, кислые и сладкие фрукты, кислые продукты с белками или крахмалом, ешьте молоко, арбузы и дыни отдельно от другой пищи, не пейте соков между приемами пищи и т.д. Под словами «белки», «крахмал», «жиры» подразумеваются соответствующие продукты: для белков – мясо, рыба, сыр, яйца, орехи и др.; для крахмала – зерновые, бобовые, картофель, тыква и др.; для жиров – растительные масла, сало, сливки, жирное мясо и др. Уже это распределение продуктов вызывает возражение: в яйцах и многих сырах почти одинаковое количество белков и жиров; в орехах белков меньше, чем жиров в бобовых много не только крахмала, но и белков, и т.д., таким образом, во многих продуктах естественно сочетаются различные пищевые вещества, которые невозможно изолировать при приеме пищи. Значение раздельного питания обосновывают тем, что при смешении пищевых продуктов их переваривание улучшается, происходит наиболее полно, в результате чего в толстую кишку попадает минимальное количество непереваренной пищи. Это тормозит развитие кишечной микрофлоры, процессы гниения и брожения в кишечнике, а в конечном итоге предупреждает кишечную интоксикацию организма. Раздельное потребление белка и крахмала объясняют тем, что для своего переваривания в желудке белковая пища требует кислой среды, а крахмалистая – нейтральной или щелочной. Следовательно, нельзя одновременно употреблять мясо с картофелем, хлеб с сыром или яйцом. Раздельное потребление кислых и крахмалистых продуктов объясняют тем, что кислоты разрушают амилазу слюны, 41 необходимую для переваривания крахмала в ротовой полости. Поэтому нельзя одновременно употреблять томаты с картофелем или хлебом, а кислые фрукты (цитрусовые, гранаты, сливы и др.) следует есть за 30 минут до других продуктов. Подобные объяснения даются в отношении других комбинаций продуктов. Раздельное питание и связанные с ним ограничения не имеют весомого научного обоснования по следующим основным причинам: 1) усвоение пищи начинается, но не заканчивается в пищевом канале. Для лучшего усвоения пищевых веществ необходимо их сбалансированное поступление в клетки. Поэтому неправильно с точки зрения раздельного питания употребление гречневой каши с молоком является оптимальным при усвоении аминокислот этих продуктов для синтеза белка организмом; 2) приспособление органов пищеварения к качественному составу пищи действительно обеспечивает ее полное расщепление в пищевом канале, лежащий в основе раздельного питания. Однако это не означает, что смешанная пища плохо переваривается. Большинство продуктов содержит различные пищевые вещества, и практически невозможно подобрать идеальную для их избирательного переваривания комбинацию; 3) нормальная кишечная микрофлора необходима организму, и нет оснований тормозить ее деятельность или считать, что при питании смешанной пищей обязательна кишечная интоксикация. Последняя возможна при дисбактериозе в частности от питания рафинированной или преимущественно мясной пищей, недостаточном потреблении овощей, плодов, кисломолочных продуктов. Многовековая практика питания населения всех стран построена не на раздельном приеме отдельных продуктов, а на их разумной комбинации. Комбинации продуктов прошли проверку на переносимость на протяжении жизни многих поколений. Рекомендовано в раздельном питании потребление молока отдельно от другой пищи опровергается эстонском, финском, латышском кухней, для которой характерно сочетание молока, картофеля и рыбы. 42 Раздельное питание не является вредным если оно длится недолго. Длительное раздельное питание может вызвать определенную детренированность пищеварительных желез и возможен срыв пищеварения при переходе на обычную смешанную пищу. Изложенное не означает, что раздельное питание не имеет никакого практического значения. При заболеваниях органов пищеварения (хронический анацидный гастрит, гастродуоденит, рецидивирующий панкреатит и др.) раздельный прием продуктов и блюд с учетом преимущественного содержания основных пищевых веществ может давать положительный эффект в части больных. Однако при заболеваниях органов пищеварения необходимо подбирать комбинацию продуктов с учетом индивидуальных особенностей больного. Следовательно, невозможно дать единую для всех больных схему разделения продуктов или их комбинаций. Кроме того, реакция больного может зависеть не от комбинации продуктов, а от их кулинарной обработки. У больных с резецированным желудком бывает ухудшение состояния от жидкой молочной рисовой каши, но не от той же – рассыпчатой. 2.5 Вегетарианское питание Вегетарианство – это питание продуктами растительного происхождения. Вегетарианцами принято считать и тех, кто рядом с растительными употребляет молочные продукты и яйца при исключении из питания мяса и рыбы. Таким образом, есть три основных вида вегетарианства: 1) веганство – строгое вегетарианство с употреблением только растительной пищи, вариантом веганства является сыроедение. Веганы – сыроеды – употребляют растительные продукты в сыром виде, без термической обработки; 2) лактовегетарианство – питание растительными и молочными продуктами; 3) лактоововегетарианство – питание растительными и молочными продуктами, а также яйцами. 43 Вегетарианское питание имеет многовековую историю. В настоящее время в мире примерно 1 млрд. человек, которые являются вегетарианцами, но значительная часть из них стала таковыми не добровольно, а по экономическим и климатогеографическим причинам. Среди добровольных причин вегетарианства выделяют религиозные, морально-этические, физиологические, медицинские и др. Наука о питании оценивает вегетарианство, его соответствие потребностям различных групп населения с учетом вида вегетарианского питания. Для пищевых рационов веганов характерен недостаток полноценных белков и незаменимых аминокислот, витаминов В 2, B12 и D. Хотя содержание кальция, железа и цинка количественно может быть достаточным, но усвояемость этих минеральных веществ из растительной пищи низкая. Строгое вегетарианство нельзя считать рациональным для растущего организма детей и подростков. Дети из семей веганов отстают от своих сверстников по физическому развитию, в них чаще оказываются снижение содержания гемоглобина в крови и рахит. Организм взрослого здорового человека может приспособиться к веганству. Для беременных и кормящих матерей строгое вегетарианство чревато ослаблением организма, возникновением железодефицитных состояний, включая анемию, а также остеомаляция от дефицита в пище легкоусвояемого кальция и витамина D. У лактовегетарианцев может иметь место небольшой дефицит в питании железа и цинка, так как молочные продукты бедные этими микроэлементами. Для лактоововегетарианцев возможен только дефицит железа в связи с низким его усвоением из яиц. В целом лакто- и тем более лактоововегетарианство существенно не противоречат принципам рационального питания. Вегетарианское питание имеет свои положительные стороны в связи с повышенным содержанием витамина С, калия, магния, пищевых волокон и пониженным, особенно при строгом вегетарианстве, – жиров и холестерина. По некоторым данным, у вегетарианцев по сравнению с лицами, получающими обычное питание, ниже смертность от ишемической болезни сердца, 44 меньшая распространенность гипертонической болезни, реже частота возникновения опухолей толстой кишки. Эти данные подтверждаются не всеми учеными. Молочно-растительная направленность питания считается целесообразной для пожилых и старых людей. Однако только 8 % долгожителей Абхазии были в течение жизни лактовегетарианцами. Наука о питании не рекомендует вегетарианство здоровым работоспособным людям, хотя и не считает лакто- и лактоововегетарианство вредным. Оптимальным является широкое использование в обычном питании овощей и плодов и различных вегетарианских блюд, а также отказ от избыточного потребления мясных продуктов. Есть мнение, что мясо всегда оказывает неблагоприятное воздействие на организм в связи с присутствием в нем «токсичных» биогенных аминов, образованием из белков мяса мочевой кислоты, аммиака и других веществ, которые нарушают функцию центральной нервной системы и требуют энергичной работы печени по их обеззараживанию, а почек – по их выведению. Мнение о вреде мяса при рациональном его потреблении научно несостоятельны. Однако при многих заболеваниях в диетах на короткий или длительный срок ограничивают или исключают мясо и рыбу (подагра, мочекаменная болезнь с уратурией, печеночная энцефалопатия). Вегетарианская направленность питания рекомендуется при ожирении, атеросклерозе и ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, заболеваниях кишечника с запорами, подагре. Разгрузочные дни строгого вегетарианского питания является составной частью лечебного питания. 2.6 Сыроедение Под «сыроедением» понимают питание с использованием только сырых (вареных) продуктов: свежих овощей, фруктов, ягод и соков, сухофруктов, дикорастущих съедобных растений, семян масличных растений, орехов, зерна проросшего, размоченных в холодной воде круп, меда. Различные группы сторонников сыроедения обосновывают такое питание различными причинами: 45 наличием в сырой растительной пище мифической «солнечной или живой» энергии; соответствием сыроедения питанию предков человека до появления огня; профилактикой ожирения, так как сырая пища имеет невысокую энергоценность и вызывает быстрое насыщение; сохранностью витаминов и других биологически активных веществ в сырых продуктах. Сыроедение является крайним вариантом строгого вегетарианства, усиливающие его недостатки в связи с исключением хлеба, мучных и крупяных изделий, картофеля. Постоянное сыроядения вредно, поскольку нарушает снабжение организма белками в количественном и качественном отношении. Добыча белка из сырых продуктов в пищевом канале происходит хуже, чем из вареных. Современная наука считает, что переход древнего человека с сыроядения на вареную пищу расширил его рацион и улучшил усвоения пищевых веществ, что способствовало физическом и умственном развитии человека. Ошибочное мнение о том, что овощи и плоды (главные составные части сыроядения) служат источником всех витаминов в питании. Абсолютное и постоянное сыроедение следует отнести к нерациональному питанию. Сыроедение безусловно противопоказано детям, беременным и кормящим матерям. При длительном питании только сырыми растительными продуктами возможные осложнения, включая развитие белково-энергетической недостаточности, полигиповитаминоз, анемии. Сторонники сыроядения, как и некоторых других направлений нетрадиционного питания, придают большое значение потреблению проросшего зерна пшеницы и других злаков. Проросшее зерно рассматривается как продукт, обладающий «силой омолаживающий». В связи с этим проросшее зерно рекомендуется для восстановления зрения и волос, при лечении истощения и ожирения, туберкулеза, бронхиальной астмы. Эффект проросшего зерна связывают с наличием в нем ауксинов – стимуляторов роста растений. Однако доказано, что на организм человека и животных ауксины не действуют. Итак, проросшее зерно, является мнимым лекарством, вместе с тем оно действительно содержит больше витаминов, 46 минеральных веществ, пищевых волокон по сравнению с продуктами переработки зерна. Непродолжительное (2–6 недель) сыроедение нашло свое применение в диетотерапии ожирения, гипертонической болезни, подагры и мочекаменной болезни, хронической почечной недостаточности, аллергии. Разгрузочные дни из сырых овощей или плодов широко используются в лечении многих заболеваний. Таким образом, наука о питании, отвергая крайности сыроядения, использует его при некоторых заболеваниях. 2.7 Макробиотика Макробиотика – наука о питании в стиле дзэн. Сторонники макробиотики вообще, и макробиотического питания в частности, убеждены, что болезней как таковых не существует вовсе. Любые недуги, даже самые страшные – лишь следствие нарушения внутренней гармонии человека и дисбаланса его отношений с внешним миром. Эти нарушения вполне можно исправить с помощью гармоничного питания. Главная цель макробиотики – достижение внутреннего равновесия, здоровья и долголетия. Достигается эта цель по большей части за счет специфического питания, в котором продукты с энергией инь и продукты с энергией ян максимально уравновешены. Наиболее полезными с точки зрения макробиотики считаются злаки. Согласно представлениям макробиотики, все явления, предметы и живые организмы в нашем мире являются носителем одной из двух энергий – инь или ян. И только их равновесие дарит умиротворение, здоровье, покой и гармонию. Если говорить конкретно о питании, то в любом продукте с точки зрения макробиотики преобладает в той или иной степени либо энергия инь (так называемое «женское начало»), либо энергия ян («мужское начало»). Эту трактовку макробиотика почерпнула из древнейшей китайской философии дзэн. Отсюда родился и главный постулат макробиотики: питание человека должно содержать только те продукты, в которых энергии инь и ян 47 максимально уравновешены. То есть по сути своей они практически нейтральны. Отыскать начало начал макробиотики почти невозможно – эта система сочетает в себе и древние умозаключения Гиппократа о мире и здоровье, и магистральные идеи древневосточных философских течений, таких как дзэн (кит. – чань). Если говорить о макробиотике, как о современном учении об оздоровлении и биоэнергетическом питании, то родоначальником ее и самым известным продвиженцем на Западе и в Европе был Джордж Озава. Более полувека назад Озава выпустил в свет сочинение «Макробиотика дзэн» – которое вмиг сделало учение популярным на волне всеобщего интереса к методикам самооздоровления в стиле «помоги себе сам». До сих пор эта книга является фактически библией для все последователей макробиотики. Итак, все продукты, согласно макробиотическим представлениям о мире, имеют в себе энергии инь и ян. Энергия инь – это женское, успокаивающее, холодное, пассивное начало, тогда как энергия ян полная ее противоположность – мужское, активное, действующее, тонизирующее начало. Кроме того, инь всегда символизирует тьму, а ян – свет. В каждом продукте, по убеждению Озава, соотношение инь и ян разное. Но бывают и такие продукты, которые являются носителями инь или ян почти в чистом виде. Главная цель при составлении рациона любого приверженца макробиотики – поддерживать равновесие инь и ян, а также избегать употребления продуктов только чисто «мужских» или только чисто «женских» продуктов, поскольку сбалансировать их между собой крайне сложно. Продукты, которые не едят сторонники макробиотики Чистый ян: яйца, мясо, икра (рыб), тыква, морковь, хрен, петрушка, шалфей, цикорий, женьшень и некоторые другие. Чистый инь: сахар, лимон, грибы, огурцы, фасоль, картофель, баклажаны, сметана, простокваша, маргарин, горчица, уксус и другие. Продукты, в которых инь и ян находятся в некой пропорции, Озава предлагал сочетать таким образом, чтобы они максимально 48 уравновешивали друг друга. Как определяли уровень той или иной энергии в каждом продукте древние китайцы, сам Озава не упоминал. Сам же он предлагал трактовать энергии инь и ян посовременному: как кислотную и щелочную среду. То есть продукты, в которых содержится много калия или фосфора (закисляющие минералы) Озава относил к продуктам с энергией инь. А те, в которых содержится много кальция или натрия (вещества, вызывающие щелочную реакцию) – определял как продукты с энергией ян. Путь дзэн в макробиотике Джордж Озава разработал семь пошаговых уровней продвижения по системе, каждый из которых диктует особый рацион, приближающий адепта к идеальной схеме питания с точки зрения философии макробиотики (таблица 2.1). На вершине, как уже понятно, последователя ожидает полная гармония с собой и с миром, стопроцентное здоровье и долголетие. Таблица 2.1 – Уровни питания в макробиотике Уровень питания Первый уровень Второй уровень Третий уровень Четвертый уровень Пятый уровень Шестой уровень Седьмой уровень Тип рациона злаки – 40%, овощи – 30%, мясные продукты – 20%, супы (любые кроме грибных) – 10% злаки – 50%, овощи – 30%, мясные продукты – 10%, супы – 10% злаки – 60%, овощи – 30%, супы – 10%. Мясные продукты исключаются полностью злаки – 70%, овощи – 20%, супы – 10%. злаки – 80%, овощи – 20%. злаки – 90%, овощи (лучше свежие) – 10% рацион на 100% состоит только из злаковых культур По мере продвижения от первого уровня до седьмого из рациона постепенно исключаются продукты животного происхождения, сладости, фрукты, овощи и прочие. Рацион адепта, достигшего вершины этой макробиотичекой лестницы, ожидают на завтрак, обед и ужин только злаки – рацион на 100% состоит из гречки, риса, овса, ячменя, кукурузы, пшена и прочих злаков. Озава 49 предлагал есть их запаренными, вареными, жареными и даже сырыми. Гуру макробиотики искренне считал, что подобный стиль питания (только на одних злаках) – самый легкий и полезный для человека в плане здоровья, долголетия и предельной активности. А вот как раз на мясе, овощах и фруктах жить крайне трудно и невыносимо – оттого-то люди и болеют страшными, подчас даже смертельными, заболеваниями. Как долго можно или нужно «сидеть» на одном уровне, Озава не уточнял. Каждый человек сам решает, как быстро продвигаться от одной типа рациона к другому. 2.8 Концепция мнимых лекарств Сторонники концепции «мнимых» лекарств находят в отдельных продуктах особые целебные свойства. На этом основании данный продукт или вещество необоснованно превозносится и рекламируется. Использование таких продуктов рекомендуется при всех заболеваниях без исключения и для всех людей. В качестве примеров можно привести модные увлечения проросшими семенами, перепелиными яйцами, уринотерапией, гидролизатами и т.д. Однако человеческий организм слишком сложный, и вряд ли можно существенно повлиять на согласованную деятельность его органов и систем каким-либо одним продуктом или веществом, даже если оно содержит в себе достаточно полезные свойства. В последнее время особой популярностью стала пользоваться теория адекватного целебно-видового питания, разработанная Г.С. Шаталовой (1997) – своеобразный по набору продуктов вариант питания растительной пищей с минимальной тепловой кулинарной обработкой и элементами раздельного питания. Эта система питания вобрала в себя такие крайние положения нетрадиционного питания, как уринотерапия, «биоинформационные свойства» сырой растительной пищи, образование белка в организме человека за счет усвоения азота атмосферного воздуха, непосредственное получение энергии 50 человеком не только из пищи, но и из источников окружающей среды, в том числе из космоса. Особенно негативным является предложение автора снизить потребление человеком энергии пищи (жиры, белки, углеводы) примерно в три раза, потому что биоинформационные свойства некоторых продуктов, энергия окружающей среды и азот воздуха перерабатывается микробами кишечника в аминокислоты, способные в значительной мере восполнить потребности человека. Наиболее приемлемой с точки зрения здравого смысла является система здоровья Ниши. Этим японским автором сформулированы правила полноценного питания, способствуют долголетию и здоровью: 1. Пейте пресную хорошего качества воду до 2,5–3 литров в день. 2. Ешьте в основном природные продукты: фрукты, орехи, овощи, зелень, семена – до 75% своего ежедневного рациона. 3. Сочетайте вареную пищу с сырыми овощами, которых должно быть в два раза больше. 4. Тщательно разжевывайте пищу. Помните: хорошо пережеванное – наполовину переварено. 5. Ешьте только в том случае, если голодны. Лучше пропустить прием пищи, заменив ее водой. Вода – это еда. 6. Еженедельно 24–36 часов давайте отдых своим системам. Перед голоданием обязательно очистите кишечник настоем трав или клизмой. 7. Не ешьте до полудня и заканчивайте прием пищи до 18 часов: пусть завтрак будет поздним, а ужин ранним. 2.9 Теория осознанного питания В последние годы набирает популярность теория осознанного питания как система питания человека XXI века, которая вобрала в себя лучшие достижения предыдущих концепции питания. Система осознанного питания направлена на осознание человеком его связи с окружающим миром и необходимости выполнения его миссии на планете. 51 Принципы осознанного питания следующие: 1. Приучить себя постоянно пить очищенную сырую воду по 2–3 л в день. 2. Никогда не принимайте пищу при болях, умственном и физическом недомогании, усталости, лихорадке, повышенной температуре, любом дискомфорте. Лучше отказаться от пищи, но самый правильное решение – заменить еду водой. 3. Ешьте только при ощущении голода. Чтобы не перепутать чувство голода с аппетитом, за 30 мин до еды приучите себя выпивать по 200 мл очищенной воды. 4. Старайтесь не пить во время еды. Вода уходит из желудка через 10 мин после ее приема, унося с собой разбавленный желудочный сок, что препятствует пищеварению. Питье во время еды ведет к плохому пережевыванию пищи. Необходимо пить воду через 30 мин после приема фруктов, через 2 часа после крахмальной пищи и через 4 часа после белковой. 5. Приучите себя не употреблять слишком холодные или горячие напитки и блюда. Холод прерывает действие энзимов, а горячая пища нарушает тонус пищеварительных органов. 6. Исключите или сократите продукты питания, содержащие пуриновые вещества, афлотоксин (кофе, чай, шоколад, какао, экстрактивные мясные бульоны, в том числе в виде кубиков, копчения) – все эти продукты способствуют образованию повышенного количества мочевой кислоты в организме и нарушают кислотно-щелочное равновесие. 7. Откажитесь от всех рафинированных продуктов: мука, очищенный рис, хлопья, перловка, сахар и продукты, в которых он присутствует. Вместо промышленного очищенного сахара рекомендуется употреблять желтый нерафинированный сахар, мед, сухофрукты, сладкие фрукты и овощи. 8. Обязательно введите в ежедневный рацион естественную сырую пищу – овощи, семена, орехи, семечки, фрукты. 9. Летом и осенью ежедневно, а зимой два – три раза в неделю начните день с фруктов и овощей как самостоятельного приема пищи. Желательно добавить два – три грецких ореха. Свежие фрукты полезнее сушеных. 52 10. Обязательно съедать в обед одну большую порцию салата. Листья салата незаменимы в биологической диете человека. Зеленые листья поставляют организму сложные белки, витамины, много щелочных солей, особенно железо и кальций в легко усваиваемой форме. Салаты должны быть сырыми, состоять не более чем из четырех овощей, употреблять без соли, уксуса, масла, лимонного сока или других приправ. Применяются для таких блюд: капуста, зеленые листья салата, сельдерей, огурцы, редис, лук, помидоры, кресс-салат, петрушка. 11. Употребляйте животные жиры в умеренном количестве, они тормозят пищеварение, особенно усвоение белков, увеличивая тем самым брожение в желудочно-кишечном тракте. А это ведет к перегрузке печени и почек токсинами. Жиры нежелательно употреблять вместе с белками – молоком, рыбой, орехами. Жиры следует добавлять в пищу только после ее приготовления. Соотношение животных и растительных жиров должно составлять 1:3. 12. Если вы вынуждены принимать вареную (ненатуральную) пищу, обязательно сочетайте ее с сырыми овощами. При этом сырых продуктов должно быть в 2–3 раза больше, чем вареных. 13. Тщательно пережевывайте и смачивайте слюной любую пищу. Твердая или жидкая пища, обработанная слюной в результате пережевывания, сразу подвергается действию пищеварительных соков, не задерживается в желудке, хорошо переваривается, усваивается. Ее усвоенные части не подвержены гниению и брожению. Кроме того, организм тратит меньше своей собственной энергии на пищеварительные и выделительные процессы. 14. Работа систем нашего организма требует кратковременного перерыва, или «санитарного» часы. Далеко не каждый согласен с этим, хотя даже у тех, чей желудок работает 2–3 часа в день, на стенках толстой кишки накапливается от 3 до 25 кг отложений. 15. Не принимайте избыточное количество пищи, так как это ведет к перегрузке организма и его принудительной работе. Насилие над природой всегда приводит к пагубным последствиям. 53 16. Уменьшите употребление поваренной соли, а при сердечно-сосудистых заболеваниях исключите ее вовсе. В поваренной соли всего два микроэлемента – хлор и натрий, в то время как в морской соли их более 64, и все они необходимы организму человека. Такие овощи, как чеснок, лук, черемша, хрен, редька (их корни и зелень), прекрасно дополняют комбинации всех природных солей и могут служить заменителем поваренной соли. Морская капуста также может использоваться для присоливания пищи. Положения, которые легли в основу теории осознанного питания: XX век внес коренные изменения как в образ жизни, так и в структуру питания человека. В частности, резко сократились энергозатраты, и в большинстве экономически развитых стран в настоящее время они достигли критического уровня (около 2,2–2,5 тыс. ккал). Человеку нет необходимости в повседневных условиях заниматься тяжелым физическим трудом и тратить много энергии. Итак, калорийность рациона должна быть резко снижена, в первую очередь за счет мяса и животных жиров. Одновременно необходимо повысить содержание в рационе витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот, фитонцидов и пектиновых веществ, клетчатки. Вместе с тем, потребление мяса и жиров среди населения развитых стран растет из года в год. Сегодня средний американец получает 70% белков животного происхождения, в то время как в начале века более половины белков, употребляемых с пищей, были растительными. Более 60% калорий потребляется из жиров и рафинированного сахара и лишь 20% – из овощей, цельного зерна и фруктов. Как показывают статистические и клинические исследования, по белкам, жирам и углеводам рацион современного человека заключается в норму и даже перекрывает ее. Зато по набору и количеству макро- и микроэлементов, витаминов и других физиологически активных веществ, содержащихся в растениях, далеки от нее. Вот почему микроэлементозы и гиповитаминозы сегодня стали настолько распространены. 54 Ценность пищевых продуктов отчасти теряется при неправильной обработке и консервации. В процессе кулинарной обработки теряется в среднем 10% энергетической ценности продуктов, до 60% витамина С, 20–30% витаминов группы В, до 45% витамина А, потери кальция достигают 15%, железа – 20%. Нарушения в структуре питания происходят на фоне существенных изменений состояния окружающей среды. Загрязнение окружающей среды в результате химизации (пестициды, нефтепродукты) и урбанизации (электромагнитные излучения, высокие уровни шума), употребление алкоголя и никотина, высокие уровни стресса, многочисленные болезни увеличивают потребность в питательных веществах, витаминах, микроэлементах и других жизненно важных веществах, хронический дефицит которых делает организм уязвимым для инфекций. Таким образом, факты свидетельствуют, что в современном обществе люди не получают и не могут получать оптимального питания только из пищи, которую они употребляют. Контрольные вопросы: 1. Перечислите основные виды альтернативных концепций питания. 2. Дайте характеристику основным формам голодания. 3. В чем заключается раздельное питание? Основные рекомендации при раздельном питании. 4. Основные виды вегетарианства. Их краткая характеристика. 5. Что такое «сыроедение»? Противопоказания при сыроедении. 6. Перечислите основные принципы макробиотики. 7. Особенности питания с точки зрения макробиотики. 8. Дайте характеристику уровней питания при макробиотике. 9. Концепция мнимых лекарств. Принципы правильного питания. Тема 3 Теория функционального питания. Критерии отнесения пищевых продуктов к функциональным 55 3.1 Теоретические аспекты функционального питания Все продукты можно разделить на две большие группы. К первой группе относятся продукты общего назначения, ко второй – функционального питания. К продуктам функционального питания относятся продукты с заданными свойствами в зависимости от цели их применения. В основном – это уменьшение или увеличение доли определенных составляющих пищи (белка, аминокислот, липидов, витаминов, микро- и макроэлементов, пищевых волокон и т.д.). Функциональный продукт, кроме содержания традиционных пищевых веществ, должен: – оказывать благотворное влияние на здоровье человека; – регулировать определенные процессы в организме; – предотвращать развитие определенных заболеваний. Спектр действия функционального питания на организм человека достаточно широк, поэтому принято выделять несколько групп функционального питания. Основное внимание при разработке и создании функциональных продуктов питания уделяется медикобиологическим требованиям к разрабатываемым продуктам и добавкам. Требования, предъявляемые к функциональным продуктам питания, имеют свою специфику. Так, например, диетические продукты питания и продукты питания для детей (общего назначения) отличаются содержанием предельно допустимых количеств жира, белка, аминокислотного состава, витаминов, микроорганизмов и т.п. Учитывая, что функциональную направленность продуктов обеспечивают введением биологически активных добавок, основные требования предъявляют именно к последним. К основным медико-биологическим требованиям относятся: – безвредность – отсутствие прямого вреда, побочного вредного воздействия, аллергического действия, потенцированного действия компонентов друг на друга; непревышение допустимых концентраций; 56 – органолептические качества не должны ухудшать органолептических свойств продукта; – обще гигиенические (отсутствие негативного влияния на пищевую ценность продукта); – технологические (соблюдение требований по технологическим условиям). Медико-биологические требования, предъявляемые: к функциональным продуктам питания к примесям, используемым при функциональном питании рекомендации к применению ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ лечебнопрофилактическое диетическое клинические испытания для спортсменов геродиетическое для: детское для: пожилых людей младенцев людей преклонного возраста детей дошкольного возраста долгожителей школьников Рисунок 3.1 – Общая схема направлений функционального питания Кроме медико-биологических требований к функциональным продуктам питания, обязательным условием их создания является разработка рекомендаций по их применению или клиническая апробация. Так, например, для диетических продуктов питания не требуется проведения клинических испытаний, а для лечебных продуктов клиническая апробация обязательна. Существует два основных принципа преобразования пищевого продукта в функциональный: 57 – обогащения продукта нутриентами в процессе его производства; – прижизненная модификация, то есть получение сырья с заданным компонентным составом, что позволит усиливать его функциональную направленность. Наиболее распространенный первый принцип. Иллюстрацией первого принципа может служить обогащения продуктов кальцием. Продукты, обогащенные кальцием, широко распространяются в детском питании и лечебно-профилактическом питании при остеопорозе. В то же время обогащения продуктов витаминами – более сложный процесс в силу того, что витамины не устойчивы к высоким температурам. Разработку функциональных продуктов можно проводить двумя способами: – создание функциональных продуктов питания на основе уже разработанных продуктов общего назначения с введением в их рецептуру одного или нескольких компонентов, придающих направленность продукта, или с заменой части продукта на другие составляющие; – разработка новых функциональных продуктов не считая основы рецептур и технологий уже имеющихся продуктов питания. В первом случае за основу (контроль) берут продукт, выпускаемый по ГОСТу. Затем определяют направленность разрабатываемого и функционального вводимого продукта, его количество. Рассматривают сочетаемость добавок с выбранным продуктом, и часть продукта заменяют функциональными добавками. При этом в рецептуру продукта можно вносить вещества, улучшающие структуру, органолептические показатели, внешний вид. При таком способе создания функциональных продуктов питания основной задачей является получение продукта лучшего качества по сравнению с выбранным контролем. Во втором случае ставится задача получения продукта с заданными функциональными свойствами и качественными показателями и осуществляется моделирование его рецептуры. 58 Все разрабатываемые рецептуры должны содержать в своем составе компонент (добавку), придающий функциональную направленность продукту. Одной из особенностей при этом является то, что процент ввода моно- и полифункциональной добавки задается по рекомендации врачей. Это означает, что при разработке рецептуры функциональная добавка является постоянной. Подбор других компонентов должен проводиться с учетом свойств функциональной добавки и органолептических показателей готового продукта, при этом в рецептуру могут входить обязательные и необязательные компоненты. При разработке лечебно-профилактических продуктов питания необходимо сохранить структуру, вкус, аромат, цвет продукта, сохранения и равномерность распределения компонентов, которые вводят при различных видах технологической обработки. Разработка и создание функционального продукта включают следующие этапы: – выбор и обоснование направленности функционального продукта; – изучение медико-биологических требований, предъявляемых к данному виду функциональных продуктов; – подбор основы для функционального продукта (мясной, растительной и т.д.); – выбор и обоснование применяемых добавок; – изучение прямого, побочного, вредного воздействия и аллергического воздействия добавок; – выбор и обоснование дозы добавки или группы применяемых добавок; – моделирование технологии продукта с отработкой технологических параметров; – разработка технологии функционального продукта; – исследование качественных и количественных показателей продукта; – разработка нормативной документации (НД) на продукт; – разработка документации по применению функционального продукта; 59 – проведение клинических испытаний продукта (при необходимости); – разработка опытной партии; – сертификация продукта. Одним из основных направлений функционального питания является лечебно-профилактическое питание. В настоящее время накоплен большой опыт использования питания с лечебной целью, при этом диетическая терапия обязательно согласуется с общим планом лечения. Лечебное питание должно не только повышать защитные силы, реактивность организма, но и обладать специфической направленностью действия. Лечебно-профилактические продукты питания и рационы содержат компоненты, восполняющие дефицит биологически активных веществ; улучшающие функции преимущественно пораженных органов и систем; нейтрализующие вредные вещества; способствующие их скорейшему выведению из организма. Разработка лечебно-профилактических продуктов, равно как и других функциональных продуктов, процесс сложный и многоэтапный. Составляющими элементами этого процесса являются: – определение вида заболевания, для которого разрабатывается проект; – изучение особенностей заболевания (причин его возникновения за счет нарушения и снижение некоторых функций организма вследствие действия определенных факторов) – изучение медицинских рекомендаций по способам и видах приготовления продуктов и блюд, разрешенных или запрещенных к применению; – подбор основы для разработки продукта; – степень готовности продукта (сырой, полуфабрикат или готовый); – выбор вида продукта по консистенции (сухой, жидкий и т.д.); – анализ биологически активных добавок, используемых при определенном виде заболевания; 60 – изучение медико-биологических требований к биологически активным добавкам и разрабатываемого продукта; – обоснование применения и выбор одной или нескольких биологически активных добавок при разработке продукта; – обоснование применения и выбор дозы биологически активных добавок; – выбор способа введения биологически активных добавок; – проведение анализа совместимости при использовании нескольких биологически активных добавок; – анализ по совместимости биологически активных добавок и выбранной основы продукта; – оценка влияния биологически активных добавок на качественные показатели готового продукта; – обоснование режима, продолжительности и способа приема в зависимости от формы продукта (самостоятельное блюдо, диетический продукт или в дополнение к основной пище) – применение математического моделирования и прогнозирования при разработке рецептур и технологий; – разработка рецептуры продукта; – разработка технологии получения лечебнопрофилактического продукта; – исследование качественных показателей готового продукта; – выработка опытной партии продукта; – разработка и утверждение нормативной документации (НД) и рекомендаций к применению функциональных продуктов; – создание этикетки; – проведение клинических испытаний; – подтверждение соответствия стандартам; – реализация продукта. Отношение продукции к разряду функциональных продуктов питания определяется содержанием в их составе одного или нескольких компонентов из 12 общепринятых классов: – пищевые волокна; – олигосахариды; – сахара; 61 – аминокислоты, пептиды и белки; – гликозиды; – спирты; – изопрены и витамины; – холин; – молочнокислые бактерии; – ненасыщенные жирные кислоты; – минеральные вещества; – другие (например антиоксиданты). Функциональные добавки, или, как принято называть, биологически активные добавки (БАД), являются основным компонентом рецептуры, обеспечивающим пищевые продукты определенную направленность действия на организм человека. В настоящее время доля функциональных продуктов питания в общем объеме пищевой продукции в мире составляет менее 10%. В то же время, мировой рынок функциональных продуктов интенсивно развивается и ежегодно увеличивается на 10–15%. Почти 40% рынка функциональных продуктов принадлежит США, 25% – Японии, более 30% – странам Центральной Европы, среди которых лидируют Германия, Великобритания и Франция. 3.2 Критерии отнесения пищевых продуктов к категории оздоровительных (функциональных) Сегодня ученые в области питания большинства стран мира акцентируют особое внимание на производстве таких продуктов, которые способны поддерживать здоровье потребителей на должном уровне, а также снижать риск ряда заболеваний. Производство таких продуктов является реализацией концепции оптимального или здорового питания (иногда его называют положительным). Существуют различные определения оздоровительных функциональных продуктов, сформулированных иностранными и отечественными авторами. Все они подчеркивают специфическую особенность оздоровительных продуктов; их способность на молекулярном и клеточном уровнях обеспечивать эффективное 62 протекание всех метаболических процессов в живом организме. Это и является основным критерием отнесения определенных пищевых продуктов к категории функциональных (оздоровительных – синоним). К функциональным относят продукты, при регулярном потреблении которых осуществляют благоприятное воздействие на здоровье человека. Функциональные продукты – это продукты, содержащие в своем составе физиологически (биологически) активные ингредиенты, которые восстанавливают дефицит незаменимых компонентов в питании человека, способствуют поддержанию и улучшению состояния здоровья и снижению риска возникновения определенных заболеваний. Функциональные продукты относятся к продуктам массового потребления, имеют вид традиционной пищи и предназначены для питания в составе обычного рациона основных групп населения, содержат функциональные ингредиенты, которые оказывают биологически значимое положительное влияние на организм человека в ходе происходящих в нем обменных процессов. Для производства функциональных продуктов используют следующие технологические приемы: – изъятие в ходе технологического процесса компонентов сырья, способных оказать негативное влияние на здоровье потребителей (тяжелые металлы, пестициды и другие ядохимикаты, радионуклиды и т.п.); – внесение эссенциального компонента, который отсутствует в пищевом сырье, или увеличение концентрации компонента, который естественным образом накапливается в сырье, для повышения его положительного влияния на организм человека. В целом этот подход можно назвать обогащением сырья или полуфабрикатов необходимыми биологически активными веществами; – замена потенциально вредного компонента на другой, положительное влияние которого на организм человека однозначно доказано. 63 На сегодня наиболее реальным, быстрым, экономически выгодным, технологически доступным является производство широкого спектра функциональных пищевых продуктов на основе обогащения традиционных пищевых продуктов теми биологически активными компонентами, которых не хватает в рационе питания населения. Поэтому при создании функционального продукта один из основных этапов – это обоснование выбора и выбор тех биологически активных веществ (функциональных ингредиентов), которые должны сформировать новые свойства готового продукта, связанные с их способностью производить определенное физиологическое воздействие на те или иные органы и системы живого организма. Итак, вторым важным критерием, дающим основание для отнесения пищевой продукт к категории функциональных, является наличие в нем определенных биологически активных веществ в концентрациях достаточных, чтобы вызвать необходимый положительный эффект. Необходимость соблюдения этого критерия заключается и в том, что обогащение традиционного пищевого продукта подобранным комплексом биологически активных веществ (БАВ) связано с потенциальной возможностью функциональных ингредиентов менять потребительские свойства конечного пищевого продукта, однако он должен отличаться от традиционной пищи. В связи с этим их выбор и обоснование должны осуществляться с учетом совокупности потребительских свойств и целевого физиологического влияния создаваемого функционального продукта. Основные технологические подходы к обогащению пищевых продуктов приведены на рисунке 3.2. По сравнению с обычными повседневными продуктами функциональное питание должно быть полезным для здоровья и не наносить организму человека никакого вреда. Важно отметить, что эти требования касаются как продукта в целом, так и отдельных его ингредиентов (БАВ). 64 Традиционный пищевой продукт Функциональные ингредиенты (БАВ) Питательные свойства Функциональные свойства Положительный оздоровительный эффект Функциональный пищевой продукт Рисунок 3.2 – Этапы создания функционального пищевого продукта Продукты для здорового питания не являются лекарством и не лечат, но они помогают предотвратить болезни и старение организма в неблагоприятной экологической окружающей среде, которое, к сожалению, набирает все большие масштабы. Место оздоровительного положительного питания ученые определяют как среднее между обычным, когда человек ест то, что он хочет или может, его главная цель – насытить организм и диетическим – в комплексном лечении определенной болезни. Кроме уже указанных синонимов для нового поколения пищевых продуктов – продукты функционального, оздоровительного, оптимального, положительного, профилактического питания – в Японии существует еще одна разновидность этой категории продуктов. Это особая категория продуктов, которые отличаются от питания, просто обогащенного функциональными ингредиентами – «Фошу» (FOSHU – Food for Specific Health Use – продукты для специфического оздоровительного использования). Продукты «Фошу» разделяют на 5 групп: 1) иммуностимулирующего действия; 2) продукты, предотвращают диабет и болезни сердца; 3) снижающие уровень холестерина; 4) улучшающие пищеварение и повышающие уровень абсорбции витаминов и минералов; 65 5) геронтологического назначения. FOSHU должны отвечать трем основным требованиям: – быть эффективными, включая клинические испытания; – иметь гарантию безопасного потребления; – содержать эффективные компоненты. Японская регламентирующая система для FOSHU сфокусирована на оздоровительных свойствах специфических продуктов. Существует перечень испытанных продуктов, при маркировке которых разрешается отмечать, что они обладают оздоровительными свойствами. Процесс внедрения функционального продукта в Японии длится около 1 года. Компании, предлагающие такой продукт, должны предоставить следующую информацию: – научную документацию с медицинскими доказательствами оздоровительных свойств продукта; – рекомендуемые дозы употребления функциональных ингредиентов в составе продукта; – доказательства безопасности ингредиентов; – физические и химические характеристики; – методы тестирования; – данные композиционного анализа. На продукт должен быть подготовлен формуляр, который подают в соответствующий отдел местной префектуры и в Министерство здравоохранения и благополучия (Ministry of Health and Welfare – MHW) Формуляр содержит следующие пункты: 1. Название и адрес руководителя компании. 2. Название продукта. 3. Дата изготовления. 4. Состав. 5. Цель внедрения. 6. Оздоровительные свойства и информация о питательности. 7. Список ингредиентов и их процентное содержание. 8. Технология производства. 9. Протокол анализа питательности и энергетической ценности. 66 10. Объяснение, каким образом продукт будет улучшать рацион и поддерживать (улучшать) здоровье всей популяции. 11. Суточная норма потребления. 12. Показания и предостережения относительно применения. 13. Инструкции по приготовлению, хранению, употребления продукта. 14. Приложение. Приложение может содержать следующую информацию: 1. Образец упаковки с маркировкой. 2. Документацию с клиническими доказательствами функционального воздействия продукта на здоровье. 3. Документацию об исследовании норм потребления продукта или функциональных, ингредиентов. 4. Документацию по безопасности продукта или его функционального компонента. 5. Документацию о физико-химические свойства и методы тестирования функциональных компонентов продукта. 6. Результаты качественных и количественных анализов компонентов как питательных веществ продукта. 7. Результаты нутриентного анализа и расчетов энергии. 8. Копии внедренных корпорацией нормативных документов. 9. Описание метода производства, необходимого оборудования, объяснение системы контроля качества. 10. Копию контракта с производителем, если заявитель не является производителем продукции. 11. Причины, по которым в приложении отсутствует каждый из указанных выше документов. Если продукт принимается к производству, его маркировка содержит: – таблицу питательной и энергетической ценности; – обозначение продукта «Фошу»; – рекомендуемое количество к употреблению; – любые оговорки относительно потребления, приготовления, хранения продукта; – название и адрес фирмы, внедряющей продукт, если она не является его производителем. 67 Поэтому можно предложить классификацию пищевых продуктов, которые производит сегодня пищевая промышленность разных стран мира (рисунок 3.3): Продукция современной пищевой промышленности Продукты массового питания Оздоровительные (функциональные) продукты Продукты для специального (оздоровительного) питания Рисунок 3.3 – Классификация пищевых производимых современной пищевой индустрией Продукты для лечебного питания продуктов, Традиционные продукты массового потребления – пищевые продукты, предназначенные для питания основных групп населения, произведенные по традиционной технологии. Оздоровительные продукты (физиологически функциональные продукты) – продукты питания (в том числе биологически активные добавки к пище), предназначенные для питания основных групп населения, полезные для здоровья, которые, кроме пищевой ценности основных нутриентов, благодаря добавкам функциональных ингредиентов, имеют профилактические и оздоровительные свойства. Продукты для специального оздоровительного питания (Р08Н0, Япония) – это пять групп пищевых продуктов с дифференцированно направленным оздоровительным действием и документально подтвержденными клиническими доказательствами функционального воздействия на организм человека. Продукты для лечебного питания – пищевые продукты специального назначения (для отдельных групп населения) для приема в комплексной терапии заболеваний, характеризующихся измененными химическим составом и физическими свойствами. Как уже отмечали, продукты оздоровительного направления должны быть абсолютно безопасными для потребителя. Поэтому третьим важным признаком, позволяющим отнести пищевой 68 продукт к категории функциональных, является подтверждение гарантии его безопасного потребления. Для сложных экономических условиях такая гарантия должна основываться хотя бы на результатах исследований в эксперименте (то есть на живых тест-объектах, группах подопытных животных), а для продуктов FOSHU необходимы, кроме исследований на животных, и результаты клинических наблюдений (т.е. пациентов с определенными заболеваниями). 3.3 Нормативное продуктов в Европе регулирование оздоровительных Функциональные продукты – это феномен, который недавно появился в Европе и пока не подвергался нормативному регулированию. На такие продукты распространяется общее пищевое законодательство. В оценке функциональной пищи наиболее важными являются два аспекта: эффективность и безопасность. Для того чтобы получить объективное доказательство эффективности нового компонента или продукта, необходимо научное обоснование его оздоровительного действия, а также экономические расчеты. В зависимости от типа внедряемого функционального продукта для оценки его безопасности могут быть применены различные виды регламентов: для биологически активных добавок; для продуктов особого пищевого потребления (PARNUTS) для пищевых добавок. В большинстве случаев на них распространяется регламент новых пищевых продуктов (ЕС Регламент №258/97). Любая еда или пищевой ингредиент, которые не потреблялись в ЕС до 15 мая 1997 года, должны пройти оценку на безопасность в соответствии с этим законодательного акта. Регламент охватывает очень широкий спектр пищевых продуктов и ингредиентов: трансгенные пищевые продукты; продукты и ингредиенты с новой молекулярной структурой; продукты, содержащие микроорганизмы или выделенные из них; продукты, животного и растительного происхождений, которые воспроизводятся 69 нетрадиционными методами; пищевые продукты и ингредиенты, полученные новым способом, допускает изменение состава и структуры продуктов или ингредиентов, имеет влияние на их пищевую ценность, метаболизм или уровень нежелательных веществ. В соответствии с требованиями Регламента, новые продукты должны соответствовать трем основным критериям: – должны быть безопасными для потребителя; – не должны вводить потребителя в заблуждение; – не должны отличаться от традиционных продуктов. Для оценки новой пищи или ингредиентов и решения вопроса об их внедрении на рынок, в соответствии с Европейским законодательством, должны быть представлены по крайней мере 11 блоков информации: 1) спецификации на происхождение и состав новых продуктов; 2) эффект может проявляться во время производственных процессов; 3) использование и характеристики организмов, применяющихся как источник для новых продуктов; 4) влияние внедренных модификаций на свойства продукта; 5) степень предсказуемых и непредсказуемых воздействий; 6) стабильность внедренных модификаций; 7) оценка влияния внедрения нового продукта на пищевые традиции и привычки в популяции; 8) анализ питательной ценности; 9) аллергенность и влияние на людей, чувствительных к аллергиям; 10) токсичность, микробиологические риски; 11) любая информация о влиянии нового продукта на популяцию людей или ее части. На функциональные продукты распространяется также действие других важных директив и регламентов Европейского законодательства по безопасности пищевой продукции. Одним из первых примеров функциональной пищи, безопасность которой была оценена в Европе в соответствии с 70 законодательным актом по новым видам пищевых продуктов, были продукты, обогащенные фитостероллами, потребление которых снижает уровень холестерина в крови людей, страдающих гиперхолестеринемией. Контрольные вопросы: 1. Перечислите основные свойства функциональных продуктов питания. 2. Какие медико-биологические требования предъявляют к функциональным продуктам питания? 3. Принципы преобразования пищевого продукта в функциональный. 4. Охарактеризуйте способы разработки функциональных продуктов. 5. Этапы разработки и создания функциональных продуктов питания. 6. Что такое функциональные продукты? 7. Какие технологические приемы используют для производства функциональных продуктов? 8. Требования Регламента к функциональным продуктам питания. Тема 4 Функциональные ингредиенты пищи и их роль в питании человека 4.1 Формование ингредиентного функциональных пищевых продуктов состава Выбор пищевых микронутриентов или природных источников биологически активных веществ должен базироваться на основных условиях разработанных ВОЗ. Получение свойств функционального ингредиента достигается специальной обработкой, обеспечивающих их стабильность. Дополнительно функциональный ингредиент должен быть стандартизирован по содержанию активной основы, чтобы информацию о нем можно было вынести на этикетку пищевого 71 продукта. Необходимы четкие рекомендации по применению каждого функционального ингредиента в производстве пищевых продуктов, особенно с целью обеспечения его стабильности в ходе технологического процесса и срока годности производимого функционального продукта. Компоненты пищевых продуктов по количественному содержанию делятся на макронутриенты (доминирующие компоненты, составляющие 90–98% от общего количества пищевых веществ) и микронутриенты, представленные в микроколичествах. Функциональные продукты отличаются от традиционных отсутствием антинутриентов и повышенным и сбалансированным количеством микронутриентов – нутрицевтиков (рисунок 4.1). В натуральных функциональных продуктах большую часть природных микронутриентов составляют функциональные ингредиенты. Специальной технологической обработкой и дополнительным включением в рецептуру определенных добавок обеспечивается улучшение качества и пищевой ценности продуктов, а также предоставление им функциональных или лечебно-профилактических свойств. К пищевым ингредиентам относят три категории пищевых веществ, которые отличаются по химическому составу, физико-химическим свойствам, биологической активности и пищевой ценности: пищевые технологические добавки (пищевые добавки), биологически активные или функциональные добавки, пищевые улучшители и обогатители. 72 Рисунок 4.1 – Классификация пищевых ингредиентов Функциональные свойства пищевых продуктов определяются биологическими и фармакологическими свойствами функциональных ингредиентов, входящих в их состав. Такие ингредиенты должны соответствовать следующим требованиям: – иметь естественное происхождение; – употребляться перорально, как обычная пища; – не снижать питательных ценностей пищевых продуктов; – быть безопасными с точки зрения сбалансированного питания; – быть полезными для здоровья, что научно подтверждено, а суточные дозы утверждены специалистами; 73 – иметь точно определенные физико-химические показатели, методы исследования которых известны и доступны. На современном этапе развития пищевой науки и технологии выделяют следующие группы функциональных ингредиентов пищевых продуктов: – витамины; – минеральные вещества; – гликозиды и изопреноиды; – полиненасыщенные жирные кислоты; – пищевые волокна; неусваиваемые олигосахариды, устойчивые виды крахмала; – аминокислоты и пептиды; – ферменты; – антиоксиданты; – пробиотики: лактобактерии и бифидобактерии; – пребиотики: соевые олигосахариды, инулин, лактулоза, лактитол, резистентные виды крахмала. 4.2 Олигосахариды Неусваиваемые олигосахариды содержат от 3 до 19 мономеров. Дисахариды (лактулоза, ксилобиоза) обладают такими же свойствами, как олигосахариды и поэтому их также включают в эту группу. Специфическое биологическое действие неусваиваемых олигосахаридов, обусловлено тем, что они являются пребиотиками – веществами, которые гидролизуются и не всасываются в верхней части кишечника человека, а попадают в неизмененном виде в толстую кишку, где используются как субстрат полезными бактериями. Олигосахариды способны снижать уровень токсичных метаболитов, холестерин, кровяное давление, риск возникновения новообразований (таблица 4.1). 74 Таблица 4.1 – олигосахаридов Физиологические Физиологические функции функции неусваиваемых Олигосахариды Стимуляция индигенных и угнетение Фруктоолигосахариды, стахиоза, гнилостной микрофлоры рафиноза, инулиноолисахариды, кишечника – профилактика диареи, а галактоолигосахариды, лактулоза, также онкогенных и заболеваний ксилоолигосахариды, печени за счет уменьшения глюкозилсахароза, токсичных метаболитов и вредных ациклодекстрины, ферментов изомальтоолигосахариды Промотирование бифидобактерий – Фруктоолигосахариды, лактулоза, профилактика и лечение стахиоза, рафиноза, воспалительных процессов в галактоолигосахариды, результате образования ксилоолигосахариды, бифидобактериями значительного изомальтоолигосахариды количества короткоцепочечных жирных кислот, витаминов и других полезных нутриентов Снижение уровня холестерина в Фруктоолигосахариды, галактон крови олигосахариды, ациклодекстрины, Неусваиваемые олигосахариды используются как добавки в пищевых продуктах – молочных, кондитерских, фруктовых консервах, напитках, мясных и рыбных полуфабрикатах. Концентраты неусваиваемых олигосахаридов, производятся в промышленных масштабах из соевых бобов, отрубей, жома сахарной свеклы, картофельных выжимок, клеточных стенок растений или биотехнологическими методами путем ферментативного гидролиза с применением ферментов карбогидраз (таблица 4.2). Большинство неусваиваемых олигосахаридов, имеют умеренные восстановительные свойства. Они являются водорастворимыми, с высокой водопоглатительной способностью, благодаря чему их можно использовать как криодобавки к пищевым продуктам. 75 Таблица 4.2 – Сырье и ферменты, используемые для производства неусваиваемых олигосахаридов путем ферментативной модификации Сырье 1 Картофель, зерновые Ферментирующ Используемый фермент ийся полисахарид 2 крахмал культуры Не усваиваемый полисахарид 3 4 циклодекстринглюкозил- циклодекстрины трансфераза трансгликозилаза а-глюкозидаза р-глюкозидаза изомальтоолигосахари ды изомальтоолигосахари ды гентиолигосахариды Сахарный тростник, сахарная свекла сахароза р- фруктозилтрансфераза фруктоолигосахариды Топинамбур цикорий, артишок Молочная сыворотка инулин инулаза фруктоолигосахариды лактоза р-галактозидаза р-галактоолигосахариды Древесина, отруби, оболочки зерновых арабинан эндоарабиназа р-галактоолигосахариды арабиногалакта эндоарабиназа н арабиноолигосахариды арабиноксилан эндоксиланаза ксилоолигосахариды галактуронан галактуронолигосахари ды рамно галактуронан олигосахариды а-глюкозилтрансфераза изомальтулоза цукрозо-6-глюкозилмутаза палатиноза полигалактуроназа рамно галакту- рамногалактуроназа ронан ксилоглюкан эндоглюконаза ксилоглюкоолигосахар иды Отдельным направлением можно считать их применения как носителей ароматизаторов. Они являются сильными ингибиторами 76 ретроградации крахмала, выполняют присущую жирам роль в обеспечении реологических, органолептических и физиологических свойств пищи. Неусваиваемые олигосахариды, могут также использоваться как подсластители в сочетании с более интенсивными заменителями сахара. Устойчивые виды крахмала начали рассматривать как функциональные ингредиенты пищевых продуктов только в конце прошлого века. В зависимости от степени усвояемости в организме человека их разделяют на те, которые полностью усваиваются, частично устойчивые и устойчивые. Степень усвояемости обусловлена количеством «остаточных декстринов», входящих в состав. Полностью усваиваемый крахмал, расщепляется до глюкозы и всасывается в тонком кишечнике, а устойчивые виды – поступают в толстую кишку, где подвергаются микробной ферментации. В результате образуются карбоновые кислоты – уксусная, пропионовая и масляная. Масляная кислота является энергетическим сырьем для клеток слизистой оболочки толстой кишки. Карбоновые кислоты усваиваются бактериями, которые живут в нижних отделах кишечника, они пребиотиками, то есть веществами, полезными для естественной микрофлоры кишечника человека. Устойчивые виды крахмала являются важными компонентами функциональных продуктов, а разработка методов их получения – считается актуальным направлением пищевой технологии. 4.3 Резистентные виды крахмала Резистентные виды крахмала сочетают функциональные свойства пищевых волокон и пребиотиков. Они проявляют также профилактический эффект в питании человека. Резистентные виды крахмала были в 1992 году определены как «сумма крахмала и продуктов деградации крахмала, недоступных для ферментации в тонкой кишке». 77 Физиологическая функциональность резистентных видов крахмала подобная пищевых волокон. Они улучшают состояние толстой кишки и увеличивают выход фекальных масс. По сравнению с пищевыми волокнами резистентные виды крахмала способствуют образованию бутират, которые улучшают работу толстой и прямой кишки. Кроме того, резистентные виды крахмала влияют на обмен веществ, уменьшая уровень глюкозы в крови, что способствует снижению массы тела. Как следствие, резистентные виды крахмала относятся к классу пребиотиков и служат субстратом для микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Резистентные виды крахмала делятся на 4 типа: – физиологически недоступный крахмал, который локализуется в растительных клетках целых и частично разрушенных зерен; – природные банановые, высокоамилозные кукурузные и пшеничные виды крахмала; – кристаллические виды крахмала, которые образуются в результате ретроградации желатиновидных видов крахмала; – некоторые химические модифицированные виды крахмала. Резистентные виды крахмала относятся к перспективным пробиотикам. Среди пищевых добавок выделяют техно-функциональные ингредиенты. Ассортимент новых техно-функциональных ингредиентов включает: – хлебопекарные ферменты, в составе которых две новые бактериальные ксиланазы, изъятые из микроорганизмов; – два вида пшеничного глютена, которые улучшают выпечку хлеба и гидратацию теста; – жировая начинка с высокой функциональностью и мономорфной структурой, которая способствует повышению в 2 раза продолжительности хранения; – барьерные системы, препятствующие миграции влаги в многослойных пищевых продуктах; – высокосортные сложные эфиры сахарозы, используемых в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий и приготовлении соусов; 78 – порошкообразный эмульгатор, который отличается равномерным распределением в тесте и имеет длительный срок хранения; – препараты для распределения вкусовых веществ и консервантов; – ингредиенты для покрытия глазурью шоколада; – ферменты для улучшения обработки пищевой муки; – гидролизированная пшеничная мука для включения в жидкость на основе молока, фруктовых соков и воды; – волокна рисовой муки для включения в рецептуру хлеба; – казеинаты с низкой вязкостью для улучшения брожения; – пищевые фосфаты, используемые при копчении, а также в молочных продуктах и хлебобулочных изделиях. 4.4 Пищевые волокна Пищевые волокна (клетчатка, диетические, растительные, грубые, балластные вещества) – это комплекс биополимеров, формирующий стенки растительных клеток. К пищевым волокнам относятся вещества различной химической природы (рисунок 4.2). Рисунок 4.2 – химической природе Классификация пищевых волокон по Гемицеллюлоза – это разветвленные полисахариды, содержащие в своем составе остатки пентоз и гексоз. Лигнин – полимер ароматических спиртов, пектины – сложные комплексы коллоидных полисахаридов. Молекулы пектинов состоят из остатков α-β-галактуроновой кислоты. 79 Большинство населения земного шара съедает не более 25 г пищевых волокон в сутки, из которых 10 г с хлебом и другими продуктами из злаков, около 7 г – с картофелем, 6 г – с другими овощами и только 2 г – с фруктами и ягодами. Пищевые волокна (сумма полисахаридов и лигнина) относят к пребиотикам, которые не перевариваются эндогенными секретами желудочно-кишечного тракта человека. Они делятся на три группы: 1. Пищевые волокна, ферментирующиеся бактериями: пектин (овощи, фрукты); камеди – водорастворимые клейкие полисахариды, состоящие из глюкозы, галактозы, маннозы, арабинозы, рамнозы и их уроновых кислот; слизи – полисахариды из семян льна, морских водорослей; гемицеллюлоза (злаковые, кукуруза). 2. Пищевые волокна, частично ферментирующиеся бактериями целлюлоза, гемицеллюлоза. 3. Неферментированные волокна: лигнин. Содержание пищевых волокон в продуктах неодинаково. Среднее количество (1–1,9 г/100 г продукта) содержится в моркови, сладком перце, петрушке, редисе, тыкве, дыне, черносливе, лимоне, апельсинах, брусники, фасоли, гречневой и перловой крупах, ржаном хлебе. Более высокое содержание (2–3 г/100 г продукта) обнаружено в чесноке, клюкве, красной и черной смородине, черноплодной рябине, хлебе из белково-отрубной муки. Более 3 г/100 г продукта пищевых волокон содержится в укропе, кураге, клубнике, малине, чае (4,5 г/100 г), овсяной муке (7,7 г/100 г), пшеничных отрубях (8,2 г/100 г), сушеном шиповнике (10 г/100 г), жареных зернах кофе (12,8 г/100 г), овсяных отрубях (14 г/100 г). Суточная потребность в пищевых волокнах взрослого человека составляет 20–35 г, но реально среднестатистический европеец получает их не более 13 г. Недостаточность пищевых волокон в рационах приводит к ряду патологических состояний, так или иначе связанных с нарушением микрофлоры кишечника. С дефицитом пищевых волокон в рационе связывают развитие таких болезней, как рак толстой кишки, желчно каменная болезнь, 80 сахарный диабет, ожирение, ишемическая болезнь сердца, тромбоз сосудов нижних конечностей и др. Достаточно распространены многокомпонентные пребиотические препараты, которые называют «синбиотики» или «мультипробиотики». Они способствуют имплантации внесенных пробиотиков и стимулируют жизнедеятельность собственной микрофлоры организма. Синбиотики называют лечебно-профилактическими препаратами и пищевыми продуктами, содержащими комплексы пробиотиков и пребиотиков. Основные группы синбиотиков – это молочные и кисломолочные напитки, фруктовый напиток с молочнокислыми бактериями и толокном, бифидобактерии совместно с фруктоолигосахаридами, молочные бактерии совместно с галактоолигосахаридами и бифидобактерии совместно с лактитолом. В связи с расширением функций микроорганизмов в проектировании пищевых продуктов, возникают определенные сложности. Научно-практическими направлениями, связанные с микробной экологией, являются: – разработка экспрессных молекулярных методов исследования состава и активности микробиоценозов человека и животных; – поиск новых пребиотических функциональных субстанций; – исследование и детализация молекулярных, биохимических и других механизмов эффективности пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков в профилактике, лечении; – углубление оценки безопасности пробиотических препаратов и продуктов питания, используемых человеком; – исследование возможности использования представителей нормальной микрофлоры в качестве носителей при конструировании разного рода бактериальных и вирусных вакцин; – создание современных биотехнологических предприятий по производству пребиотиков, синбиотиков, стартовых заквасок прямого внесения, антибиотиков, иммуномодуляторов, витаминов, 81 биогенноактивных пептидов на основе представителей нормальной анаэробной микрофлоры человека и животных. Классификация пищевых волокон Существует несколько классификаций пищевых волокон. Согласно строению полимеров они делятся на гомогенные (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота) и гетерогенные (целлюлозолигнины, гемицеллюлоза-целлюлозолигнины, холоцеллюлозы и др.). В зависимости от вида сырья, из которого получают пищевые волокна, их разделяют на пищевые волокна из низших (водоросли, грибы) и высших растений (злаки, травы, древесина) по физико-химическим свойствам – на растворимые в воде (пектины, камеди, растворимые гемицеллюлозы, протопектин, лигнин, устойчивые виды крахмала). Согласно особенностями физиологического действия пищевых волокон, они классифицируются как влияющие на: – обмен липидов (пищевые волокна пшеничных отрубей, трав, виноградных выжимок, пектины, целлюлоза, лигнин); – обмен углеводов (пищевые волокна трав, пектины, Р-глюканы и др.); – обмен аминокислот и белков (глюкоманан), обмен минеральных и других веществ (пищевые волокна пшеничных отрубей, свеклы и др.). Свойства пищевых волокон Биологическая ценность пищевых волокон обусловлена их физико-химическими свойствами. Чрезвычайно важную роль играют пищевые волокна в функционировании толстой кишки. Основными свойствами пищевых волокон являются: – способность удерживать воду – первое место занимают волокна пшеничных отрубей, далее следуют волокна моркови и яблок, баклажанов, капусты, груш, зеленого горошка и др.; – адсорбционный эффект – связывают и выводят из организма желчные кислоты, адсорбируют различные метаболиты, токсины, электролиты, тяжелые металлы и другие ксенобиотики; – источник энергии – 50% пищевых волокон под действием бактерий распадается до жирных кислот, диоксида углерода, водорода и метана; 82 – антиканцерогенное действие – связывают рецепторы и эстрогены эпителия молочной железы и толстой кишки, блокируя пролиферацию клеток под действием эстрогенов; – положительно влияют на обмен липидов – обеспечивают профилактику сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения; – нормализуют микрофлору кишечника – снижается риск заболевания дисбактериозом; – замедляют гидролиз углеводов, нормализует уровень глюкозы в крови (снижается риск заболевания диабетом); – нормализирует прохождение химуса кишечником (снижают риск онкологических заболеваний, запоров, геморроя, дивертикулеза); – проявляют пребиотической действие (способствуют бактериальном синтеза витаминов В1, В2, В6, РР) (рисунок 4.3 – 4.4). Рисунок 4. 3 – Действие пищевых волокон в кишечнике 83 Рисунок 4.4 – Специфические участки физиологического действия волокон Много клетчатки содержат бобовые (3,9–5,7%), овсяная крупа (2,8%), толокно (1,9%), зерно (2,3%), морковь, томаты, тыква (1,2%), картофель, гречневая крупа (1,1%), хлеб пшеничный из цельного зерна (2,0%). 4.5 Сахарозаменители и полисахариды (инулин) В Японии с 1992 г. лактулоза включена в список ингредиентов программы FOSHU «как специальный пищевой материал для поддержания здоровья и защиты от внутренних инфекций». В 1995 г. Японской ассоциацией здоровья и продуктов питания лактулоза утверждена как составная часть продуктов, которая «обеспечивает количественный рост бифидобактерий в кишечнике, поддерживает органы в хорошем состоянии». Один из ведущих специалистов по функционального питания Г. Мизота (Япония) обобщил основные свойства лактулозы: – увеличение численности бифидо- и лактобактерий; – подавление патогенной и условно-патогенной микрофлоры; – подавление токсичных метаболитов и вредных ферментов; – увеличение абсорбции минералов и укрепления костей; – стимулирование функций печени; – активизация иммунной системы, связанной с увеличением количества бактерий, стимулирующих иммуногенез; 84 – антиканцерогенный эффект, связанный с активизацией иммунной системы клетками бифидобактерий. Он обобщил физиологическое значение лактулозы следующим образом: «Значение бифидобактерий раскрыто и научно обоснованно. Важность лактулозы как бифидогенного фактора может быть использована не только в фармацевтике, но и в функциональном питании. Лактулоза может и должна быть популярна в нашей жизни как сахар с огромным физиологическим значением». Производство отечественной лактулозы было освоено в 1998 г. Она используется в производстве различных продуктов. Международный комитет по применению лактулозы, расположен в Цюрихе (Швейцария). Особое значение имеют свойство лактитола образовывать аморфную структуру карамели. В сочетании с крахмальной патокой, сиропом мальтитола или полидекстроза он дает возможность производить прозрачную карамель с удлиненным сроком хранения. На лактитол можно производить и мягкую жевательную карамель. Инулин – полисахарид, который относится к классу пищевых волокон группы фруктозан. В результате его гидролиза образуется фруктоза, которая, кроме стимулирования роста и активности бифидолактофлоры, повышает всасывание кальция в толстом кишечнике, влияет на метаболизм липидов, уменьшает риск атеросклеротических изменений в сердечно-сосудистой системе и предупреждает развитие сахарного диабета. Инулин входит в состав многих растений (клубней артишока, георгин, корней одуванчика, цикория). Инулин представляет собой полисахаридную цепочку, состоящую из фруктозных звеньев с конечной глюкозой. Он не усваивается организмом человека, но необходим для функционирования органов пищеварения балластным веществом. Инулин экстрагируют горячей водой из корней цикория. После очистки и сушки его выпускают в форме тонкодисперсного порошка. Различают две группы инулина: 85 – естественный инулин, выделяемый из цикория имеет в среднем длину цепочки около 12 (степень полимеризации); – инулин высокой очистки, полученный из природного путем удаления короткоцепных молекул, вследствие чего имеет степень полимеризации 25. Инулин может быть в порошкообразном, растворимом и гранулированном состоянии. 4.6 Витамины и минеральные вещества функциональных пищевых продуктов Витамины – это низкомолекулярные органические соединения с высоким биологическим действием, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в очень малом количестве. Они не синтезируются в организме человека или накапливаются в незначительном количестве. Содержание витаминов в продуктах питания не превышает 10–100 мг на 100 г продукта. Они принимают участие в обмене веществ, преимущественно регулируя отдельные биохимические и физиологические процессы. Преимущественно необходимые для обеспечения механизмов ферментативного катализа, нормального обмена веществ, поддержания гомеостаза, биохимического обеспечения всех жизненных функций организма. Известно около 30 витаминов и витаминоподобных веществ. К витаминоподобным веществам относят соединения, которые в отличие от витаминов синтезируются, выполняют еще и пластические или энергетические функции. Они биологически активные и проявляют лечебный эффект при многих заболеваниях. По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: водо- и жирорастворимые. К водорастворимым витаминам относятся витамины С, РР, группы В, а также витаминоподобные соединения – холин, липоевая кислота и др. Они хорошо растворяются в воде и не растворяются в жирах. В организме эти витамины не депонируются, хотя часть из них синтезируется микрофлорой кишечника. Основная биологическая роль их состоит в том, что 86 большинство из них входит в состав ферментных систем, выполняя коферментные функции. Витамин С в организме человека участвует в окислительновосстановительных процессах как антиоксидант, в процессах тканевого дыхания, улучшает усвояемость железа, участвует в обеспечении биосинтеза нуклеиновых кислот, белков и других соединений. Витамин С поддерживает в здоровом состоянии кровеносные сосуды, кожу и костную ткань, нормализует деятельность иммунной, эндокринной и центральной нервной систем, способствует кроветворению и обезвреживанию и выведению посторонних соединений или ядов. Суточная потребность взрослого человека в аскорбиновой кислоте составляет 50–70 мг. Наибольшее количество ее содержится в шиповнике, черной смородине, клубнике, грецких орехах, печени и др. К витаминам группы В относятся: тиамин, рибофлавин, ниацин, пиридоксин, фолиевая кислота. Тиамин (витамин В1) участвует в обмене углеводов и обеспечении энергией нервной и мышечной систем. Высокую биологическую активность имеет производное тиамина тиаминпирофосфат. Суточная норма витамина В 1 составляет 2–3 мг для взрослых и 0,5 мг – для детей и подростков. Источником витамина являются разнообразные овощи и фрукты, а также мясо и печень. Особенно много его в отрубях пшеницы и риса, пекарских и пивных дрожжах, в бобовых и зерновых культурах. Рибофлавин (витамин В2) принимает участие в обмене жиров и обеспечении организма энергией. Витамин В 2 активизирует процессы биологического окисления. Потребность в витамине В 2 для взрослых составляет 2,5–3,5 мг, для детей – от 1 до 3 мг в сутки. Значительное количество этого витамина содержится в дрожжах, яичном желтке, молочных продуктах. Витамин В6 (пиридоксин) – участвует в процессах кроветворения, обеспечении деятельности нервной системы, нормального состояния кожи, волос, ногтей, костной ткани. Суточная потребность взрослого человека составляет 2–4 мг 87 витамина В6. Больше всего его содержится в пшеничных зародышах и отрубях, дрожжах, пшеницы. Витамин В7 (биотин) – обеспечивает метаболизм жирных кислот в организме, нормализует уровень сахара, помогает усваиваться витаминам группы В, а также фолиевой и пантотеновой кислоте. Биотен является главным источником серы для организма, также принимает участие в синтезе гемоглобина, повышает защитные функции организма и замедляет процессы старения. Суточная норма витамина В7 для взрослого человека составляет 20–50 мкг. Наибольшее его количество содержится в молочных продуктах, орехах всех видов, вареных яйцах, бобовых культурах, морской рыбе, икре, цветной капусте, зелени, Витамин В12 (кобаламин) – используют для лечения различных хронических анемий и нормализации кроветворения, при полиневритах, рассеянном склерозе, радикулитах, для нормализации липидного обмена при жировой дистрофии печени. Витамин проявляет анаболические свойства и используется в педиатрии для лечения новорожденных с недостаточной массой тел. Суточная потребность взрослого человека составляет 2,5–5 мкг витамина В12. Больше всего его содержится в говяжьей печени, яичных желтках, почках, нежирном сухом молоке, лососе, сельди, сардинах. Ниацин (витамин В3, РР, никотиновая кислота, никотинамид) активизирует окислительно-восстановительные реакции углеводно-энергетического обмена, регулирует содержание холестерина, водно-минеральный обмен, деятельность нервной и сердечно-сосудистой систем. Потребность взрослого человека в нем составляет 15–25 мг в сутки, содержится в продуктах животного и растительного происхождения – печени, почках, молочных продуктах, отрубях, дрожжах и др. Фолиевая кислота является составной частью комплекса витаминов группы В. Биологическое значение фолиевой кислоты обусловлено тем, что ее активная форма (тетрагидрофолиевая кислота) в виде кофермента входит в состав ферментных систем, которые катализируют перенос одноуглеродных фрагментов от одних соединений на другие. Особенно важным является 88 перемещение метильных, оксиметильних и формильных групп, которые используются для синтеза различных соединений. Положительное действие фолиевой кислоты по восстановлению в организме запасов липотропных соединений. Фолиевая кислота участвует в синтезе азотных соединений, входящих в состав нуклеиновых кислот. Она необходима для деления клеток, роста и развития всех органов и тканей, особенно нормального развития зародыша и плода, осуществления процессов кроветворения. Суточная потребность человека в фолиевой кислоте составляет 0,2–0,3 мг. Больше фолиевой кислоты обнаружено в дрожжах, печени, мясе, картофеле, капусте. К группе жирорастворимых витаминов относятся витамины А, Е, Д и К. Витамин А (ретинол) является одним из основных витаминов роста. Он поддерживает в здоровом состоянии слизистые оболочки органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, репродуктивных и половых органов. Ретинол повышает активность иммунной системы организма, но наиболее специфическая функция его – активизация функций органов зрения. Суточная потребность взрослого человека в витамине А составляет 0,75–1,5 мг. Он содержится в продуктах животного происхождения: рыбьем жире, печени кита и трески. Каротин как провитамин А встречается во многих растительных продуктах: моркови, абрикосах, перцы, тыквах и др. Витамин Е (токоферол) – играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах организма, перемещении электронов дыхательным цепью. Биологическая роль токоферолов обусловлена тем, что они характеризуются антиоксидантными свойствами и предотвращают чрезмерное окисление липидов в организме и образованию перекисей липидов и накоплению в тканях свободных радикалов, которые проявляют высокую активность и вредно влияют на ткани организма. Суточная потребность токоферолов в пределах 20–30 мг. Витамин Е содержится исключительно в продуктах растительного происхождения (зародыши, масло, салат, петрушка, зеленый орех). 89 Витамин Д (кальциферол) необходим для усвоения организмом кальция и фосфора, формирования и нормального развития скелета и зубов. Суточная потребность в витамине Д составляет 0,0025–0,01 мг. Витамин Д встречается в продуктах животного происхождения (в жире печени морских и пресноводных рыб, икре, коровьем масле, желтке яйца). Витамин К обладает способностью увеличивать свёртываемость крови. При гиповитаминозе К, наряду со снижением свертываемости крови, уменьшается прочность капилляров, которую можно восстановить только систематическим приёмом витамина К. Витамин К ускоряет заживление ран, обладает болеутоляющим действием. Отмечено также его антибактериальное влияние. Витамин К синтезируется бактериями в толстой кишке. Суточная потребность взрослого человека в витамине К – приблизительно 1–2 мг. Витамин К содержится в зелёных листьях салата, шпината, белокочанной и цветной капусте, а также в моркови, томатах, ягодах рябины. Природный витамин К устойчив к высокой температуре, не растворим в «оде, хорошо растворим в жирах. В целом витамины усиливают защитные реакции организма в неблагоприятных внешних условиях, способствующих улучшению физиологических функций организма. Большинство химических элементов в тканях и жидкостях организма образует комплексные соединения с биополимерами (белков, нуклеиновых кислот). Железо в числе микроэлементов играет важную роль в организме человека, которая сводится к участию его в кроветворении и тканевом дыхании. В организме человека содержится 2–5 г железа, из которых около 70% входит в гемоглобина, 4–5% – до миоглобина, которое называют геминовым железом. Кроме того, в организме содержится негеминового железо в виде железобелкового комплекса – ферритина. Физиологическая потребность в железе у детей первого года жизни составляет 6–10 мг в сутки, в подростковом периоде – 12 мг, у 90 мужчин – 10 мг, у женщин – 18 мг (в период беременности – 30– 36 мг). Кальций составляет около 2% массы тела. Почти 97% его содержится в костях в виде нерастворимых солей фосфорной кислоты. Остальные находятся в ионном виде, а также в комплексе с белками альбуминовой фракции во всех тканях и жидкостях организма. Небольшое количество содержится в крови в виде хлорида кальция. Соли кальция играют важную роль в регуляции процессов сокращения мускулов, свертывании крови, в формировании защитных покровных тканей. Кальций относится к элементам, которые плохо всасываются в организме человека и это происходит в тонкой кишке с участием специфических механизмов, которые зависят от наличия витамина В. Суточная потребность в кальции – 0,1–0,2 г. Магний содержится в плазме крови, в органах и тканях. Основная его доля входит в состав костной ткани, где находится в виде фосфатов. Магний участвует в реакции фосфорилирования глюкозы во время преобразования углеводов и получения энергии, в обмене жиров и липоидов – способствует снижению уровня холестерина в крови в условиях гиперхолестеринемии. Магний поддерживает структуры органелл (рибосом, митохондрий), необходимо для функционирования многих ферментных систем. Рекомендуемая физиологическая норма магния составляет 400 мг в сутки. Фосфор в организме содержится в составе органических и неорганических соединений. Кальциевые соли фосфора входят в состав костной ткани, выполняя структурную функцию. В костной ткани сосредоточено более 75% фосфора. Значительное его количество входит в состав биополимеров клеток – белков, нуклеиновых кислот, липидов. Часть фосфора содержится в макроэнергетических соединениях, которые участвуют в энергетическом обмене организма (АТФ, АДФ, АМФ, креатинфосфат). Цинк является необходимым элементом в формировании поведения реакций человека. Ему принадлежит важная роль в процессах образования костей, заживлению ран, регуляции синтеза 91 коллагена, пролонгировании действия инсулина. Цинк входит в состав многих ферментов (более 200), которые принимают участие в обменных реакциях. В организме содержится 1,5–2 г цинка. Суточная потребность в нем составляет 13–14 мг. Йод – жизненно необходимый микроэлемент. Содержание его в организме составляет 25 мг. Наибольшее количество йода (15 мг) концентрируется в щитовидной железе, остальные – в печени, почках, крови, мозга, соответственно 10–6–16–5 %. Основное биологическое действие йода – участие в синтезе гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина). Йод влияет на водно-солевой обмен, окислительно-восстановительные процессы, фагоцитарную активность лейкоцитов, положительно влияет на физическое и психическое развитие. Суточная потребность в йоде здорового человека составляет 50 мкг – для детей в первые 12 месяцев жизни, 90 мкг – для детей от 2 до 6 лет, 120 мкг – для детей от 7 до 12 лет, 150 мкг – для взрослых (от 12 лет и старше), 200 мкг – для беременных и кормящих матерей. 4.7 Пробиотики Пробиотики – живые микроорганизмы, положительно влияющие на здоровья человека, нормализующие состав и функции микрофлоры желудочно-кишечного тракта (чаще всего это бифидобактерии и лактобациллы, способные проявлять антагонизм против патогенных и условно-патогенных микробов). Для коррекции микробной флоры используются специально подобранные пробиотические микроорганизмы в виде пробиотических лекарственных препаратов, биологически активных пищевых добавок или продуктов питания. К основным группам пробиотиков относят: – пробиотики на основе живых микроорганизмов; – пробиотики на основе метаболитов или структурных компонентов представителей нормальной микрофлоры; – пробиотики на основе соединений микробного или иного происхождения, стимулирующие рост и активность 92 бифидобактерий и лактобацилл – представителей нормальной микрофлоры; – пробиотики на основе комплекса живых микроорганизмов, их структурных компонентов, метаболитов в различных сочетаниях и соединениях, которые стимулируют рост представителей нормальной микрофлоры; – пробиотики на основе генно-инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов с заданными характеристиками; – пробиотические продукты питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов, других соединений микробного, растительного или животного происхождения, способных поддерживать и восстанавливать здоровья я через коррекцию микробной экологии организма. Основными требованиями к микроорганизмам, которые служат основой пробиотиков, являются: – изолированность с организмов тех видов животных и человека, для которых они будут назначены; – способность проявлять полезное действие на организм, подтвержденную лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями; – в случае введения в больших количествах должны характеризоваться минимальной способностью к транслокации из пищеварительного тракта во внутреннюю среду микроорганизма, а за время длительного использования не должны вызывать побочные эффекты; – должны быть устойчивыми к рН, желчных кислот, антимикробных субстанций; – способны хорошо проявлять адгезию к эпителию соответствующих слизистых оболочек; – должны проявлять стабильные характеристики как в клиническом, так и в технологическом плане; – должны быстро расти и размножаться в условиях, близких к таким, как в кишечнике; – иметь четкое физиолого-биохимическую и генетическую маркировки с целью исключения фальсификации, а в ходе 93 периодического контроля устанавливать идентичность исходных проблемных штаммов и производственных культур при их использовании. В течение многих лет ведется поиск оптимальных решений в профилактике возникновения дисбактериоза и увеличения сопротивляемости организма к неблагоприятным факторам внешней среды. С этой целью используют ферментированные с помощью бактерий кисломолочные продукты. Такие продукты, содержащие живые микроорганизмы или ферментированные ними, получают название – пробиотические. Пробиотики – живые микроорганизмы: молочнокислые бактерии, чаще бифидо- или лактобактерии, иногда дрожжи, которые находятся в кишечнике здорового человека. Термин «пробиотики» означает «для жизни» (в отличие от термина «антибиотики» – «против жизни») в отношении чувствительных к ним живых организмов. Применение пробиотиков приводит к увеличению количества молочнокислых бактерий, которые естественно присутствуют в кишечнике. Микроорганизмы, которые входят в состав пробиотических продуктов, не патогенны, не токсичны, содержатся в достаточном количестве, сохраняют жизнеспособность при прохождении желудочно-кишечным трактом и хранении. Основными преимуществами пробиотиков являются: – колонизация желудочно-кишечного тракта пробиотическими микроорганизмами, которые проявляют антагонизм в отношении условно-патогенных и патогенных бактерий, вирусов, грибов и дрожжей; – улучшению внешнего баланса микроорганизмов в кишечнике и ликвидация дисбактериозов и дисбиоза в целом; – оптимизация пищеварения и нормализация моторной функции кишечника в результате выработки субстанций, имеющих морфокинетическое действие; – регулирование времени прохождения пищи по желудочнокишечному тракту за счет участия в метаболизме желчных кислот; – детоксицирующая и защитная роль: предупреждение негативного воздействия радиации, химических загрязнителей 94 пищи, канцерогенных факторов, экзотической пищи, загрязненной воды за счет стимулирования иммунного ответа и повышения неспецифической имунорезистетности. Лактобациллы, как пробиотики, считаются наиболее активными участниками в морфогенезе и функционировании иммунокомпетентных клеток и тканей организма. В целом, пробиотики являются важным и необходимым инструментом защиты здоровья человека, прежде всего от дисбактериозов желудочно-кишечного тракта, которые возникают как результат нерациональной антибиотикотерапии, неправильного питания, экологических факторов. Актуальным можно считать необходимость: – разработки концепции использования пробиотиков в питании человека как важного средства реабилитации и профилактики желудочно-кишечных заболеваний в массовом масштабе; – формирование нормативной базы: ДСТУ, ГОСТ, инструкций и других нормативных документов, регулирующих производство, хранение, реализацию, качество и безопасность пробиотических продуктов питания, штаммов-продуцентов пробиотиков, бактериальных концентратов; – организация комплекса мероприятий, направленных на обеспечение населения эффективными, безопасными и доступными средствами коррекции нарушений кишечного и других микробиоценозов, а также пропаганды и популяризации, расширение информации о пробиотические продукты, их польза для здоровья человека. Отдельную нишу рынка функциональных продуктов занимают пре- и пробиотические продукты питания. В состав пищевых продуктов, употребляемых ежедневно, должны включаться пробиотические микроорганизмы только после изучения их природы, стабильности свойств, безопасности для людей, выживание в среде пищевого продукта и многоэтапного исследования функциональной эффективности (последний один из самых ответственных на пути продвижения продукта к потребителю). 95 К качеству пробиотических продуктов ставят высокие требования. Они должны распространяться и на характеристики компонентов, входящих в их состав; включать минимальное количество живых культур-пробиотиков на конец срока годности; жестко регламентированы условия и сроки хранения; рекомендации относительно их потребления. Маркировка на этикетках должно давать четкую информацию о том, какие культуры содержатся в конкретном пробиотическом продукте, количество их живых клеток, как следует хранить продукт, с кем можно контактировать, если потребитель хочет узнать что-то дополнительно. Соблюдение всех приведенных условий может сделать применение пробиотических продуктов максимально эффективным. 4.8 Пребиотики Пребиотики – вещества, трудно усваивающиеся организмом, которым присуща селективная стимуляция жизнедеятельности микроорганизмов, входящих в состав микрофлоры нижних отделов кишечника. С целью профилактики и коррекции микроэкологических нарушений в пищевом канале используют различные пребиотики, которые селективно стимулируют рост полезных веществ (таблица 4.3). Таблица 4.3 – Основные виды пребиотических соединений Группа Вещество, стимулирующее рост Моносахариды, Ксилит, мелибиози, целобиоза, рафиноза, сорбит и др. спирты Олигосахариды Лактулоза, лацитол, соевый олигоцукрид, латитоолигоцукрид, фруктооли- гоцукрид, галактоолигоцукрид, изомальтоолигоцукрид, диксилоолигоцук- рид и др. Полисахариды Пектины, пулулан, декстрин, инулин, хитозан и др. Ферменты Р-микробные галактозидазы, протеазы сахаромицетов и др. Пептиды Соевые, молочные и др. 96 Продолжение таблицы 4.3 Аминокислоты Валин, аргинин, глутаминовая кислота и др. Антиоксиданты Витамины А, С, Е, а-, Р-каротин, другие каротиноиды, глутатион, убихинол, соли селена и др. Ненасыщенные Эйкозапентаеновая кислота и др. жирные кислоты Органические Пропионовая, уксусная, лимонная и др. кислоты Растительные и Морковный, картофельный, кукурузный, рисовый, тыквенный, микробные чесночный, дрожжевой и др. экстракты Другие Лецитин, пара аминометилбензойна кислота, лизоцим, лактоферрин, глюконовая кислота, крахмальная патока и др. К пребиотикам относятся вещества, удовлетворяющие следующие требования: – не гидролизоваться и не всасываться в верхней части желудочно-кишечного тракта; – быть селективным субстратом для полезных бактерий, живущих в толстом кишечнике, то есть стимулировать их рост или биохимическую активность; – изменять баланс кишечной микрофлоры в сторону более благоприятного для организма человека состава; – индуцировать полезные эффекты не только на уровне желудочно-кишечного тракта, но и организма в целом, то есть обеспечивать системные эффекты. Свойства пребиотиков проявляют отдельные белки (гликопептиды, лактоглобулин), витамины и их производные (пантотеновая кислота, пантотенат, инозит). Наибольшее количество пребиотиков имеет углеводную природу – это фруктоолигосахариды, изомальтоолигосахариды, лактулоза, галактоолигосахариды, пищевые волокна, устойчивые виды крахмала, инулин и др. Среди пребиотиков наиболее известные поли- и олигофруктаны, соевые олигоцсахариды, галактоолигосахариды, изолированные из природных источниках или полученные биотехнологическим или синтетическим методами. 97 Пребиотики реализуются самостоятельно, в виде обогатительных добавок к разнообразным продуктам питания, а также в сочетании с пробиотическими микроорганизмами (синбиотиками). Кроме рассмотренных, в качестве пребиотических субстанций используются также различные блокаторы адгезии и ингибиторы роста патогенных и оппортунистических микроорганизмов (лектины, антиадгезины и др.). Для нормализации микробиоценоза предложены многочисленные способы, но наиболее распространенным из них является проведение направленной микробной колонизации кишечника с помощью живых микроорганизмов, применение пребиотиков – пищевых веществ с особыми свойствами. Термин «пребиотики» используется для определения веществ или диетических приложений, которые не гидролизируются и антациды в тонком кишечнике человека. Ингредиенты питания, которые отвечают этим требованиям, относятся к низкомолекулярным углеводам: олигосахариды (фрукто- и галактоолигосахариды), инулин, лактулоза, лактитол. Наибольшее количество этих пребиотиков находится в молочных продуктах, кукурузе, чесноке, фасоли, горохе, крупах, луке, цикории, бананах и других продуктах. К пребиотикам, выпускающимся в промышленных масштабах, относят фруктоолигосахариды, лактулозу, соевые олигосахариды и др. Обогащение продуктов функционального питания более целесообразно такими пробиотиками, которые легко преодолевают все естественные защитные барьеры организма и в составе любого продукта способны попасть в места развития нормофлоры. Они стимулируют количественный рост собственной микрофлоры и легко приживаются. Условно выделяют следующие группы пребиотиков: аминосахара, нейтральные сахара, фруктоолигосахариды, галактоолигоцсахариды, лактулоза, лактитол и инулин. Аминосахара содержат остаток К-ацетилглюкозамина, который входит в состав «бифидус фактора» женского молока. Стимулирующее действие глюкозамина объясняется 98 неспособностью бифидобактерий синтезировать эти соединения. Наиболее активным пребиотики этой группы является Р-этиловый гликозид ацетилглюкозамина. Группа нейтральных сахаров – олигосахариды со степенью полимеризации не выше пяти. Они не всасываются в кишечнике, а усваиваются только те из них, которые расщепляются пищеварительными ферментами – сахароза, мальтоза, мальтоолигосахариды, лактоза. Соевые олигосахариды, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, изомальтоолигосахариды, лактулоза, ксилана не расщепляются пищеварительными ферментами человека и достигают толстого кишечника, где и усваиваются бифидобактериями и некоторыми другими микроорганизмами. Контрольные вопросы: 1. Назовите основные группы функциональных ингредиентов пищевых продуктов. 2. Дайте характеристику олигосахаридов и выделите их основные функции. 3. По каким функциональным свойствам оценивают резистентные виды крахмала? 4. Охарактеризуйте свойства пищевых волокон различных торговых марок. 5. Сравните потребительские свойства основных видов сахарозаменителей и полисахаридов. 6. Какое значение наиболее важных микроэлементов в функциональном питании? 7. Охарактеризуйте роль пробиотиков в нормализации состава и функций пищеварительного канала. 8. Какие Вы знаете группы пробиотиков? 9. Какие Вы знаете группы и виды пребиотических соединений? 10. Выделите наиболее ценные свойства лактулозы и микрокристаллической целлюлозы. 99 Тема 5 Технологические аспекты получения функциональных продуктов. Научно-практические основы конструирования продуктов функционального назначения 5.1 Характеристика пищевых продуктов категорий функциональных В основу технологий создания функциональных пищевых продуктов на сегодняшний день заложено модификацию традиционных продуктов, благодаря чему повышается содержание в них полезных ингредиентов до уровня, сопоставимого с физиологическими нормами их употребления (10–50% от их суточной потребности). Исходя из представлений об особенностях состава и свойств функциональных пищевых продуктов по сравнению с традиционными, с учетом технологической специфики их получения, можно условно выделить три основные категории функциональных продуктов: 1. Традиционные продукты, которые содержат в нативном виде значительные количества функционального ингредиента или группы ингредиентов. 2. Традиционные продукты, в которых технологически снижено содержание вредных для здоровья компонентов, а также компонентов, препятствующих проявлению биологической и физиологической активности, или биоусвояемости функциональных ингредиентов, входящих в его состав. 3. Традиционные продукты, дополнительно обогащенные функциональными ингредиентами с помощью различных технологических приемов. К первой категории функциональных пищевых продуктов относятся продукты, называемые «органическими». Это наименование можно использовать только относительно продуктов, масса которых, исключая воду и соль, состоит, по меньшей мере, на 95% из органических ингредиентов. При их производстве запрещается употреблять антибиотики, гормоны 100 роста, пестициды, удобрения на основе нефти или сточных вод, методы биоинженерии или ионизирующей радиации. Следует заметить, что термины «функциональные» и «органические» не являются синонимами и не следует отождествлять эти понятия, считая, что «органический» априори соответствует критерию «полезный для здоровья». Сравнительный анализ многочисленных исследований продуктов растениеводства свидетельствует о том, что выращенные органическим способом, то есть с использованием только натуральных удобрений, фрукты, овощи и злаки являются полезными» поскольку содержат значительно больше витамина С, железа, магния и фосфора. Средние различия в содержании указанных функциональных ингредиентов в органических и традиционных продуктах составляют: по витамину С – 27%, железу – 21%, магнию – 29%, фосфору – 14%. Согласно обнародованным в последнее время данным, органические продукты предпочитают 37% американских и 60% западноевропейских потребителей. Примером функциональных продуктов первой категории являются соки, полученные непосредственно из фруктового или овощного сырья путем его механической обработки (соки прямого отжима). Данный способ обработки обеспечивает сохранение в конечном продукте ценных нутриентов на уровне их содержания в исходном сырье, чего не достигается для традиционных продуктов этой группы – восстановленных соков (полученных из концентратов). В силу особенностей традиционной технологии их получения, содержание витаминов может оказаться пониженным в среднем на 20%, а витамина С – даже на 60–80%. Ко второй категории относятся функциональные пищевые продукты, в которых, в отличие от традиционных, технологически снижено содержание вредных для здоровья ингредиентов. В перечень таких ингредиентов входит холестерин, животные жиры с высоким содержанием насыщенных жирных кислот, гидрированные масла, содержащие трансизомерные 101 жирные кислоты низкомолекулярные углеводы (сахароза), натрий, источником которого может быть поваренная соль, и т.п. Избыточное употребление перечисленных пищевых ингредиентов вредно для здоровья, в частности, оно считается фактором риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Классический подход к решению технологических задач получения функциональных продуктов этой категории заключается в выборочном изъятии или разрушении таких ингредиентов. Известный технологический прием извлечения вредного компонента из пищевого объекта – селективное экстрагирование. Существует, в частности, способ СО2-экстракции холестерина из яичных желтков, которые во многих случаях являются основным источником его избыточного поступления в организм человека. К числу технологических приемов, направленных на выборочное разрушение нежелательных нутриентов, входят некоторые виды ферментативной обработки пищевого сырья. Оно позволяет технологически снизить содержание компонентов, присутствие которых в продукте снижает биологическую, физиологическую активность или биоусвояемость функциональных ингредиентов продукта. Например, обработка зерновых ферментов фитазой приводит к деструкции имеющейся у нее фитаты (инозитолгексафосфата), которая способна прочно связывать такие важные для питания человека элементы, как кальций, цинк и железо, что снижает их всасывание в кишечнике. После ферментативной обработки зерен злаков обеспеченность организма этими элементами при потреблении зерновых продуктов повышается. Другая философия модификации лежит в основе создания жировых продуктов, в которых технологически снижено содержание животных жиров, холестерина или гидрированных жиров, которые включают трансизомерные жирные кислоты. Технологическим приемом модификации традиционных продуктов этой группы на функциональные является частичная или полная замена вредных для здоровья ингредиентов на другие, более ценные жировые компоненты (например, растительные масла) или их частичное замещение с использованием метода 102 эмульгирования на нежировую фазу (например, водную или молочную). Следует отметить, что изменение традиционного рецептурного состава, происходящего вследствие замены одних ингредиентов на другие, безусловно, отразится на потребительских свойствах новых продуктов, в связи с чем модификация традиционного продукта на функциональный не сводится только к замене ингредиента, а представляет собой сложный процесс конструирования продукта, имеющего восстановленные традиционные потребительские и новые функциональные свойства. Аналогичные технологические задачи решаются с помощью модификации продуктов с высоким содержанием сахара. Например, в продуктах, где традиционно содержится не менее 65% сахарозы, возможно существенное ее снижение, если процесс драглеобразования осуществляется с использованием пектина в присутствии солей кальция. При этом формирование традиционных потребительских свойств (плотность и текстура желе) будет зависеть от концентрации упомянутых пищевых добавок. Вредит здоровью также избыток в рационе натрия, снижение которого в пищевых продуктах можно обеспечить путем замены части хлорида натрия, например, солями калия. Сохранение традиционного вкуса в этом случае будет связано с правильным подбором соотношения солей. К третьей категории функциональных продуктов относятся обогащенные пищевые продукты. Обогащенные пищевые продукты – это функциональные пищевые продукты, которые получают путем добавления к традиционным пищевым продуктам одного или нескольких физиологически функциональных ингредиентов с целью предотвращения их дефицита в организме человека или его корректировки. В зависимости от количества ингредиента, внесенного в обогащенный продукт, могут решаться две задачи: Во-первых, восстановление частично или полностью утраченного в технологическом процессе ингредиента к исходному 103 уровню (уровню содержания в исходном сырье) при условии, что этот восстановленный уровень способен (за счет привычной порции продукта) удовлетворить не менее 10–50% средней суточной потребности в восстановленном ингредиенте. Во-вторых, обогащение, то есть введение в состав продукта полезного ингредиента в количестве, превосходящем нормальное его содержание в природном сырье (или продукте, который не поддавался традиционной технологической обработке). Технологические особенности обогащения традиционных пищевых продуктов зависят от рецептурного состава и агрегатного состояния пищевой системы, подверженной обогащению; физических и химических свойств (включая термическую и химическую устойчивость) обогатительных ингредиентов, технологических условий получения готового пищевого продукта. Выбор конкретного обогащающего ингредиента или их комбинация должен осуществляться с учетом их совместимости между собой, а также с другими ингредиентами, входящими в состав пищевого продукта; должен исключать ухудшение органолептических свойств или вероятности нежелательных взаимодействий, способных тормозить выявления биологической или физиологической активности введенных ингредиентов. Согласно СанПиН 2.1.2.1078–01 во всех случаях обогащения пищевых продуктов функциональными ингредиентами на этикетке должны указываться сведения об их составе и количество с учетом естественного содержания в продукте. Сегодня именно эта категория продуктов пользуется наибольшим спросом. Следует отметить, что в структуру рынка функциональных продуктов можно включить маргарины, спреды – жировые эмульсионные продукты, обогащенные источниками полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимыми витаминами, фосфолипидами, фитостеринами. Ассортимент подобной продукции ежегодно расширяется и предлагается потребителям разных стран. Из приведенного материала видно, что в натуральных функциональных продуктах большую часть природных нутриентов 104 составляют именно функциональные ингредиенты. В функциональных (оздоровительных) продуктах, полученных путем специальной технологической обработки, функциональные ингредиенты являются частью так называемых «пищевых ингредиентов». Всего к пищевым ингредиентам, как известно, относят две их категории, отличающиеся химическим составом, физикохимическими свойствами, биологической активностью и пищевой ценностью: – пищевые технологические добавки (или просто пищевые добавки, в том числе пищевые улучшители и обогатители); – биологически активные или функциональные пищевые добавки. Для создания широкого спектра оздоровительных пищевых продуктов необходимо использовать именно вторую категорию пищевых ингредиентов. Современный рынок функциональных продуктов постепенно заполняется не только импортными, но и отечественными продуктами, в число которых входят пробиотические кисломолочные продукты, разнообразные напитки, обогащенные витаминами, минеральными веществами и растворимыми пищевыми волокнами. Он также включает хлебобулочные изделия, готовые завтраки, кондитерские изделия. Появились отечественные жировые продукты улучшенного жирно-кислотного состава за счет обогащения их источниками полиненасыщенных жирных кислот, витаминизированные. Однако возможность позиционирования перечисленных продуктов как «функциональных» допустима лишь при наличии соответствующих нормативных документов, прежде всего – государственного технологического стандарта. Еще в 1968 г. американский ученый Р.С. Гаррис описал пять задач, необходимых для выполнения при обогащении пищевых продуктов: 1. Восстановление оптимального уровня содержания биологически активных веществ. 2. Повышение естественного уровня содержания биологически активных веществ. 105 3. Обогащение традиционных пищевых продуктов с целью сохранения здоровья. 4. Обогащение традиционных продуктов для обеспечения питания, адекватного потребностям организма людей разных возрастов, профессиональной деятельности и т.п. 5. Обогащение, направленное на предоставление пищевому продукту полноценного состава. Согласно международной практике, продукты, подвергающиеся обогащению, можно условно разделить на девять групп: 1. Хлебобулочные, мучные и крупяные изделия. 2. Кондитерские изделия. 3. Молочные продукты. 4. Масложировые продукты. 5. Мясные продукты. 6. Рыбные продукты. 7. Соки и напитки. 8. Плодово-овощная продукция. 9. Приправы. К группе обогащенных продуктов относятся: – специализированные продукты (для спортсменов, детей, беременных женщин, кормящих матерей, пожилых людей, людей экстремальных профессий и т.д.); – лечебно-профилактические и профилактические продукты (для людей, работающих на вредных производствах, проживающих в экологически неблагоприятных условиях, имеющих склонность к заболеваниям или уже болеющих определенными заболеваниями); – функциональные продукты (для здоровых людей и групп риска). Именно последняя группа продуктов пользуется сегодня наибольшим спросом потребителей и на мировом рынке имеет тенденцию к постоянному расширению. Результаты последних исследований медиков, физиологов, биологов, пищевиков позволили выявить корреляционную зависимость между содержанием в продуктах отдельных нутриентов и состоянием здоровья населения. Это позволило сформировать новый взгляд на 106 еду как на средство профилактики и вспомогательного средства при лечении широкого спектра заболеваний. Успехи в биохимии, клеточной биологии, физиологии и патологии подтвердили мнение многих ученых, что еда контролирует различные функции в организме человека и, как следствие, влияет на нормализацию состояния здоровья и снижения риска возникновения ряда заболеваний. На основе этого передовыми учеными мира сформулирована концепция здорового функционального питания, и на нынешнем этапе развития общества начинает развиваться новая научная дисциплина – функциональная нутрициология или фармаконутрициология. Для создания индустрии здорового питания, для обеспечения всех слоев населения, независимо от их материального благосостояния, функциональными продуктами, для практической реализации концепции функционального питания целесообразно в практических условиях промышленного производства руководствоваться мировым опытом создания оздоровительных продуктов. 5.2 Основные продуктов этапы создания функциональных Преобразование пищевого продукта в функциональный может проводиться двумя способами: 1. Снижение в продукте содержания вредных для здоровья ингредиентов. Например, в случае жировых продуктов речь идет о замене таких ингредиентов, как животные жиры, холестерин, гидрированные с высоким содержанием трансизомеров жирных кислот. Технологическим приемам может быть частичная или полная замена перечисленных ингредиентов на более ценные с точки зрения нутрициологии растительные масла, частичное замещение жировой фазы на нежировую (водную или молочную фазу) с использованием метода эмульгирования. Следует отметить, что изменение традиционного рецептурного состава за счет замены одних ингредиентов другими, безусловно, отражается на 107 потребительских свойствах новых продуктов. Именно поэтому модификация продукта не сводится только к замене ингредиентов, но представляет собой сложный процесс конструирования продукта, обладающего традиционными потребительскими и новыми дополнительными полезными свойствами. 2. Обогащение продуктов дефицитными микронутриентами. В основе этого метода лежит выбор пищевой системы, а также выбор и обоснование одного или нескольких микронутриентов с учетом их физиологической эффективности, совместимости и проявления суммарного эффекта в продукте при сохранении или улучшении его традиционных свойств. Согласно мировому опыту, основными этапами разработки функциональных оздоровительных продуктов являются: I этап – выбор продукта, требующего обогащения; II этап – выбор функциональных ингредиентов, которые необходимо добавить к традиционному продукту с учетом функциональных свойств основного продукта; III этап – выбор природного функционального продукта как источника необходимых функциональных ингредиентов; IV этап – исследование совместимости по физикохимическим и биологическим свойствам добавленного функционального ингредиента с компонентами продукта, подлежащего обогащению; V этап – выбор физико-химической формы добавленного функционального ингредиента или композиции таких ингредиентов; VI этап – составление рецептуры функционального продукта, которое осуществляют с регламентацией гарантированного содержания функционального ингредиента; продукт должен обеспечивать суточную потребность человека в нем на 10–50%; VII этап – исследование технологических режимов подготовки функционального ингредиента и его внесения; выбор стадии технологического процесса, наиболее подходящей для внесения функционального ингредиента; 108 VIII этап – оценка органолептических, потребительских свойств полученного функционального продукта и его биологической ценности; IX этап – оценка экономической и социальной эффективности производства и реализации нового функционального продукта, его конкурентоспособности; X этап – разработка нормативно-технической документации на производство нового функционального продукта. 5.3 Научные принципы обогащения продуктов Продукты, отличающиеся повышенным содержанием одних веществ или, наоборот, пониженным содержанием других, уже давно существуют в лечебном и диетическом питании, рекомендованном людям, страдающим определенными заболеваниями или нуждающихся в продуктах измененного состава. Такими категориями людей являются, например, спортсмены, беременные женщины и дети, люди пожилого возраста и другие группы риска. Другая причина обогащения продуктов полезными для здоровья веществами обусловлена необходимостью пополнения их потерь при глубокой переработке сырья, широко применяющегося в пищевых технологиях. Современные пищевые производства включают стадии, предусматривающие интенсивное воздействие на сырье физических или химических факторов – температуры, электромагнитного излучения, давления, контакта с кислородом воздуха; длительного воздействия света, воздуха или металлов, а также высокую степень очистки целевого продукта от сопутствующих веществ. Эти факторы присутствуют в технологических процессах на стадиях высокотемпературной выпечки, пастеризации, обработки СВЧ-излучением, экструзии, дезодорации и рафинации, аэрирования пищевых масс, при получении муки высшего сорта из зерновых культур, а также при длительном хранении готовых изделий. Некоторые продукты имеют неустойчивый или несбалансированный химический состав в силу свойств сырья или 109 технологии и требуют его коррекции. К ним относятся некоторые виды экструдированных зерновых завтраков, кондитерских изделий с высоким содержанием жира и сахара, сладкие безалкогольные напитки. Модификация складов пищевых продуктов и коррекция пищевых рационов путем внесения недостающих ингредиентов описываются рядом терминов, которые определяются количеством внесенного в продукт ингредиента: – обогащение – добавление к продукту питания витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), фосфолипидов и других незаменимых пищевых веществ; – нутрификация – добавление к продукту питания эссенциальных нутриентов с целью повышения его пищевой ценности; – восстановление – добавление к продукту эссенциальных нутриентов, что позволяет заполнить их потери в процессе производства, хранения и использования; – фортификация, или усиления – обогащение продукта отсутствующими витаминами и другими необходимыми веществами до уровня, превышающего естественный для данного продукта; – стандартизация – добавление эссенциальных нутриентов с целью приведения к единому, стандартном уровню содержания их в различных видах или партиях однотипной продукции; – саплементация – дополнительный прием микронутриентов в форме фармацевтических препаратов (таблеток, капсул, сиропов и т.п.) для пополнения их недостаточного поступления с пищей или усиления оздоровительного эффекта; – витаминизация – обогащение продуктов теми витаминами, которые в природных условиях в них практически не содержатся. В отечественной научной литературе и технологической практике наиболее распространен термин обогащения, другие перечисленные термины в основном используются иностранными специалистами. 110 Обогащение продуктов дополнительными полезными веществами становится оправданным и эффективным только при соблюдении ряда условий, в основу которых были положены многолетние результаты нутрициологических исследований в нашей стране и за рубежом. Предпосылками для формулирования указанных принципов стали: – основополагающие научные данные о роли питания в поддержании здоровья и долголетия населения; – сведения о потребности организма в отдельных пищевых веществах и энергии; – реальная структура питания населения и их фактическая обеспеченность витаминами и другими микронутриентами; – результаты многолетнего применения обогащенных продуктов в лечебном и диетическом питании. Принцип 1. Для обогащения пищевых продуктов следует использовать те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место, достаточно широко распространен и опасен для здоровья. В нашей стране к остродефицитным микронутриентам относятся витамины С, группы В, фолиевая кислота, минералы (йод, железо и кальций), а также β-каротин, пищевые волокна, полиненасыщенные жирные кислоты. В последние годы, в связи с быстрым ростом популярности функциональных продуктов в мире, специалистами предложен новый подход, который предусматривает использование ингредиентов (или их комплексов) для целенаправленной профилактики конкретных проблем здоровья современного человека: обеспечение здоровья глаз, улучшения работы мозга, повышения иммунитета, укрепления памяти, повышения прочности зубов и костной ткани, создание внешней привлекательности. Принцип 2. Обогащать витаминами и минеральными веществами следует в первую очередь продукты массового потребления, доступные для всех групп детского и взрослого населения и регулярно используемые в повседневном питании. 111 В настоящее время с помощью эпидемиологических исследований выявлена микронутриентная недостаточность разной степени практически у всего населения нашей страны, поэтому признано необходимым обогащение продуктов ежедневного массового спроса, формирующих базовые рационы всех категорий населения, а не только групп риска. Это хлеб и другие зерновые продукты, молоко и молочные продукты, напитки, жировые продукты, соль. Принцип 3. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами не должно ухудшать потребительские свойства этих продуктов: уменьшать содержание и усвояемость других присутствующих в них пищевых веществ, существенно изменять вкус, аромат, свежесть продуктов, сокращать срок их хранения. Для предупреждения нежелательных эффектов следует внимательно выбирать микронутриенты, которые подходят для обогащения того или иного продукта, а также тщательно подбирать их сочетания, в которых положительное действие одного ингредиента не сводило бы к нулю действие другого. Например, известно, что пища, обогащенная некоторыми видами пищевых волокон, может снижать биодоступность минералов путем снижения их абсорбции в кишечнике. В первую очередь это относится к растительным источникам нерастворимых пищевых волокон, таким как соя, пшеница и другие злаки. Они отличаются высоким содержанием фитиновой и уроновых кислот, связывающих катионы кальция, магния, цинка и железа в желудочно-кишечном тракте, препятствуя их усвоению. В то же время в последние годы в научной литературе появились данные о положительном влиянии на усвоение кальция и других минералов некоторых растворимых пищевых волокон, в частности, инулина и олигофруктозы. Очевидно, что обогащение продуктов композициями функциональных ингредиентов, возможность их потенциального взаимодействия имеют положительное значение. Товарные формы обогащающих микронутриентов должны подбираться с учетом возможных изменений показателей качества 112 продукта; Например, добавление в маргарин или спред физиологически значительного количества масляного раствора βкаротина приведет к покраске этого продукта в нетрадиционный ярко-оранжевый цвет. Добавление в любой жировой продукт рыбьего жира как богатого источника ненасыщенных жирных кислот (ННЖК) семейства w-3 может предоставить ему специфический запах и неприятный вкус. Введение ПНЖК без добавления антиоксиданта значительно сократит срок хранения обогащенного продукта, т.к. ПНЖК быстро окисляются. Принцип 4. При обогащении пищевых продуктов микронутриентами необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих ингредиентов между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие их сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают их максимальную сохранность в процессе производства и хранения. Стабильность витаминов в жирах соответствует стабильности самого жира. Известно, что существует прямая связь между стабильностью витаминов и перекисного числа жира, показывающего степень его окисления. Чем выше перекисное число, тем больше потерь витамина в нем. При обогащении витамином А жирового продукта, следует учитывать, что присутствие в нем прогоркшего жира, а также полиненасыщенных жирных кислот приводит к окислению ретинола. Напротив, совместное введение в продукт ретинола (или каротиноидов) с витаминами Е и С препятствует этому процессу. Для обогащения растительных масел, маргаринов и других жировых продуктов жирорастворимыми витаминами, ПНЖК, фосфолипидов, как правило, применяют их масляные растворы, которые вводят в жировую фазу при постепенном перемешивании в вертикальных смесителях с мешалкой, в случае эмульсионных продуктов перед стадией взбивания эмульсии. Режимы смешивания подбирают в зависимости от вязкости, плотности, текучести, гомогенности и других физико-химических характеристик обогащаемого продукта. 113 Обогащенные жиры, масла и продукты с высоким их содержанием упаковывают в свето- и водонепроницаемую тару: металлические банки, окрашенные в темные цвета пластиковые и стеклянные бутылки. Принцип 5. Регламентированное, т.е. гарантированное производителем, содержание микронутриентов в обогащенном ими продукте питания должно быть достаточным для удовлетворения за счет данного продукта 20–50% средней суточной потребности в этих микронутриентах при обычном уровне потребления, обогащенного продукта. Принцип 6. Количество микронутриентов, дополнительно вносимых в обогащенные ими продукты, должно быть рассчитано с учетом их возможного естественного содержания в исходном продукте или сырье, используемом для его изготовления, а также с учетом потерь в процессе производства и хранения с тем, чтобы обеспечить содержание этих микронутриентов на уровне не ниже регламетируемого течение всего срока годности обогащенного продукта. Согласно этому принципу при обогащении продуктов необходимо учитывать: – сравнительно высокое содержание микронутриентов в некоторых видах сырья, которые могут использоваться в качестве самостоятельного пищевого продукта, а также сырья для производства других продуктов. Количество аналогичных ингредиентов, внесенных дополнительно, не должно превышать величин, оговоренных в пятом принципе; – предотвращение основных процессов, вызывающих порчу пищевых продуктов. В этом случае строгое соблюдение технологических режимов производства и правильное хранение продуктов приобретают особое значение. Например, сохранение β-каротина и витамина А, которые вносятся с целью витаминизации спредов, маргаринов, масла, сливочного масла, а также молочных продуктов, достаточно высока при хранении этих продуктов при низкой температуре, при отсутствии солнечного света и контакта с воздухом, кислотами и 114 ионами металлов переменной валентности (железо, медь и другие), в герметичной упаковке. Прогоркание жирового продукта полностью разрушает каротиноиды и витамин А, поэтому необходимы правильная тепловая обработка и введение антиоксиданта. Чаще всего таким антиоксидантом является витамин Е, который наиболее эффективно предупреждает окисления липидов. Тепловая обработка жиров должна быть щадящей, поскольку при перезревании образуются токсичные продукты окисления – пероксиды и эпоксиды, которые разрушают витамин А. Установлено, что при тепловой обработке теряется до 40% ретинола и до 30% β-каротина. Для компенсации возможных потерь витаминов уровень закладки (норму закладки) обычно увеличивают на 10–40%. Принцип 7. Регламентированное содержание микронутриентов в обогащенном ими продукте должно быть указано на индивидуальной упаковке этого продукта, строго контролироваться как производителем, так и органами государственного надзора. Информация на этикетке должна сообщать именно о таком содержание микронутриентов, которое гарантировано производителем на весь срок хранения продукта, а не о норме закладки. Удобным способом выражения количества микронутриентов является указание % от средней суточной потребности в нем или % от рекомендуемой нормы потребления. Принцип 8. Эффективность обогащенных продуктов должна быть убедительно подтверждена апробацией на репрезентативных группах людей, демонстрирует не только их полную безопасность, приемлемые вкусовые качества, но также хорошую усвояемость, способность существенно улучшать обеспеченность организма микронутриентами, введенными в состав обогащенного продукта, и связанные с этими веществами показатели здоровья. Последний принцип подчеркивает значимость положительного влияния, как должен влиять на организм человека именно обогащенный продукт, а не отдельно взятые функциональные ингредиенты, не всегда выполняется на практике 115 в том случае, когда не соблюдаются другие принципы. Например, в случае, когда, безусловно, полезные ингредиенты добавлены в недостаточном количестве (несоблюдение принципов 5 и 6) или неправильно подобранная их комбинация (несоблюдение принципа 4). Кроме того, обязательной проверке на физиологическую эффективность должны подвергаться новые нетрадиционные продукты или продукты, обогащенные веществами, которые до сих пор не изучены и физиологическая ценность которых достоверно не доказана. Строгое соблюдение перечисленных принципов чрезвычайно важно с точки зрения обеспечения безопасности полученных продуктов, полного отсутствия возможных рисков, связанных с вмешательством в пищевую систему в процессе ее обогащения. 5.4 Риски, связанные с вмешательством в пищевую систему в процессе ее обогащения Гигиенические риски обусловлены неправильным выбором добавки, возможностью уменьшить безопасность продукта за счет ее введения или несоблюдения уровня обогащения. Общее поступление микронутриентов с суточным рационом, в том числе включая обогащенные продукты, не должен превышать верхние безопасные уровни их потребления. Особое значение этот принцип имеет для жирорастворимых витаминов А и Д, которыми часто обогащают жировые продукты. Технологические риски связаны с ухудшением потребительских свойств продукта (цвет, вкус, аромат, текстура, хранение) и снижением необходимого уровня обогащаемого ингредиента. Причиной технологических рисков является низкое качество сырья, неправильно подобранный рецептурный состав, несоблюдение параметров технологического процесса (температуры, рН среды), контакт пищевой системы с кислородом воздуха, нарушение сроков и условий хранения. Медико-биологические риски связаны с уменьшением экологической доступности, усвояемости вводимых 116 микронутриентов, а также с образованием и накоплением в продукте вредных веществ в процессе производства и хранения. Для жировых продуктов, например, одним из показателей безопасности является «перекисное число», характеризующее процесс окисления жиров по содержанию в них первичных продуктов окисления. Таким образом, разработка функциональных продуктов предусматривает научно-обоснованный подход с учетом всех аспектов, формирующих здоровое питание. Исходя из положения, что функциональным называется продукт в целом, а не только входящие в его состав физиологически функциональные ингредиенты, следует внимательно учитывать требования к качеству нового продукта, его пищевой ценности и доказанной дополнительной пользы для здоровья по сравнению с аналогичным необогащенным продуктом. Для этого при разработке рецептуры и технологии серьезное внимание должно уделяться следующем: – медико-биологическим аспектам, касающимся выбора пищевой системы в качестве объекта модификации, выбора обогащаемого ингредиента, уровня и безопасности обогащения; – клинической эффективности нового продукта, определяющего реальную эффективность проведенной модификации продукта. Ее составляющей является, в частности, проверка биодоступности обогащаемого ингредиента, поступающего в организм в составе именно этого продукта. Только такое исследование, проведенное с использованием методов доказательной медицины, позволяет оценить надежность коррекций дефицита эссенциальных веществ и улучшения состояния здоровья путем систематического употребления в пищу функциональных продуктов; – технологическим аспектам, таким как достижение высоких показателей качества продукции, сохранения функциональных ингредиентов, их совместимость с пищевой массой, а также взаимодействие с ее отдельными компонентами и между собой. 117 5.5 Обязательные условия при модификации пищевого продукта в функциональные Технологическая эффективность модификации пищевого продукта в функциональный обеспечивается обязательным соблюдением условий, к которым относятся: 1) выбор стадии технологического процесса и способа внесения функционального ингредиента, при которых обеспечивается равномерность распределения и максимальное сохранение ингредиентов, так как равномерное распределение по всей массе пищевой системы является основной задачей, возникающей при внесении микронутриентов в пищевую систему. Технологические приемы, обеспечивающие решение этой задачи приведены на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 – Технологические приемы продуктов функциональными ингредиентами 118 обогащения Равномерное смешивание проводят, как правило, в смесителях, оборудованных перемешивающим устройством. Если процесс перемешивания рецептурных компонентов связан с их растворением или диспергированием в жидкостях, то эффективность этой стадии технологического процесса определяют такие физико-химические характеристики, как вязкость, текучесть, плотность, гомогенность дисперсных систем, соотношение смешивающихся компонентов. Большое значение имеет правильный выбор этапа, на котором будет внесен ингредиент, особенно, если он не стабилен, чувствительный к изменению температуры, рН среды, влажности, присутствия воздуха, ионов металлов, окислителей. 2) выбор способа и типа упаковки готового продукта, обеспечивает его лучшую сохранность. Сохранение физиологической эффективности функционального ингредиента и, следовательно, заявленных полезных свойств продукта во многом зависят от упаковки и условий хранения. Факторами риска при хранении обогащенных продуктов свет, соприкосновения с воздухом или металлическими поверхностями, повышенная температура, влажность воздуха, присутствие во внешней среде микроорганизмов, способных ускорить микробиологическую порчу продуктов, что может произойти при несоблюдении санитарно-гигиенических требований. Каждая группа продуктов требует подбора соответствующих упаковочных материалов и условий хранения в зависимости от тех дополнительно введенных ингредиентов, которые проявляют максимальную чувствительность к какому-либо из перечисленных выше факторов риска. Конечным результатом всего процесса создания функционального продукта является обеспечение совокупности его основных показателей качества: – энергетической и пищевой ценности, определенных содержанием макронутриентов (белков, жиров, углеводов); – содержание в адекватных количествах физиологически функциональных ингредиентов, определяющих пользу для здоровья; 119 – пищевой безопасности, в т.ч. химической безопасности, связанной с отсутствием контаминантов – чужеродных неалиментарных веществ, загрязняющих и микробиологической безопасности. Для функционального продукта как необходимого элемента современного рациона здорового питания немного смещается акцент в понимании основных слагаемых его качества. Особое значение приобретает такой показатель, как пользу для здоровья, зависит от содержания и биодоступности физиологически функциональных ингредиентов – витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, пребиотиков и пробиотиков, антиоксидантов и других. Понятие «безопасность» для продукта, который рассматривается как часть сбалансированного рациона питания, кроме химической и микробиологической безопасности, предполагает и отсутствие заметного перекоса в сторону повышенного содержания или, наоборот, недостатка компонентам пищи. В первую очередь, это касается жирных, высококалорийных продуктов, в которых практически полностью отсутствуют микронутриенты. Например, высококалорийные кондитерские изделия, чипсы, сладкие напитки соответствуют всем требованиям химической и микробиологической безопасности. Однако как существенной части ежедневного рациона, они становятся опасным фактором риска развития серьезных заболеваний. 5.6 Понятие категории качества продуктов питания В литературе встречаются различные подходы к толкованию критериев гигиенической оценки пищевых продуктов, отсутствуют унифицированные научно обоснованные сроки для оценки качества, энергетической, биологической и пищевой ценности продуктов питания и их безопасности. Авторы предлагают соответствующие критерии. Качество пищевых продуктов – совокупность свойств, отражающих способность продукта обеспечивать потребности организма человека в пищевых веществах, органолептические 120 характеристики продукта, безопасность его для здоровья я потребителей, надежность относительно стабильности состава и сохранения потребительских свойств. Следовательно, качество продукта базируется на широком спектре требований к нему. Оценить все требования к качеству продуктов можно в случае использования дифференцированных показателей качества, которые имеют четкое определение и унифицированное значение. Энергетическая ценность – количество энергии (кДж, ккал), что освобождается в организме в результате биохимического окисления пищевых веществ. Она обусловливается интегральным скором пищевых продуктов – общим содержанием белков, жиров и углеводов. Этот показатель необходим для подсчета энергетической ценности рационов питания, коррекции их по этому показателю, создание диетических и лечебнопрофилактических продуктов пониженной или повышенной энергоемкости. Биологическая ценность – содержание в пищевых продуктах пластических и каталитических веществ, обеспечивающих в организме физиологическую адекватность обмена веществ. Она характеризуется наличии в пищевых продуктах всех незаменимых (эссенциальных) нутриентов: незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов. Достаточное количество в пищевом рационе всех эссенциальных нутриентов позволяет поддерживать пластические и каталитические процессы на адекватном энергетическим затратам, возраста, пола и физиологическим состоянием (беременность, кормление) уровне. Пищевая ценность более полно характеризует потребительские свойства продукта, чем биологическую ценность – это органолептические свойства продуктов, возможен ассортимент блюд из них, способность перевариваться и уровень усвоения нутриентов, входящих в состав продуктов. Безопасность пищевых продуктов – это отсутствие токсического, канцерогенного, мутагенного или иного неблагоприятного воздействия продуктов на организм человека при потреблении их в общепринятых количествах. Она 121 гарантируется установлением и соблюдением регламентированного уровня содержания (отсутствие или ограничение уровней предельно допустимых концентраций) загрязняющих химической и биологической природы, а также природных токсичных веществ, характерных для данного продукта и представляют опасность для здоровья. В общей и коммунальной гигиене используют два показателя для характеристики качества воды и бытовых предметов: санитарной доброкачественности и эпидемической безопасности. Для унификации подходов к проведению системного анализа показателей загрязнения пищевых продуктов используют аналогичные показатели безопасности пищевых продуктов: – санитарная доброкачественность – отсутствие в продукте признаков микробной и физико-химической денатурации, остатков экзогенных химических и ядовитых веществ органической и неорганической природы, радионуклидов в количествах, не превышающих предельно допустимые количества или предельно допустимые уровни; – эпидемическая безопасность – отсутствие или ограничение уровней загрязнения пищевых продуктов патогенными и потенциально патогенными микроорганизмами, отсутствие гельминтов и их палочек, бактериальных или грибковых токсинов. Микробиологические критерии безопасности продуктов питания включают четыре группы показателей: – санитарно-показательные (бактерии группы кишечной палочки, включая роды клебсиелла, энтеробактерий, нитробактерий и серация); – потенциально патогенные микроорганизмы (коагулазоположительные стафилококки, бацилюс цереуса, сульфитредуцирующие клостридии, бактерии рода протея); – патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, шигеллы и др.) – показатели микробиологической стабильности продукта (дрожжи, микроскопические грибы). Итак, пищевые продукты и рационы считаются безопасными, если не содержат вредных веществ или их количество не превышает законодательно определенные нормы. 122 Контрольные вопросы: 1. Дать определение понятия «функциональные ингредиенты» и охарактеризовать их основные категории, наиболее распространенные на мировом рынке. 2. Назвать и охарактеризовать основные категории функциональных продуктов (натуральные продукты, в которых технологически снижено содержание вредных компонентов и продукты, обогащенные функциональными ингредиентами). 3. Привести основные технологические особенности обогащения традиционных пищевых продуктов функциональными ингредиентами. 4. Охарактеризовать основные различия между пищевыми добавками и функциональными (биологически активными) добавками с точки зрения влияния на организм человека. 5. Привести и охарактеризовать основные этапы разработки и оценки функциональных пищевых продуктов. Тема 6 Методика проектирования многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками 6.1 Научно-практические основы конструирования пищевых продуктов функционального назначения В разработке технологии пищевых продуктов функционального назначения могут быть выделены два основных этапа. Первый этап предусматривает теоретическое обоснование и создание функциональных композиций для «целевого продукта», способов воздействия на пищевое сырье, формирующее нужную структуру с заданным составом, физико-химическими и функционально-технологическими свойствами. Второй этап предусматривает реализацию свойств функциональных композиций в конкретном технологическом процессе и формирование конечных потребительских свойств готовой продукции. 123 Задача получения модельных функциональных композиций частично может быть сведена к моделированию некоторых свойств и особенностей макро- и микроструктуры готовой «целевой» кулинарной продукции. Базовыми при разработке технологии функциональных композиций являются состав, свойства, способ получения, пищевая ценность, безопасность, экономическая или иная эффективность использования. Обоснование состава функциональных композиций осуществляется с учетом специфики их свойств, т.е. их функций в готовом пищевом продукте. При создании функциональных композиций ключевое место занимает комплекс прогнозируемых функционально-технологических характеристик и свойств, совместимость и специфика взаимодействия с другими компонентами рецептурных смесей и готовых продуктов. Именно такой комплекс определяет возможность и целесообразность использования функциональных композиций при производстве кулинарной продукции. С точки зрения состава функциональных композиций функциональные и другие пищевые ингредиенты должны обеспечивать протекание необходимых процессов (эмульгирование, пенообразование, стабилизация и др.), как в рамках отдельных этапов, так и в технологии в целом. Функциональные продукты создаются по принципу пищевой комбинаторики, путем обоснованного количественного подбора основного сырья, ингредиентов, пищевых добавок, совокупность которых обеспечивает формирование желаемых органолептических и физико-химических свойств, а также заданный уровень пищевой, биологической и энергетической ценности. С применением математических методов проектируются индустриальные продукты питания III-го поколения, в которых определена массовая доля компонентов, обусловливающих возможность целевого и функционального питания определенных групп населения. В основе технологий создания функциональных пищевых продуктов лежит модификация традиционных, обеспечивающих повышение содержания в них полезных ингредиентов до уровня, 124 сопоставимого с физиологическими нормами их потребления (по разным источникам 10–50% от средней суточной потребности). Следует отметить, что изменения традиционного рецептурного состава вследствие замены одних ингредиентов другими, безусловно, влияет на потребительские свойства разработанных продуктов. Поэтому модификация традиционного продукта в функциональный не сводится только к замене ингредиентов, а является сложным процессом конструирования продукта, обладающего не только восстановленными традиционными потребительскими свойствами, но и новыми, определяющими полезность продукта, функциональными свойствами. Разработка функциональных пищевых продуктов базируется на научных принципах, разработанных Всемирной организацией здравоохранения. Принципы создания функциональных продуктов должны охватывать медико-биологические и технологические аспекты и учитывать основные данные современной науки о роли питания и отдельных пищевых веществ в поддержании здоровья и жизнедеятельности человека, потребности организма в отдельных пищевых веществах и энергии, реальную структуру питания и фактическую обеспеченность витаминами, макрои микроэлементами населения, а также учитывать опыт по производству, использованию и оценки эффективности продуктов функционального питания. Научные основы создания функциональных пищевых продуктов включают: – медико-биологические аспекты, предусматривающие выбор носителя и добавки, корректирующей химический состав продукта, уровень и безопасность обогащения; – технологические аспекты, рассматривающие вопрос качества продукции, сохранения микронутриентов и совместимости микронутриентов с пищевой массой, а также их взаимодействие с отдельными компонентами пищевых систем; клиническую эффективность, которая должна подтвердить, на основе методов доказательной медицины, биологическую доступность обогащающего компонента, а также надежность 125 коррекции дефицита и улучшения состояния здоровья при использовании функциональных продуктов питания. Таким образом, основными этапами создания функционального продукта являются: – мониторинг питания; – определение медико-гигиенических требований к функциональному продукту; – выбор адекватного продукта и функционального ингредиента; – модификация пищевого продукта в функциональный; – доведение положительного эффекта. Важными вопросами, требующими научно обоснованного решения, при разработке продуктов функционального питания являются выбор обогатительных нутриентов, их физикохимических форм и сочетаний. Согласно медико-биологического аспекта, для обогащения продуктов питания следует использовать те эссенциальные нутриенты, дефицит которых реально существует, является достаточно распространенным и представляет опасность для здоровья. Через разбалансированное, полидефицитное питание значительная часть населения страдает полимикронутриентной недостаточностью, или так называемый «скрытый голод» по причине дефицита в пищевом рационе ряда микронутриентов. Исследования свидетельствуют, что профилактические мероприятия, прежде всего, должны быть направлены на предупреждение дефицита полноценных белков, витаминов – фолиевой кислоты, витаминов А, Е и С, минеральных веществ – йода, селена, железа кальция, полиненасыщенных жирных кислот, а также дефицита пищевых волокон. Следовательно, при обогащении пищевых продуктов нутриентами необходимо учитывать их взаимосвязь. Так в метаболизме йода важную роль играют белки, железо, селен; железа – витамины В9, В12. При выборе продуктов, подлежащих обогащению эссенциальными нутриентами, необходимо учитывать массовость и регулярность потребления, возможность централизованного 126 производства продукции, простоту технологии обогащения, равномерное распределение добавки по массе продукта и т.п. Перед тем, как изложить суть вопроса, целесообразно привести определения понятий и терминов, распространенных в научно-технической литературе. Конструирование. Относительно материальных объектов, к которым принадлежат и пищевые продукты, имеется в виду создание заранее заданных свойств единого целого из отдельных элементов, которые индивидуально эти свойства не обеспечивают. Проектирование пищевых продуктов – процесс создания оптимальных рецептур и (или) структурных свойств, обеспечивающих заданный уровень адекватности метаболической специфики детерминированных групп потребителей. Индустриальные продукты питания и поколения в отличие от традиционных продуктов – это приближенные к ним по органолептическим показателям продукты, в которых часть традиционного сырья, содержащего белок, заменена эквивалентными по количеству белка или сухих веществ гидратированными массами на основе рафинированных форм биологически полноценных белковых препаратов. Индустриальные продукты питания II поколения – это продукты, удовлетворяющие органолептические восприятия потребителей, которые, как предполагается, являются единственными источниками эссенциальных нутриентов. Благодаря многокомпонентности их состава обеспечивается нанесенный уровень приближения соотношения питательных веществ статистически обоснованному эталону, учитывающему специфику метаболизма в конкретных группах населения, объединенных национальным, возрастным, профессиональным или другим признакам. Индустриальные продукты питания III поколения – это адекватные по органолептическим показателям, структурными формами питательных и балластных веществ пищевые продукты, массовые доли компонентов в которых подобраны таким образом, что обеспечивают адекватность рационов, содержащих эти продукты в целом и относительно поддержки материального и 127 энергетического баланса организма потребителей детерминированных групп населения. Согласно положения о теории рационального питания разработаны научно-практические основы конструирования технологий пищевых продуктов функционального назначения, с оптимизированными питательной и энергетической ценностью, органолептическими и структурными характеристиками на основе целенаправленного сочетания, путем математического моделирования функционально активных ингредиентов природного происхождения (диетических добавок) отечественного производства. Реализация концепции позволит оптимизировать состав, предоставить оздоровительные, лечебно-профилактические свойства продуктам, изготовленным на основе модельных функциональных композиций из пищевых добавок природного происхождения. В основу моделирования положен принцип пищевой комбинаторики, который заключается в обоснованном количественном подборе основного сырья и пищевых добавок, в совокупности обеспечивающих формирование необходимых органолептических и физико-химических свойств, заданный уровень питательной (пищевой, биологической) и энергетической ценности. Процесс оптимизации состава модельных функциональных композиций основан на использовании расчетных критериев и понятий, предложенных И.О. Роговым и Н.Н. Липатовым, интерпретируемых в работах Ю.А. Ивашкина. 6.2 Методика проектирования многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками для функциональных продуктов Моделирование пищевых продуктов представляет собой процесс создания продукта как единой целостной системы, состоящей из элементов, отдельно не обеспечивающих заданных свойств. Концептуальные подходы к моделированию функциональных композиций и продуктов на их основе заключаются в оптимизации выбора и соотношений ингредиентов, 128 при которых возможно получить композицию, в наибольшей степени соответствующую по количественному содержанию и качественному составу показателям питательной ценности и медико-биологическим требованиям. Применение математического аппарата, основанного на формализации качественных и количественных показателей состава, питательной ценности отдельных ингредиентов и их сочетаний в составе модельных функциональных композиций, позволяет путем имитационного моделирования определить общее содержание отдельного компонента. Процесс моделирования обеспечивается информационной базой, содержащей экспериментально полученные данные о макро- и микронутриентном составе ингредиентов и состоит из следующих этапов: 1) наработки исходных данных для моделирования (назначение и вид продукта, основные сырьевые компоненты, базовая технология, техническое обеспечение, прогнозируемый спрос и экономическая эффективность); 2) формализации требований к составу и свойствам исходных ингредиентов и качества продукта на основе модельных функциональных композиций (макро- и микронутриентного состава, биологической ценности, медико-биологических требований); оценка и определение приемлемых ингредиентов; моделирование функциональных композиций путем оптимизации количественного содержания нутриентов по отдельным показателям (белок – незаменимые аминокислоты (НАК), липиды – ненасыщенные жирные кислоты (НЖК), углеводы – пищевые волокна (ПВ), минеральные вещества – макро- и микроэлементы, витамины, энергетическая ценность); 3) конструирование продуктов с заданными критериями питательной и энергетической ценности, сенсорных и структурных характеристик. Этап 1. Наработка исходных данных для моделирования продуктов на основе функциональных композиций: – определение цели: создание технологии продуктов для функционального питания (разработать конкурентоспособный 129 продукт, снизить себестоимость, реализовать имеющиеся сырьевые ресурсы); – ознакомление с существующими отечественными и зарубежными аналогами и прототипами (научные и патентные источники, интернет-издание), оценка технических возможностей, выбор базовой технологии; – определение ограничительных критериев в состав модельных функциональных композиций и продуктов на их основе (по отдельным видам сырья и ингредиентов, содержанием белка, жира, углеводов и т.д.); – выбор ингредиентов по признакам (химический состав, функциональные свойства, стоимость), способных при варьировании их содержания в модельной композиции наиболее существенно влиять на питательную ценность, структурномеханические свойства пищевой системы, органолептические показатели готового продукта, его цену; – формирование базы данных об общем химическом составе компонентов модельной композиции (в т.ч. содержание незаменимых аминокислот в массовой доле общего белка; липидного состава – содержание насыщенных (сумма), мононенасыщенных (сумма) и полиненасыщенных жирных кислот в составе жиров возможных рецептурных ингредиентов; углеводного состава – массовая доля моно-, ди- и полисахаридов; минерального и витаминного состава, энергетической ценности) – формулировка и конкретизация медико-биологических требований к количественно-качественному составу моделируемого продукта. Этап 2. Формализация требований к составу и свойствам исходных ингредиентов и качества продуктов на основе модельных функциональных композиций. Алгоритм решения задачи предполагает расчет и оценку сбалансированности общего химического состава модельных функциональных композиций и оптимизации белковой, жировой и углеводной составляющих, энергетической ценности разрабатываемого продукта. Компьютерное моделирование состоит из структурной оптимизации состава, содержания и 130 соотношения отдельных нутриентных составляющих многокомпонентных продуктов питания и позволяет по выбранным из базы данных компонентам и характеристикам их нутриентного состава определить композицию, максимально приближенную заданным эталонным требованиям. Методика моделирования продуктов питания на основе модельных композиций предусматривает определение желаемого содержания: – белка в продукте и моделирование его аминокислотного состава, с целью приближения к эталону (в качестве эталона определен «идеальный» белок, учитывающий суточную потребность человека в незаменимых аминокислотах); – жира (эталонное соотношение между насыщенными, монои полиненасыщенными жирными кислотами); – углеводов (соотношение простых и сложных углеводов в т.ч. содержание пищевых волокон); – макрои микроэлементов (качественный состав, соотношение отдельных элементов); – витаминов (качественный состав); – энергетической ценности и сопоставления ее с желаемой ценностью (эталоном). Математическое моделирование функциональных композиций и продуктов на их основе сводится к построению их модели по заданным параметрам адекватности и качества, выбора исходных компонентов и рецептурной оптимизации по критериям пищевой и биологической ценности. Для этого составляется параметрическая модель продукта, учитывающая химический состав (белок, жир, влага, углеводы и т.д.), массовые доли основных компонентов продукта, структурные соотношения показателей биологической ценности продукта (амино- и жирнокислотный состав). При этом учитывается специфика продуктов для функционального питания. Этап 3. Конструирование модельных композиций с заданными структурными характеристиками. Этап компьютерного конструирования позволяет путем моделирования получать функциональные композиции, 131 максимально удовлетворяющие формализованные потребности, уровень содержания нутриентов и совокупную биологическую ценность. Однако определенный на первом этапе состав «оптимальных» композиций не гарантирует их преобразования в процессе технологической обработки в производственных условиях в систему с необходимыми органолептическими показателями, структурно-механическими свойствами. Это обусловлено тем, что отдельные компоненты рецептур имеют определенные индивидуальные и часто являющиеся взаимоисключающими, функционально-технологические свойства (ФТС). Для эффективной реализации второго этапа проектирования необходимо иметь информацию не только о химическом составе и биологической ценности отдельных компонентов рецептур, но также и о фактических значениях ФТС основного сырья и вспомогательных ингредиентов в многокомпонентных пищевых системах с аналитическими и империческими зависимостями, характеризующими основные закономерности поведения гетерогенных дисперсных систем при варьировании физико-химических факторов. Рассмотрение теоретических основ процессов структурообразования, в частности, в тестовых системах и возможности их адаптации к методологии проектирования свидетельствуют о высоком уровне сложности поставленной задачи, что обусловлено: – многообразием и многокомпонентностью основного сырья, его морфологической неоднородностью, лабильностью в результате развития биохимических, микробиологических процессов; – высокой изменчивостью его свойств при различных способах технологической обработки и под влиянием физикохимических факторов (рН среды, температура и т.д.). Предусмотреть конечные свойства комбинированных пищевых систем, исходя только из общего химического состава и физико-химических свойств отдельных ингредиентов рецептуры практически невозможно. Даже представляя, что приобретение модельной композицией отдельных структурных форм 132 (консистенция, внешний вид, структура и т.д.) обусловлено особенностями протекания коллоидно-химических процессов, нельзя уверенно прогнозировать, что после технологической обработки ингредиенты композиции превратятся в устойчивую дисперсную систему с необходимыми свойствами. При моделировании функциональных композиций необходимо учитывать, что ингредиенты должны иметь определенные функционально-технологические свойства, обеспечивающие получение устойчивых пищевых дисперсных систем с необходимыми структурно-механическими и органолептическими свойствами. К основным ФТС принадлежат набухания, растворимость, способность стабилизировать дисперсные системы (водопоглощающая эмульсионная способность), реологические свойства. Таким образом, степень выраженности определенных ФТС в определенных ингредиентах композиций определяет степень их участия в выполнении тех или иных структурных функций в пищевых системах. В свою очередь, уровень проявления конкретных ФТС в различных видах сырья и ингредиентах зависит как от их состава (белки, полисахариды, их смеси), так и от физико-химических и микробиологических факторов. Относительные значения основных функциональнотехнологических свойств модельных функциональных композиций интерпретированы в пятибалльную шкалу. Изучение и систематизация ФТС отдельных ингредиентов композиций и продуктов, характер их изменений под влиянием физикохимических и технологических способов обработки, разработка теоретических основ базовых процессов структурирования в пищевых системах позволили сформировать информационную базу и подойти к процессу моделирования продуктов питания с учетом специфики возможного взаимодействия компонентов рецептуры. Компьютерное многоуровневое моделирование позволяет существенно ускорить процесс разработки технологий, создать основы системного подхода к выбору модельных функциональных композиций с учетом возможного влияния отдельных 133 ингредиентов на формирование органолептических показателей, структурно-механических свойств, выхода изделий. После завершения этапа компьютерного моделирования «оптимальные» композиции подвергаются дальнейшему сравнительному анализу с позиций возможности получения на базе выбранной совокупности ингредиентов, устойчивой структурированной дисперсной системы определенного типа с необходимым уровнем структурно-механических свойств (для модельных функциональных композиций) и органолептических показателей (для готовых изделий). Учитывая исходные данные для проектирования (тип продукта, базовая технология, технические средства), анализируют пищевую систему и процессы ее получения, оценивают ФТС каждого из ингредиентов композиции, характер их изменений, в зависимости от физикохимических факторов, определяющих степень их функциональнотехнологической уместности, выбирают базовые структурообразующих параметры, позволяющие эффективно регулировать ФТС и процесс структурирования, что определяет физическую устойчивость и реологические свойства пищевой системы. На следующем этапе путем многоуровневого экспериментального моделирования проверяют уровень устойчивости систем, изготовленных на основе «хороших» композиций и при необходимости осуществляют направленное регулирование ФТС отдельных ингредиентов и модельных систем, а также органолептических показателей продукции путем выбора и применения определенных механических и физико-химических факторов. Одновременно учитываются особенности биотехнологического потенциала используемых ингредиентов модельных композиций, вероятность и интенсивность развития микробиологических процессов. С учетом вышерассмотренных факторов результаты моделирования, как правило, обеспечивают эффективную оптимизацию состава продукта и параметров отдельных операций технологического процесса. 134 После завершения этапа многоуровневого экспериментального моделирования функциональные композиции и технологии продуктов проверяются в лабораторных и производственных условиях, после чего проводится окончательная их корректировка. На завершающем этапе осуществляются комплексные исследования основных показателей качества готовой продукции, расчет экономических показателей, отработки технологии в производственных условиях, подготовка, согласование и утверждение нормативных документов и организация промышленного внедрения. Применение методологии проектирования модельных функциональных композиций и продуктов питания позволяет повысить степень использования сырья и расширить ассортимент продукции с заданным составом и свойствами функционального назначения. Методики проектирования функциональных продуктов специального назначения могут различаться по критериям, предъявляемым в зависимости от назначения продукта. Так, течение заболевания сахарным диабетом больше, чем при других нарушениях обмена веществ, зависит от питания. Больным сахарным диабетом рекомендуется увеличение в рационе питания белков, витаминов, минеральных веществ и уменьшение количества углеводов. При питании здорового человека, соотношение между белками, жирами и углеводами должно составлять 1:1,2:4,5, для больных сахарным диабетом – 1:1:3,0. Больным сахарным диабетом противопоказано употреблять обычные кондитерские изделия, поскольку в их состав входит значительное количество сахарозы. Для людей, страдающих этим недугом, необходимые кондитерские изделия, в которых вместо сахара используются подслащивающиеся вещества. Разработано много новых кондитерских изделий с использованием традиционных (ксилит, сорбит) и нетрадиционных (фруктоза, сахарол, экстракт листьев стевии, сунет) подслащивающих веществ. При разработке дието-профилактических диабетических кондитерских изделий функционального назначения используют 135 пшеничные отруби, муку солода, гороха и сои, ржаную, овсяную муку, овощные (морковные, тыквенные, кабачковые) порошки, различные виды молочной сыворотки, эламин, пектин, зародыши пшеницы, лечебно-пряные травы, льняное семя, витаминные премиксы и т.п. Разработка рациональных технологий базируется на современных методах теории систем, основанных на принципах нутрициологии, квалиметрии. В новых изделиях определена пищевая (по интегральному скору), биологическая (по аминокислотному скору) и энергетическая ценность. Таким образом, можно сделать общий вывод, что проектирование модельных функциональных композиций осуществляется путем пищевой комбинаторики: количественным подбором основного сырья и диетических добавок, которые в совокупности обеспечивают формирование необходимых органолептических и физико-химических свойств, питательной и энергетической ценности продуктов, массовые доли которых подобраны с учетом уровня соотношений питательных веществ в продукте и определенном стандарте. Количественные и качественные показатели состава и питательной ценности отдельных ингредиентов и их композиций определяются путем имитационного моделирования. Контрольные вопросы: 1. Перечислите основные этапы создания функциональных пищевых продуктов. 2. Дайте определение понятия «проектирование пищевых продуктов». 3. Что представляет собой моделирование пищевых продуктов? 4. Основные этапы моделирования пищевых продуктов. 5. Перечислите основные данные для моделирования пищевых продуктов функционального назначения. 136 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Контрольная работа является промежуточной формой контроля знаний магистрантов и представляет собой проверку знаний студентов по дисциплине «Разработка пищевых продуктов». Основная цель контрольной работы – научить будущих специалистов пищевого профиля теоретическим научным основам в области производства продуктов питания, кроме того, развить у студентов способности и навыки в получении необходимого объема знаний по основам производства продуктов питания из сырья как растительного, так и животного происхождения. После ознакомления с основными разделами курса магистрант (в зависимости от учебного плана) выполняет одну контрольную работу, в которой должны быть освещены теоретические вопросы по основам разработки пищевых продуктов. Студент должен знать: основные концепции питания, их характеристики, критерии отношения пищевых продуктов к функциональным, технологические аспекты получения функциональных продуктов питания, научно-практические основы конструирования пищевых продуктов функционального назначения. В процессе выполнения контрольной работы студент должен показать высокий уровень теоретической подготовки, проявить способности к реферированию научной литературы. Ключевыми требованиями выступает умение обрабатывать и анализировать информацию, делать самостоятельные выводы, обосновывать целесообразность и эффективность предлагаемых решений, четко и логично излагать свои мысли. Перечень вариантов контрольной работы В настоящих методических указаниях представлено 20 вариантов контрольных работ. Номер варианта определяется по списку в журнале. Контрольная работа, выполненная без указания шифра или не по своему варианту, не зачитывается. 137 Ответы на теоретические вопросы должны представлять собой краткий конспект по существу поставленных вопросов и оформленную в Power Point презентацию. Не разрешается излагать ответы дословным текстом изученной литературы. При ответах на теоретические вопросы студент должен ссылаться на рекомендованную литературу. Варианты контрольных работ Вариант 1 1. Современные проблемы питания населения Луганской народной республики. 2. Законодательная, нормативная, техническая база в области обеспечения качества пищевых продуктов и продукции функционального питания. Вариант 2 1. Государственная политика в области здорового питания (определение, цели, задачи, принципы). 2. Классификация специализированных пищевых продуктов, ассортимент, краткая характеристика. Вариант 3 1. Функциональные и обогащенные пищевые продукты (значение в питание, определение в соответствии с государственным стандартом, примеры). 2. Термины и определения в области питания и здоровья. Вариант 4 1. Функциональные пищевые ингредиенты (определение, перечень, краткая характеристика). 2. Характеристика белков, как источник биологически активных веществ в специализированных предприятиях питания. Вариант 5 1. Классификация пищевых продуктов и продуктов функционального питания. 2. Характеристика липидов, как источник биологически активных веществ в специализированных предприятиях питания. Вариант 6 1. Принципы и этапы создания функциональных продуктов питания. Схема разработки функциональных продуктов питания. 138 2. Характеристика углеводов, как источник биологически активных веществ в специализированных предприятиях питания. Вариант 7 1. Способы превращения пищевого продукта в функциональный. 2. Характеристика витаминов, как источник биологически активных веществ в специализированных предприятиях питания. Вариант 8 1. Способы введения функциональных ингредиентов в продукты питания. 2. Комбинированные продукты питания. Назначение, способы получения. Вариант 9 1. Реализация принципов пищевой комбинаторики в технологии получения продуктов функционального назначения. 2. Характеристика минеральных веществ, как источник биологически активных веществ в специализированных предприятиях питания. Вариант 10 1. Концептуальная схема комплексного моделирования пищевых продуктов. 2. Функциональные ингредиенты. Термин, характеристика для разных групп пищевых продуктов (на конкретных примерах). Вариант 11 1. Витаминизация пищевых продуктов. 2. Классификация диетических пищевых продуктов. Ассортимент, краткая характеристика. Вариант 12 1. Витамины группы В и витамин С для обогащения пищевых продуктов. 2. Обогащенные пищевые продукты. Термин, характеристика (на конкретных примерах). Вариант 13 1. Обеспечение качества и безопасности сырья продуктов функционального питания. Государственный надзор. 139 2. Лечебно-профилактическое питание. Принципы организации. Вариант 14 1. Государственное регулирование в области обеспечения качества и безопасности сырья, пищевых продуктов. 2. Биологически активные добавки как группа специализированных продуктов питания. Подходы к разработке и производству. Вариант 15 1. Требования к обеспечению качества и безопасности пищевых продуктов при их расфасовке, упаковке и маркировке. 2. Биологически активные добавки – нутрицевтики. Назначение, характеристика. Вариант 16 1. Общие требования к упаковке пищевых продуктов функционального питания. 2. Биологически активные добавки – парафармацевтики. Назначение, характеристика. Вариант 17 1. Требования к экологической безопасности продуктов функционального питания. 2. Биологически активные добавки – пробиотики. Назначение, характеристика. Вариант 18 1. Вторичные сырьевые ресурсы и безотходные технологии. 2. Обеспечение качества и безопасности продуктов питания: контролирующие организации, системы качества и безопасности. Вариант 19 1. Технология производства функциональных продуктов из вторичных сырьевых ресурсов. 2. Значение рационального питания в жизни подрастающего поколения. Вариант 20 1. Инновационные технологии в области производства продукции функционального назначения. 140 2. Возможные пути обогащения сырья и продуктов питания макроэлементами. Требования к оформлению контрольной работы Контрольная работа набирается на компьютере в текстовом редакторе Microsoft Word. Форматирование текста следующее: – поля: левое – 30 мм, правое – 15 мм, верхнее – 20 мм, нижнее – 20 мм; – шрифт Time New Roman, кегль 14; интервал – полуторный; абзацный отступ – 1,25 см; выравнивание текста – по ширине; – нумерация страниц производится арабскими цифрами, с соблюдением сквозной нумерации. Контрольная работа включает следующие разделы: Титульный лист Содержание (оглавление) Основная часть (ответы на вопросы) Список используемой литературы Титульный лист является первой страницей контрольной работы. Содержание (оглавление) контрольной работы включает перечень вопросов с указанием страниц, с которых они начинаются. Сокращенная редакция не допускается. В основной части контрольной работы необходимо дать четкие ответы на поставленные вопросы (указанные в соответствующем варианте). Список литературы должен включать литературу, которую использовал магистрант при написании данной работы: учебники, пособия, научные издания, справочную литературу, газетные и журнальные статьи, нормативные документы, статистические сборники. Список литературы оформляется в алфавитном порядке с указанием фамилии, инициалов авторов книг или статей, названия книги или статьи, места издания книги с указанием издательства или названия журнала (газеты), года издания, номера журнала или даты выхода газеты. Литературных источников должно быть не менее 10-15. 141 При подготовке к написанию контрольной работы следует изучить рекомендуемый и дополнительный список литературы, приведенный в данном учебно-методическом пособии. Требования к презентации: Презентация должна быть не менее 15 слайдов: – 1 слайд – это титульный лист, на котором обязательно должны быть представлены: название темы; фамилия, имя, отчество автора, номер группы: – 2 слайд – план темы, где представлены ее основные этапы; – 3 …n слайды – основная информация; – n+1 слайд – выводы по теме; – n+2 слайд – список основных использованных источников. Правила шрифтового оформления: 1. Рекомендуется использовать шрифты с засечками (Georgia, Palatino, Times New Roman). 2. Размер шрифта: 24–54 пункта (заголовок), 18–36 пунктов (обычный текст). 3. Курсив, подчеркивание, жирный шрифт, прописные буквы используются для смыслового выделения ключевой информации и заголовков. 4. Не рекомендуется использовать более 2–3 типов шрифта. 5. Основной текст должен быть отформатирован по ширине, на схемах – по центру. Правила выбора цветовой гаммы: – цветовая гамма должна состоять не более чем из 2 цветов и выдержана по всей презентации. Основная цель – читаемость презентации; – желателен одноцветный фон неярких пастельных тонов (например, светло-зеленый, светло-синий, бежевый, светлооранжевый и светло-желтый); – цвет шрифта и цвет фона должны контрастировать (текст должен хорошо читаться, белый текст на черном фоне читается плохо); – оформление презентации не должно отвлекать внимания от её содержания. Графическая информация: 142 – рисунки, фотографии, диаграммы должны быть наглядными и нести смысловую нагрузку, сопровождаться названиями; – изображения (в формате jpg) лучше заранее обработать для уменьшения размера файла; – размер одного графического объекта – не более 1/2 размера слайда; – соотношение текст-картинки – 2/3 (текста меньше чем картинок). Анимация: – анимация используется только в случае необходимости. Порядок предоставления, проверки и оценки контрольной работы Выполненная работа представляется на проверку преподавателю, который пишет рецензию на работу с указанием замечаний и ставит оценку в виде «допуска» или «недопуска» магистранта к собеседованию по контрольной работе и последующему зачёту. Основаниями для «недопуска» магистранта к собеседованию и зачёту, а также возвращения контрольной работы для доработки являются: – неудовлетворительное качество работы; – случай, когда работа переписана с другой контрольной работы, либо дословно повторяет текст учебника; – изменение темы без согласия преподавателя и уважительной на то причины. 143 Вопросы для подготовки к зачету по дисциплине «Разработка пищевых продуктов» 1. Определение понятия нутрициологии как науки, ее цель, объекты изучения, основные понятия. 2. Систематизация основных видов пищевой продукции. Функции пищи, взаимодействие организма человека с окружающей средой. 3. Качество и безопасность питания населения. 4. Социально-экономические предпосылки создания индустрии здорового питания. 5. Основные концепции и теории питания. Их характеристика. 6. Характеристика альтернативных концепций питания. 7. Редуцированное питания. 8. Голодание. 9. Раздельное питание. 10. Вегетарианское питание. 11. Сыроедение. 12. Макробиотика. 13. Концепция «мнимых» лекарств. 14. Теория осознанного питания. 15. Теоретические аспекты функционального питания. 16. Критерии отнесения пищевых продуктов к категории оздоровительных (функциональных). 17. Нормативное регулирование оздоровительных продуктов в Европе. 18. Формование ингредиентного состава функциональных пищевых продуктов. 19. Олигосахариды. 20. Резистентные виды крахмала. 21. Пищевые волокна. 22. Сахарозаменители и полисахариды (инулин). 23. Витамины и минеральные вещества функциональных пищевых продуктов. 24. Пробиотики. 144 25. Пребиотики. 26. Характеристика категорий функциональных пищевых продуктов. 27. Основные этапы создания функциональных продуктов. 28. Научные принципы обогащения продуктов. 29. Риски, связанные с вмешательством в пищевую систему в процессе ее обогащения. 30. Обязательные условия при модификации пищевого продукта в функциональные. 31. Понятие категории качества продуктов питания. 32. Научно-практические основы конструирования пищевых продуктов функционального назначения. 33. Методика проектирования многокомпонентных пищевых систем с диетическими добавками для функциональных продуктов. 145 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Барановский А.А. Диетология : руководство. 3-е изд. / А.А. Барановского. – СПб : Питер, 2008. – 1024 с. 2. Доронин А.Ф. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологию. Учебник. / А.Ф. Доронин и др. – М. : ДеЛи принт, 2009. – 288 с. 3. Дроздова Т.М. Физиология питания : учебник / Т.М. Дроздова, Т.А. Краснова, П.Е. Влощинский – М. : ДеЛи плюс, 2011. – 352 с. 4. Киреева Е.И. Пищевые и биологически активные добавки : учебное пособие / Е.И. Киреева; ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко». – Луганск : Книта, 2018. – 155 с. 5. Корячкина С.Я. Технология мучных кондитерских изделий. Учебник / С.Я. Корячкина, Т.В. Матвеева – СПб. : Троицкий мост, 2011. – 408 с. 6. Косой В.Д. Совершенствование производства колбас (теоретические основы, процессы, оборудование, технология, рецептуры и контроль качества) / В.Д. Косой, В.П. Дорохов – М. : ДеЛи принт, 2006. – 766 с. 7. Мартинчик А.Н. Общая нутрициология : учебное пособие / А.Н. Мартинчик, И.В. Маев, О.О. Янушевич. – М. : МЕДпрессинформ, 2005. – 392 с. 8. Могильный М.П. Пищевые и биологически активные вещества в питании / М.П. Могильный. – М. : Де Ли принт, 2007. – 240 с. 9. Нечаев А.П. Введение в технологии продуктов питания : учебное пособие для вузов / А.П. Нечаев. – М. : ДеЛи принт, 2013. – 720 с. 10. Попова Н.В. Технология продуктов детского питания. Учебное пособие / Н.В. Попова, А.Ю. Просеков, Л.Т. Серпунина, С.Ю. Юрьева // – М. : ДеЛи принт, 2009. – 472 с. 11. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов. Учебник / 146 В.М. Позняковский. – 5-е изд. испр. и доп. – Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2007. – 455 с. 12. Тутельян В.А. Химический состав и калорийность российских продуктов питания : Справочник / В.А. Тутельян. – М. : ДеЛи плюс, 2012. – 284 с. 13. Тырсин Ю.А. Витамины и витаминоподобные вещества / Ю.А. Тырсин, А.А. Кролевец, А.С. Чижик. – М. : ДеЛи плюс, 2012. – 203 с. 14. Тырсин Ю.А. Микро- и макроэлементы в питании / Ю.А. Тырсин, А.А. Кролевец, А.С. Чижик. – М. : Де Ли плюс, 2012. – 224 с. 15. Шалапугина Э.П. Технология молока и молочных продуктов : учебное пособие / Э.П. Шалапугина, Н.В. Шалапугина. – М. : Дашков, 2010. – 216 с. 16. Шевченко В.В. Измерительные методы контроля показателей качества и безопасности продуктов питания. В 2-х ч. Ч.1: Продукты растительного происхождения / В.В. Шевченко, А.А. Вытовтов, Л.П. Нилова. – СПб. : Троицкий мост, 2009. – 304 с. 17. Экспертиза специализированных пищевых продуктов. Качество и безопасность : учебное пособие / Л.А. Маюрникова, В.М. Позняковский, Б.П. Суханов, Г.А. Гореликова – СПБ. : ГИОРД, 2012. – 424 с. 18. Эрл М. Разработка пищевых продуктов / М. Эрл, Р. Эрл, А. Андерсон. – СПб. : Профессия, 2004. – 384 с. 19. Юдина С.Б. Технология геронтологического питания / С.Б. Юдина. – М. : ДеЛи принт, 2009. – 228 с. 20. Юдина С.Б. Технология продуктов функционального питания / С.Б. Юдина. – М. : ДеЛи принт, 2008. – 280 с. 147 Учебно-методическое издание КИРЕЕВА Елена Ивановна Разработка пищевых продуктов В авторской редакции Подписано в печать _________ Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman. Печать ризографическая. Формат 60х84 /16. Усл. печ. л. 00,00 Тираж 100 экз. Заказ № __. Издатель ГОУ ВПО ЛНР «Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко» «Книта» ул. Оборонная, 2, г. Луганск, ЛНР, 91011. Т/ф: (0642) 58-03-20 e-mail: knitaizd@mail.ru 148
