Разработка научно обоснованных подходов к проектированию специализированных пищевых продуктов для геродиетического питания
С незапамятных времен люди мечтали о долгой и плодотворной жизни, и сегодня в обществе растет осознание того, что здоровье в современных условиях является наибольшей ценностью, которую необходимо беречь и приумножать.
В последние годы в высокоразвитых странах бурно развивается новое медицинское направление — функциональная медицина (или медицина антистарения). В отличие от традиционной цели, направленной на лечение уже выявленной болезни, целями антистарения являются профилактика заболеваний, сохранение здоровья, продление продолжительности жизни и активного творческого долголетия.
По данным переписи 2010 и 2020 гг., пожилых людей (60–74 лет) и старческого возраста (75 лет и старше) от общей численности 25–30%.
В связи с этим возросла потребность в знаниях основ старения и расширения в целом основ геронтологии, а также гериатрической помощи по ряду факторов, в том числе питания геродиетического назначения, что поможет пожилым людям продолжить активную трудовую деятельность после оформления пенсии.
Кроме того, в России в последние годы в период экономического спада приобрели особую остроту проблемы детского, диетического и геродиетического питания в целом, в результате чего страдают дети, пожилые и престарелые люди как наименее защищенные слои населения.
С 2012 по 2022 г. средняя продолжительность жизни снизилась с 72 до 65 лет (у мужчин), ухудшилось состояние здоровья людей.
Ученые и медики считают, что это обусловлено в первую очередь как количественным, так и качественным состоянием питания населения. И это правильно. Доказано, что продолжительность жизни людей на 25–30% зависит от генов (наследственности) и на 75–65% — от внешних факторов, в числе которых основным является питание. Здоровье есть функция питания, то есть человек сам может сделать свою жизнь качественно долгой.
Здоровье и счастье людей связывают с установлением равновесия и внутри организма, и в отношении с внешней средой в значительной степени через питание. Поэтому проблемы питания и здоровья занимают центральное место в жизни человечества. Еще Гиппократ учил: «Пусть пища будет вашим главным лекарством».
Питание — чрезвычайно важная составляющая любого образа жизни. Макробиотическое питание полностью соответствует диетическим рекомендациям медицинских и научных экспертов. Рекомендуют существенно сократить потребление насыщенных жиров, простых сахаров и рафинированных продуктов, больше использовать злаков и овощей. При этом макробиотическое питание не является полным вегетарианством, чем-то обязательным и жестким. Это необычайное разнообразие и богатство вкусовых ощущений, красивое, приносящее удовольствие.
Накоплены положительный опыт, традиции, схема макробиотического питания — естественного, органичного.
«Семена» макробиотики должны быть использованы и освоены во всех странах мира, в том числе в России, в первую очередь для традиционного народного питания общего и целевого назначения и его производства для людей любого возраста.
В нашей стране, как и за рубежом, сейчас начали придавать важное значение натуральным продуктам — здоровому питанию, их выращиванию, хранению, переработке.
Здоровое питание обеспечивает и поддерживает здоровый образ жизни взрослого и пожилого населения, способствует профилактике заболеваний.
Баланс гормональной системы требует употребления продуктов четырех групп в течение одного приема пищи три раза в день: белков, жиров, углеводов и низкокрахмальных овощей.
Растительное сырье — основной компонент здорового питания, однако его важность в поддержании здоровья и гомеостатического баланса часто игнорируется, потребляемое количество значительно снижается по сравнению с тем, которое рекомендуется регулирующими органами.
Приготовление и коммерциализация фруктово-овощных напитков со сбалансированными питательными и фитонутриентными профилями могут быть перспективной альтернативой прямому потреблению фруктов и овощей, поскольку такие напитки обеспечивают легкое и быстрое использование.
Многочисленными исследованиями отмечено, что необходимо увеличить объем и повысить качество промышленно выпускаемых продуктов для искусственного вскармливания, прикорма и питания детей раннего возраста, а также необходимо наладить промышленное производство продуктов в широком ассортименте для геронаселения, так как в стране производство продуктов геродиетического назначения практически не создано, но в этом направлении начаты работы и исследования.
Цели исследования — разработать технологические основы, модели, схемы производства напитков геродиетического назначения, разработать и утвердить нормативную документацию на напитки геродиетического назначения.
Работа выполнялась поэтапно, решая следующие задачи (рис. 1):
Объекты и методы исследования
Поиск и анализ научной, научно-технической и патентно-лицензионной информации проводились с использованием интернет-ресурсов: РИНЦ, ФИПС ScienceDirect, Pubmed, Scopus, Web of Science, «Академия Google», «КиберЛенинка» и др. Глубина просмотра информации — с 2003 г.
В процессе исследования для создания напитков было выбрано сырье (рис. 2), наиболее отвечающее заданным характеристикам.
Использованы следующие объекты: овсяная крупа недробленая I сорта («Кубань Матушка», Краснодар, Россия), яблоки свежие сорта Айдаред (учебно-опытное хозяйство «Кубань», Краснодар, Россия), тыква продовольственная свежая сорта Диетическая (учебно-опытное хозяйство «Кубань», Краснодар, Россия), корнеплоды моркови сорта Канберра (учебно-опытное хозяйство «Кубань», Краснодар, Россия).
Для получения овсяного отвара, используемого при изготовлении напитков, применяли следующую схему: смешивали крупу овсяную с водой (смешивание в соотношении 1:10 является оптимальным, так как при этом соотношении достигается содержание сухих веществ около 13%). Смешивание крупы с водой следует проводить при температуре 30–40 °С, нагревание — до 90 °С, выдержка при этой же температуре. Кипячение овсяного отвара осуществляется при температуре 100 °С в течение двух минут.
Купажирование овсяного отвара производят для улучшения органолептических характеристик и повышения содержания биологически активных компонентов. В качестве добавок могут выступать различные соки, сахар, раствор пектина. Дальнейшее перемешивание необходимо для стабилизации напитка. Нагревание напитка до температуры 90–95 °С. В процессе приготовления вся польза исходного сырья переходит в напиток.
По ГОСТ 6687.5 определяли органолептические показатели безалкогольных напитков. Проводили отбор проб для дегустационного анализа по ГОСТ 6687.0. Внешний вид безалкогольных напитков определяли путем визуального осмотра, а также отмечали отсутствие осадка. Перед оценкой вкуса и аромата напитков экспериментальный образец доводили до температуры 10–14 °С.
Визуально определяли цвет напитков в чистом и сухом цилиндре емкостью 250 см3. Оттенок и интенсивность окраски оценивались на соответствие требованиям нормативной и технической документации на готовую продукцию.
Определение органолептических показателей проводилось сотрудниками НИИ биотехнологии и сертификации пищевой продукции Кубанского ГАУ (Краснодар, Россия), имеющие соответствующие компетенции и прошедшие экспертную оценку.
В готовых напитках содержание сухих веществ определяли с помощью рефрактометрического метода.
Кислотность готовых напитков определяли с помощью титриметрического метода. Содержание полисахаридов устанавливали с использованием гравиметрического метода(метод основан на извлечении полисахаридов из сырья, их осаждении и последующем определении массы полученного осадка).
Количественное определение содержания редуцирующих сахаров проводили спектрофотометрическим методом. В основе определения лежит реакция ферментативного гидролиза сахарозы с помощью β-фруктозидазы с образованием равных количеств D-глюкозы и D-фруктозы. Количественное измерение НАДФН осуществляется спектрофотометром (фотометром) при длине волны 340 нм.
Общее содержание сахаров определяли с помощью методу Бертрана (метод основан на восстановительной способности инвертных сахаров по отношению к фелинговой жидкости), образующееся железо — с помощью раствора перманганата калия (титрованием).
Содержание аскорбиновой кислоты определяли йодометрическим методом, основанным на окислительно-восстановительном свойстве аскорбиновой кислоты.
Определение холина и филлохинона проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.
С помощью приближенно-количественного спектрального анализа был определен минеральный состав напитков.
Для определения элементного состава готовых продуктов проводили их сухое озоление. Для оценки качества исследуемых образцов напитков проведено определение содержания в них макроэлементов кальция, натрия, калия и микроэлемента железа методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.
Результаты исследований обработаны при помощи компьютера (программа Microsoft Office Excel) с применением критерия достоверности по Стьюденту с использованием приложения Excel из программного пакета Office XP и Statistica (США). Установлена критическая граница уровня статистической значимости (р ≤ 0,05).
Результаты исследования и их обсуждение
Для разработки напитков были выбраны ингредиенты, которые способствуют предотвращению старения, а именно полибиологически ценное сырье, богатое витаминами и минералами.
Для создания геродиетических напитков новый или усиленный положительный биологический эффект увеличивается, то есть при таком составе растет биологическая ценность всех компонентов, которые включены в смесь. Использование добавок растений дает возможность получить новые продукты, которые имеют хорошие органолептические характеристики и функциональные свойства.
Производство и потребление функциональных напитков с растительным сырьем стало важным — они обеспечивают оздоровление организма, которое выходит за рамки основных функций питания.
Сегодня напитки — наиболее эффективная функциональная категория продуктов питания благодаря их удобству и способности удовлетворять требования потребителей к содержанию, размеру, форме и внешнему виду емкостей, а также к простоте распределения и хранения продуктов питания (холодные и хорошо складируемые). Кроме того, они являются очень хорошим источником питательных веществ и биологически активных соединений, включая витамины, минералы, антиоксиданты, жирные кислоты, растительные экстракты и волокна, пребиотики и пробиотики. Эти напитки демонстрируют функциональные и лечебные свойства, такие как противодиабетическое и противораковое действие.
Напитки овсяно-плодово-овощные геродиетического назначения. В состав данной группы консервов входят три наименования напитков.
Во все виды разработанных напитков входит овсяная крупа в виде отвара. Напитки, приготовленные на основе овсяных отваров, не только хорошо утоляют жажду, но и рекомендуются людям, страдающим заболеваниями сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, нарушением обмена веществ. Отличаются (качественно и количественно) видом плодового или овощного сырья.
Напитки имеют достаточно хорошие пищевкусовые свойства и льющуюся консистенцию (табл. 1), а также повышенную биологическую ценность и достаточно низкую калорийность (21–31 ккал).
Сенсорные признаки полученных продуктов представлены в таблице 1. Органолептическая оценка проводилась сенсорным методом по таким признакам, как внешний вид, консистенция, цвет, запах и вкус.
При подборе моделей консервов учитывали кислотность компонентов с целью смягчения (по возможности) режимов стерилизации, так как такой показатель, как кислотность, влияет и на органолептические показатели готового продукта, и на его сохранность в процессе хранения. Поэтому показатель активной кислотности для большинства консервов планировался на уровне 4,0–4,2, что дает возможность стерилизовать консервы при температуре 100 ºС.
На основе выполненных экспериментальных работ, физико-химических, органолептических, микробиологических исследований выявлены лучшие предельно оптимальные соотношения компонентов в рецептурах-моделях, которые включены в нормативную документацию по их производству.
В таблице 2 представлены физико-химические показатели напитков. Новые виды отличаются сравнительно низкой калорийностью, что удовлетворяет требованиям геропитания.
Контролируемые показатели (в зависимости от вида) колеблются в пределах: растворимые вещества — 9–13%, рН — не более 4,4, кислотность в пересчете на яблочную — 0,12–0,60%, пищевые волокна — 0,39%.
Разработаны и представлены технологические схемы производства консервов для героконтингента, представлен пример производства геродиетических напитков (рис. 3).
В таблице 3 представлены данные по содержанию витаминов и витаминоподобных компонентов, в таблице 4 — содержание микро- и макроэлементов.
Установлено: напитки геродиетического назначения содержат тот же набор биологически активных веществ, что и исходное сырье, достаточно хорошо сохраняются при производстве и хранении. Пищевкусовые свойства напитков хорошие (по вкусу и цвету, аромату, консистенции). Особенно хорошую органолептику имеют напитки, выработанные в производственных условиях при соблюдении всех требований нормативной документации
Пищевая ценность напитков характеризуется содержанием витамина С, β-каротина и минеральных веществ.
Сочетание овсяного отвара с фруктовыми (яблоки) и овощными (тыква, морковь) наполнителями значительно обогащает продукт природными биологически активными веществами: витаминами, органическими кислотами, минеральными солями, полифенольными соединениями.
Заключение
Правильное биологически полноценное питание способствует профилактике заболеваний, продлению жизни, повышению работоспособности, создает условия для адекватной адаптации к окружающей среде.
Проблема создания полноценного здорового, профилактического питания для всех категорий населения России, в том числе для героконтингента, самая острая, прежде всего в последние годы изменилась структура потребления основных пищевых веществ и энергии, большинства витаминов, ряда макро- и микронутриентов (кальций, железо, селен, йод, фтор и др.), пищевых волокон.
В России стоит серьезно вопрос о дефиците в рационе микронутриентов — витаминов и микроэлементов. Их нехватка отмечена у большинства пожилых людей больших городов.
Для обеспечения здорового питания необходимо выполнить минимум три условия (рис. 4.).
Из широкого ассортимента продуктов питания потребитель выбирает те, которые обладают такими свойствами, как нативность, польза для здоровья, необыкновенный вкус, удобство. Всем этим требованиям отвечают разработанные геродиетические напитки, что свидетельствует о перспективности их практического применения, причем не только для старшего поколения.
Целесообразно расширить ассортимент разработанных напитков, создать новые и изучить их свойства и функции.
В статье изучены: состояние вопроса в стране и мире; биологические свойства и влияние основных нутриентов и нутрицевтиков на организм человека; пищевая и биологическая ценность выбранных для новых видов напитков сырья и материалов.
Три вида напитков представляют собой напитки с мякотью, имеют однородную льющуюся, нежную, непрозрачную массу с равномерно распределенной тонкоизмельченной мякотью овощей и плодов, из которых они изготовлены.
Установлены нормируемые органолептические и физико-химические показатели качества геродиетических напитков. В новых видах напитков проведены химические исследования (витаминный состав, минеральный состав), установлена основная пищевая ценность (сахара, органические кислоты, пектины, пищевые волокна и др.).
Определены показатели, обеспечивающие пищевую и энергетическую ценность этих продуктов и позволяющие использовать их в диетическом питании профилактического назначения.
Все новые виды напитков низкокалорийны, богаты пищевыми волокнами. Дополнительно выявлено, что все три вида разработанных напитков содержат в большей или меньшей степени витамины, b-каротин, жизненно важные минеральные элементы.
Об авторах
Альбина Алексеевна Варивода1, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции
https://orcid.org/0000-0002-5931-2119; albin2222@mail.ru
Надежда Викторовна Кенийз1, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции
https://orcid.org/0000-0002-5003-9339; keniz@bk.ru
Максим Борисович Ребезов2, 3,
- доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник2;
- доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры биотехнологии и пищевых продуктов3
rebezov @ya.ru; https://orcid.org/0000-0003-0857-5143
1Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, ул. Калинина, 13, Краснодар, 350044, Россия
2Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук, ул. Талалихина, 26, Москва, 109316, Россия
3Уральский государственный аграрный университет, ул. Карла Либкнехта, 42, Екатеринбург, 620075, Россия
УДК 663.86.054.1 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-377-12-143-150
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
