Разработка научно-практических основ биотехнологии новых функциональных молочных продуктов
На правах рукописи
ЧЕРНЯЕВ Сергей Иванович РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ОСНОВ БИОТЕХНОЛОГИИ НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Специальность: 05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов (перерабатывающие отрасли АПК)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва - 2002
Работа выполнена на кафедре «Технология молока и молочных продуктов» Московского государственного университета прикладной биотехнологии Научные консультанты:
доктор технических наук, доцент Н.А. ТИХОМИРОВА доктор медицинских наук В.В. ШАХТАРИН
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор академик РАСХН, Н.Н. ЛИПАТОВ доктор технических наук, профессор Э.С. ТОКАЕВ доктор биологических наук, профессор.Н. ЛЫКОВ Ведущее учреждение: Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности /ГУ ВНИМИ, г. Москва/
Защита диссертации состоится « 28 » октября 2002г. в «14—» часов на заседании диссертационного совета Д 212.149.01 в Московском государственном университете прикладной биотехнологии по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 33
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ.
Автореферат разослан «23 » сентября 2002г.
Ученый секретарь диссертационного совета. кандидат технических наук, доцент А.Г. ЗАБАШТА
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В России алиментарные дефициты носят массо вый характер, и многие регионы относятся к разряду биогеохимических про винций по ряду важнейших микронутриентов (витаминам С, Е, бета-каротину, йоду, селену, железу и пр.). Следствием является ослабление сопротивляемости населения к воздействию неблагоприятных факторов среды обитания, формирование астеничности, синдрома хронической усталости, снижения умственной и физической активности. Данное положение усугубляется воздействием на проживающее население всего комплекса последствий аварии на ЧАЭС и других экологических катастроф (у населения, проживающего в экологически не благоприятных условиях, как правило, существует повышенная потребность в этих микронутриентах). Обеспечение адекватного питания населения позволяет предупредить или нивелировать многие негативные тенденции, наблюдающиеся в состоянии общественного здоровья.
Наряду с исключительным социальным значением, проблема укрепления здоровья россиян находится на одном из первых мест в целостной системе обеспечения национальной безопасности страны. Население должно получать с пищей весь комплекс необходимых микронутриентов, поэтому обогащение продуктов питания биологически активными добавками, а также повсеместное их производство, является перспективным направлением, реально обеспечивающим укрепление общественного здоровья.
Мировые и отечественные тенденции в области питания связаны с создани ем ассортимента функциональных продуктов, способствующих улучшению здоровья при ежедневном потреблении и которые оказывают регулирующее и нормализующее воздействие либо на организм в целом, либо на определенные его органы или функции. Основные положения «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года» предусматривают более полное использование молочного сырья, а также широкое внедрение нутрицевтических, парафармацевтических и пробиотических БАД с целью создания новых молочных продуктов, обладающих лечебно-профилактическими и защитными свойствами.
Значительный вклад в разработку научных основ производства функцио нальных продуктов, а также исследования различных биологически активных ингредиентов внесли: Л.В. Антипова, Н.И. Бевз, В.М. Бондаренко, A.M. Браж ников, В.А. Галочкин, В.И. Ганина, Г.И. Гончарова, А.В. Горбатов, А.И. Жари нов, Н.К. Журавская, В.Н. Зеленков, Э.П. Козлова, А.А.Кочеткова, Н.Н. Лизь ко, Н.Н. Липатов (мл.), Н.Н. Липатов (ст.), С.Л. Люблинский, И.И. Мечников, В.В. Молочников, Л.А. Остроумов, В.И. Покровский, И.А. Радаева, И.А. Рогов, Н.С. Родионова, Р.А. Розиев, В.Ф. Семенихина, В.Б. Спиричев, Б.В. Тараканов, Е.И. Титов, Э.С. Токаев, В.А. Тутельян, В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, А.Ф.
Цыб, A.M. Шалыгина, Б.А. Шендеров, S.Gilliland, T. Gordon, B.Hetzel, С.
Maxwell, W. Ruhland, A. Wolford и другие отечественные и зарубежные ученые.
Необходимостью комплексного подхода к созданию новых продуктов функционального назначения, обладающих широким спектром защитных функций и освоения технологии их промышленного производства, для обеспе чения условий массового оздоровления населения, определены: предмет, цель и задачи настоящего исследования.
Предметом исследования является разработка технологий и расширение ассортимента функциональных молочных продуктов, обогащенных биологиче ски активными добавками.
Цель исследования - научное обоснование и практическая реализация комплексного подхода к разработке биотехнологии новых молочных продуктов функционального назначения путем направленного формирования их за щитных свойств посредством обогащения нутрицевтическими, парафармацев-тическими, пробиотическими биологически активными добавками, не нару шающими нормальных физиолого-биохимических процессов человеческого организма.
Задачи исследования:
- научное обоснование применения нутрицевтических, парафармацевтических и пробиотических биологически активных добавок при разработке биотехно логии функциональных молочных продуктов;
- научное обоснование создания функциональных молочных продуктов, обога щенных: йодированным по аминокислотным остаткам белком молока -.БАД «Йодказеин», органическим соединением селена - БАД «Селексен», гемогло бином крови сельскохозяйственных животных - БАД «Гемобин», парафар мацевтическими БАД «Сухой концентрат топинамбура» и «Стевиозид», ос нованное на изучении их функциональных свойств;
- научное обоснование создания функциональных молочных продуктов, обога щенных пробиотическими БАД, основанное на исследованиях функциональ ных свойств B.bifidum и B.longum, являющихся характерными представите лями нормальной аутофлоры различных возрастных групп населения;
- разработка и промышленная апробация биотехнологий функциональных мо B.longum, «Йодказеин», «Селексен», «Гемобин» «Стевиозид», «Сухой кон центрат топинамбура»;
- создание обособленных и комбинированных цехов-модулей для производства функциональных молочных продуктов.
Научная концепция. Решение сформулированной научной проблемы осно вано на комплексном подходе с учетом принципов фармаконутрициологии.
Научная новизна. На основе пронеденных исследований установлены рациональные концентрации БАД «Йодказеин», «Селексен», «Гемобин» «Сте виозид» и «Сухой концентра-Гтопйнамбура» для спектра основных молочных, продуктов: питьевого молока, сломрлонньциипитков, кефира, творога.
Проведенные исследований функциональных свойств монокультур B.bifidum и B.longum, являющихся характерными представителями нормальной аутофлоры различных возрастных групп населения, показали, что они облада ют выраженной адгезивностью и бактериоциногенностью.
Исследования ассоциации B.bifidum 791 и B.longum B379M, выявили, что она обладает большей антагонистической активностью по отношению к пато генным и условно-патогенным микроорганизмам в сравнении с монокультура ми этих же штаммов.
На основе исследований функциональных свойств нутрицевтических, пара фармацевтических и пробиотических БАД созданы новые молочные продукты. В результате проведенных медико-биологических и клинических исследо ваний установлено, что концентрации вносимых БАД, соответствующие физиологическим потребностям организма, не оказывают влияния на биотехнологические процессы приготовления молочных продуктов.
Проведенные медико-биологические и клинические испытания подтвердили лечебно-профилактическое действие, разработанных молочных продуктов, что позволяет отнести их к функциональным продуктам питания.
Показана возможность комплексного использования нутрицевтических, па рафармацевтических и пробиотических БАД для создания гаммы функцио нальных молочных продуктов.
На основе осуществленных научно-практических разработок созданы обо собленные и комбинированные биотехнологические цехи-модули для произ водства функциональных молочных продуктов.
Практическая значимость. Разработаны технические условия и техноло гические инструкции на производство функциональных молочных продуктов, обогащенных йодказеином, селексеном, гемоглобином, стевиозидом, сухим концентратом топинамбура.
Результаты данной работы взяты за основу при разработке и реализации це левых областных программ «Развитие индустрии детского питания в Калуж ской области», «Диабет», «Профилактика йоддефицитных состояний», «Техни ческое переоснащение предприятий пищевой и перерабатывающей отраслей АПК Калужской области», «Здоровое питание», а также Федеральной про граммы «Дети Чернобыля».
Результаты исследований внедрены в промышленное производство на пред приятиях 41 субъекта РФ, в т.ч. на Бежецком, Волгодонском, Ефремовском, Екатеринбургском, Звенигородском, Ижевском, Йошкар-Олинском, Кашин ском, Кингисепском, Ковровском, Краснодарском, Курганском, Магаданском, Надымском, Нижегородском, Норильском, Омском, Раменском, Ржевском, Ростовском, Сарапулском, Саратовском, Сургутском, Ульяновском, Уренгой ском, Чебоксарском молочных комбинатах, а также «Петмол», «Детское пита ние «Истра-Нутриция» и 23 предприятиях Калужской области, в т.ч. на Думи ничском, Калужском, Кировском, Жуковском мололных-заводах, КАП «Ком мунар», КСП Мичурина.
Проведенные исследования позволили разработать промышленные техно логии функциональных молочных продуктов с использованием отечественного оборудования, на основе которых разработаны обособленные и комбинированные цехи-модули.
Разработаны и апробированы в лабораторных и промышленных условиях рецептуры, технологический регламент и нормативно-техническая кументация на продукты функционального назначения, обогащенные нутри цевтическими, парафармацевтическими и пробиотическими БАД /ТУ 9225 002-00427483-99, ТУ 9225-005-004227477-99, ТУ 9206-004-48363077-00, ТУ 9206-005-48363077-00, ТУ 9206-006-48363077-00, ТУ 9206-007-48363077-00, ТУ 9222-501-05348185-00, ТУ 9222-002-053481^5-00, ТУ 9222-003-0534185-00, ТУ 9222-004-05348185-00/. Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций по курсам: «Технологии молока и молочных продуктов», «Физика и химия молока», «Биотехнология», а также в дипломном и курсовом проектировании в МГУПБ, КФ МГТУ им. Н.Э.
Баумана и КМТКМП.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и об суждены на: Всероссийских научно-технических конференциях по социально экономическим проблемам управления производством, созданию прогрессив ных технологий, конструкций и систем в условиях рынка /Калуга, 1997, 1998/;
региональной научно-практической конференции "Региональная экономика, наука и инновации" /Калуга, 1999/;
Всероссийском семинаре с руководителями и главными специалистами молочных предприятий России "Новое в технике и технологии молочной промышленности" /Адлер, 1 999/;
региональной экономи ческой конференции "Инвестиции, инновации, менеджмент" /Калуга, 2000/;
ре гиональной научно-практической конференции "Актуальные проблемы управ ления социально-экономическими процессами в регионе" /Калуга, 2000/;
ре гиональной научно-практической конференции "Актуальные проблемы эконо мики и управления и пути их решения в современных условиях" /Калуга, 2000/;
Всероссийском семинаре с руководителями и главными специалистами молоч ных предприятий /Сочи, 2000/;
совместном заседания Бюро Отделения профи лактической медицины и Бюро ^Отделения- клинической медицины РАМП /Москва, 2006/;
III Международном симпозиуме «Биокорректоры - 2000»" /Москва, 2000/;
Международной выставке «Спасение-2000» /Москва, 2000/;
на учно-практической конференции «Наследие Чернобыля» /Калуга, 2001/.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 33 работы, в т.ч.
3 монографии, 13 статей в центральной печати /журналы: "Пищевая промыш ленность", "Молочная промышленность"/, 17 докладов и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 346 страницах, со держит 49 таблиц и 42 рисунка, состоит из введения, 7 глав, заключения, спи ска использованной литературы из 556 наименований (в т.ч. 273 иностранных авторов) и приложений.
Основные положения, представленные к защите:
- научное обоснование актуальности комплексного подхода к использованию нутрицевтических, парафармацевтических и пробиотических БАД для разработки биотехнологии функциональных молочных продуктов;
- результаты экспериментального изучения функциональных свойств БАД «Йодказеин», «Селексен» «Гемобин», «Стевиозид» и «Сухой концентрат то пинамбура» для разработки рецептур функциональных молочных продуктов;
- результаты экспериментального изучения функциональных свойств моно культур B.bifidum 791 и B.longum B379M и их ассоциации для создания функциональных молочных продуктов;
- результаты апробации биотехнологии функциональных пробиотических мо лочных продуктов, обогащенных БАД «Стевиозид», «Сухой концентрат то пинамбура» и «Йодказеин» в промышленных условиях;
- обособленные и комбинированные цехи-модули для производства функцио нальных молочных продуктов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Обоснована актуальность решаемой научной проблемы, сформу лирована краткая сущность поставленной научной проблемы, определяется предмет исследования, обозначена цель и научные задачи, определены методо логические и теоретические основы исследований, их новизна, практические результаты и их ценность, теоретическая значимость работы, выделены основ ные положения, выносимые на защиту, приведена информация о результатах апробации положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе.
Глава 1. Особенности современной теории функционального питания На основе литературных данных, проанализированы проблемы создания функциональных продуктов, рассмотрены современные научные подходы к прикладным элементам теории функционального питания.
Систематизированы имеющиеся данные о возможных безопасных для здоровья путях эффективной компенсации дефицита ежедневно требующихся организму аминокислот, ви таминов и минеральных веществ, одним из которых является создание пище вых продуктов поликомпонентного состава с заданными защитными свойства ми. Развивается теория использования БАД, способствующих профилактике ряда заболеваний, повышению иммунитета, укреплению способности нормаль ного воспроизводства, полноценного роста и развития детей, коррекции функ циональной активности отдельных органов и систем, регулированию микро биоценоза кишечника, выведению из организма чужеродных веществ и про дуктов метаболизма, повышению умственной и физической активности. Кон цептуально проблема рассмотрена с позиций разработки теоретических основ, производства, реализации и потребления функциональных продуктов. За рубежные исследователи определяют три основных качества функциональных продуктов: высокая пищевая ценность;
привычные вкусовые качества;
благо творное физиологическое воздействие. Отечественные ученые определяют функциональные продукты, как продукты, которые должны быть полезными для здоровья и не причинять организму человека вреда. Эти требования отно сятся к продуктам в целом и к отдельным ингредиентам. Рассмотрена теория Д. Поттера, согласно которой на сегодняшнем этапе развития рынка эффективно используются семь основных видов функциональных ингредиентов: пищевые волокна (растворимые и нерастворимые);
витамины (А, группа В, D и т. д.);
минеральные вещества (такие как кальций, железо);
полиненасыщенные жиры (растительные масла, рыбий жир;
омега-3-жирные кислоты);
антиоксиданты: бета-каротин и витамины (аскорбиновая кислота витамин С и альфа-токоферол - витамин Е);
олигосахариды (как субстрат для полезных бактерий);
эубиотики. Проанализированы требования к ингредиентам, придающим про дуктам функциональные свойства: полезность для здоровья;
научная обосно ванность ежедневных доз потребления с позиций фармаконутрициологии;
безопасность и натуральность.
Таким образом, в результате анализа и обобщения литературных данных, установлена необходимость поиска новых источников пищевого сырья с высо кими медико-биологическими показателями, направленными лечебно профилактическими и защитными свойствами, а также актуальность обогаще ния привычных, традиционных продуктов повседневного питания биологиче ски активными ингредиентами с целью придания им функциональных свойств.
В связи с этим обоснована актуальность разработки научно-практических ос нов обогащения наиболее потребляемых молочных продуктов БАД органиче ского происхождения, физиологическая доступность которых соответствует особенностям настроек физиолого-биохимических механизмов человеческого организма, а также необходимость укрепления и расширения технологической базы молочной промышленности для производства функциональных продук тов на их основе.
Глава 2. Объекты исследований и экспериментальные методы Для выполнения работы использовались стандартные общепринятые в ис следовательской практике биохимические, микробиологические и радиометри ческие методы, а также модифицированные и усовершенствованные методики.
Повторность опытов была 10 кратная. Экспериментальные данные обрабаты вались общепринятыми методами математической статистики. Объектами ис следований являлись: йодказеин;
селексен;
гемоглобин бычий;
стевиозид;
су хой концентрат топинамбура;
штаммы B.bifidum 791 и B.longum B379M;
Str.diacetilactis;
кефирные грибки. Острую и хроническую токсичность БАД определяли на лабораторных. Биохимические исследования сыворотки крови проводились на анализаторе "KQNElJLTRA" (Швеция). Свободный тироксин в сыворотке крови определяли с помощью набора FT4 RIA-gnost (Франция), Радиометрию проводили на гамма-счетчике VIZAR-1470 (Финляндия). Со стояние мочевыделительной системы оценивали по величине суточного диуреза, рН мочи, концентрации белка глюкозы и уробилиногена в моче.
Определение содержания нутрицевтических БАД в пищевых продуктах осуществляли вольтамперометрическим методом посредством прибора «ЭКОТЕСТ-ВА», со- пряженного с персональным компьютеорм по методике, разработанной НПП «Медбиофарм» (свидетельство N7-00 о метрологической аттестации МВИ) Антагонистическую активность ассоциированных штаммов бифидобактерий исследовали по отношению к E.coli 028, S.aureus 209, Pr.
mirabilis, Pr.vulgaris. Оценка адгезивных свойств проводилась с помощью среднего показателя адгезии. Бактериоциногенные свойства бифидобактерий изучали с помощью отсро ченного антагонизма по Фредерику в модификации Н.И. Бевз. Схема проведения исследований приведен на рис. 1.
Глава 3. Разработка биотехнологии кефира, обогащенного йодированным молочным белком В результате анализа литературных данных исследованы причины недос таточности поступления йода у отдельных групп населения в мире и России.
Отмечено, что йоддефицитные состояния в человеческом организме харак теризуются интенсивностью возникновения и распространенностью патологий. Критически проанализирована эффективность проведения профилактических мероприятий с использованием неорганических соединений йода, иногда при водящих к возникновению индуцированного йодом гипертиреоза. Установле но, что состояние йодной недостаточности сохраняется на фоне проведения об щепринятых профилактических мероприятий с использованием йодированной соли.
Обоснована актуальность создания продуктов питания, обогащенных орга ническими соединениями йода. Отмечено, что йода организму нужно немного, но в физиологически доступной (органической) форме. Ввиду того, что потреб ность человеческого организма в иоде на 70-90% реализуется через потребле ние молока и молочных продуктов, в которых он находится в связанном с зеином виде, было синтезировано новое органическое соединение йода «Иод-казеин», исключающее возможность передозировки, так как йод отщепляется от аминокислотных остатков под воздействием ферментов печени (дейодиназ), вырабатывающей их тем больше, чем выше недостаток йода. Когда организм набирает свою норму и лишний йод отщеплять уже нечем, последний эвакуи-руется из организма с каловыми массами.
Исследования проводились в НПП «Медбиофарм» медицинского радиоло [гического научного центра РАМН (г. Обнинск).
Казеин - основной белок молока, богатый тозиновыми остатками. Поэтому было произведено йодирование казеина по следующей схеме: тирозин из казеина + однохлористый йод = йодтирозин и дийодтирозин. Механизм йодирования казеина представлен на рис. 2.
Рис. 1. Схема проведения исследований Рис. 2. Механизм йодирования казеина Йодказеин - порошок желтоватого цвета, растворимый в воде при рН7.5, массовое содержание йода в нем составляет 7-9%. Содержание примесей не превышает 0,1%. Содержание тяжелых металлов не превышает требований МБТ. Йод находится в прочной ковалентной связи с бензольным кольцом аро матических аминокислот белка.
Химическая брутто-формула: C4265H8345N1903O1221S19Il8- Аминокислотная формула (на 105г): А1143 Gly30 Val54 Ley60 Lys61 i-Ley49 Prn65 Phe28 Tyr45 Try Ser60 Tre41 Cys2 Metn Arg25 Gys19 Asp63 Glu153. Хроматографическая чистота йодка-зеина составляет более 99% (рис. 3).
Сравнительные исследования казеина и йодказеина показали, что йод прак тически не отщепляется от белка при повышении температуры до 600 С, поте ря массы обоих белков была практически идентичной (рис. 4). Из эксперимен тально полученной кривой видно, что прочность связи C-I достаточно высока, отщепление йода от йодказеина происходит только в процессе разложения са мого белка вместе с разрывом других химических связей.
Рис. 4. Термогравиметрические кривые для казеина и йодказеина Анализ данных по фармакокинетике и соответствующая картина накопления и выведения препаратов йода (рис. 5, 6, 7), позволяет отметить, что среднее содержание йода в щитовидной железе животных, которые находились в усло виях йодной недостаточности, при его введении в форме йодказеина составля ло на 3 сутки 36,3% и при введении в форме йодида натрия 24,5% от введенного количества.
Таким образом, у животных с йоддефицитом, йод, поступающий в организм в органической форме, усваивается в 1,5 раза лучше, чем йод, поступающий в неорганической форме. У животных, которые содержались на рационе с доста точным содержанием йода, наблюдалась обратная картина накопления йода в щитовидной железе при введении его в форме йодказеина и йодида натрия.
Рис. 5. Динамика накопления и выведения препаратов йода из щитовидной железы йоддефицитных животных (в % от введенного количества) Исследование состояния мочевыделительной системы не обнаружило отли чий между контрольными животными и животными трех экспериментальных групп, что свидетельствует об отсутствии хронической токсичности препарата "Йодказеин".
Проведенные исследования подтвердили безопасность и функциональную пригодность йодказеина как источника йода.
Сравнительная оценка поступления йода в щитовидную железу у животных с различной йодной недостаточностью доказывает большую физиологичность в обеспечении щитовидной железы йодом органической природы из йодка зеина по сравнению с неорганической формой йода - йодида натрия.
Для оценки исходной йодной обеспеченности были изучены показатели йо дурии у 300 детей (школа № 16, г. Калуга) и 310 детей (школа-интернат №3, г.
Калуга). Установлено, что медиана содержания йода в утренней моче у них со ставляла 56-65 мкг/л. Динамика содержания йода в моче показана на рис. 8.
Рис. 8. Динамика содержания йода в моче (школа № 16, г. Калуга) После проведения первичного обследования было организовано питание с использованием порционных продуктов, содержащих йодказеин в количестве 92 мкг, контрольная группа находилась на свободной диете. Через 15 дней бы ли взяты образцы мочи у обеих групп детей, после начала профилактики йод ной недостаточности с использованием йодказеина, было повторно проведено исследование содержания йода в моче. У детей, получающих продукты, обо гащенные йодказеном, медиана йодурии в течение первого месяца достигала 158 мкг/л. В последующем, несмотря на регулярное употребление продуктов с йодказеином, медиана йода в моче начинает несколько снижаться, оставаясь в пределах физиологической нормы. В контрольной группе во все сроки иссле дования медиана йодурии сохранялась на исходном уровне - легкой степени йодной недостаточности. При отмене кормления йодированным белком со держание йода в организме снижалось до исходных значений, что свидетельст вовало об уровне йодной обеспеченности данной местности (рис. 9).
Полученные результаты свидетельствуют об эффективности использования продуктов, обогащенных йодказеином, для профилактики йоддефицитных со стояний у детей.
Результаты проведенных исследований функциональных свойств йодказеи на, в процессе которых было выявлено, что он физиологичен, нетоксичен и безопасен, организм получает достаточное количество йода при регулярном употреблении продуктов, обогащенных йодказеином, а при отмене его потреб ления содержание йода в организме снижается до исходных значений, что сви детельствует об уровне йодной обеспеченности данной местности, позволили приступить к разработке технологии молочного продукта, обогащенного йод казеином.
На основе анализа имеющихся данных об объемах и структуре потребления населением молочных продуктов, потребление кефира составляет более 1/3 от общих объемов молочных продуктов, а также учитывая его благотворное влия ние на течение физиолого-биохимических процессов в организме, способст вующее возбуждению аппетита, отделению слюны, соков желудка, кишечника и желчи, мочегонные свойства и рекомендации Института питания РАМН по его применению в комплексе лечебно-профилактических мероприятий при различных нарушениях и заболеваниях, для создания функционального молоч ного продукта, обогащенного органическим соединением йода, был выбран кефир.
Разработка лабораторно-экспериментальной биотехнологии приготовления кефира, обогащенного йодказеином. Технологический процесс производства продукта состоял из следующих операций: приёмка, охлаждение и резервиро вание сырья;
нормализация молока и приготовление смеси;
гомогенизация сме си;
пастеризация и охлаждения смеси;
внесение йодказеина;
заквашивание и сквашивание смеси;
перемешивание, охлаждение и созревание молочного сгу стка;
охлаждение, упаковка и маркировка продукта.
Для приготовления раствора йодказеина в растворе натрия двууглекислого в 10 см3 воды вносили (2,5+0,1)г натрия двууглекислого и перемешивали в те чение 5-10 минут до полного растворения. Раствор двууглекислого натрия по догревали до 40-50 °С. Смесь периодически перемешивали в течение 20-30 ми, нут до полного растворения йодказеина. Для приготовления раствора йодка зеина в пастеризованном молоке, йодказеин в количестве 2,5±0,1 г вносили в см3 молока, нагретого до 50-60°С. Смесь периодически перемешивали в тече ние 60~:75минут до полного растворения йодказеина, поддерживая температуру раствора на уровне 50-60°С.
Приготовленный раствор йодказеина вносили в подготовленное для сква шивания молоко тонкой струей, в 1000 кг молока перед пастеризацией. Смесь перемешивали мешалкой в течение 5-10 минут (1 вариант), второй вариант за ключался во внесении раствора йодказеина в молочную смесь перед гомогени зацией с соблюдением условий асептики.
Массовая концентрация йода в готовом продукте - 0,2±0,05 мг/кг. При проведении исследований в процессе хранения готового продукта было установле но, что до конца срока реализации содержание йода оставалось неизменным и составляло не менее 0,2±0,05 мг/кг. Влияние различных количеств йодказеина на процессы кислотообразования отображены на рис 10.
Рис. 10. Динамика титруемой и активной кислотности при внесении йодказеина от 0,00 до 5,00 г/тн Установлено, что вносимый, в пределах физиологических норм, в продукт йодказеин, в силу малой удельной доли, не оказывает влияния на процессы ки слотообразования.
Ферментация молока происходила в режимах стандартного приготовления кефира. Органолептические свойства традиционного кисломолочного продукта не претерпели изменений. Создан новый молочный продукт - кефир, обога щенный органическим соединением йода. Результаты клинической апробации показали, что использование йодказеина в качестве йодвосполняющего компо нента, позволило расширить защитный спектр традиционного продукта, до полнив его противозобными свойствами. Результаты исследований позволили приступить к разработке НТД и внедрению в промышленное производство ке фира, обогащенного йодказеином.
Приготовление кисломолочного продукта, обогащенного йодказеином в производственных условиях. Существенные трудности в освоении производст ва продуктов питания функционального назначения вызваны относительно большим количеством специального оборудования и, соответственно, его стоимостью. В результате проведенной работы значительная часть такого обо рудования другим, универсальным, которое позволило получать полноценные продукты питания, соответствующие предъявляемым к ним требованиям сани тарных норм и правил. Разработанная аппаратурно-технологическая схема производства кефира, обогащенного йодказеином, приведена на рис. 11.
Рис. 11. Аппаратурно-технологическая схема производства молочных продуктов функционального назначения Отличительной особенностью разработанной нами схемы является исполь зование в технологической цепи асептического ферментатора Ф-250А (МНПК «Приоритет» г. Екатеринбург), позволяющего осуществить приготовление продукта в асептических условиях (термостатным и резервуарным способами).
Процессы пастеризации, охлаждения до температуры внесения закваски, за квашивания и сквашивания смеси, перемешивания и охлаждения готового про дукта в одной емкости.
При термостатном способе производства, после внесения закваски и тща тельного перемешивания, смесь подается из ферментатора на фасовочный ав томат и, в потребительской таре, поступает на термостатирование. Данное обо встроенным электропарогенератором, мешалкой. Наличие специальных шту церов для внесения закваски и слива готового продукта посредством стериль ных проколов через слой 70%-ного спирта, позволяет исключить прямой кон такт персонала с продуктом на всех стадиях производства и обеспечить асеп тические условия культивирования микроорганизмов. Кисломолочный про дукт, обогащенный йодированным молочным белком, полученный в производ ственных условиях, по всем показателям соответствовал продукту, полученно му в лабораторных условиях. Использование разработанной биотехнологиче ской схемы не повлияло на качественные показатели конечного продукта. Ре зультаты данных исследований позволили приступить к практической реализа ции целевых программ предусматривающих организацию производства функ циональных молочных продуктов.
Глава 4. Разработка биотехнологии функционального молочного продукта - творога, обогащенного органическим соединением селена На основе изучения работ отечественных и зарубежных ученых, исследо ваны причины, последствия и возможные способы ликвидации селендефицит-ных состояний населения, приводятся результаты экспериментальных исследо ваний органического соединения селена селексена.
Отмечено, что селен - элемент, который в следовых количествах необходим для потребления человеком. Он является составным компонентом более 30 жизненно важных биологически активных соединений организма высших жи вотных, входит в активный центр ферментов системы антиоксидантно- антирадикальной защиты организма, метаболизма нуклеиновых кислот, липи- дов, гормонов (глутатионпероксидазы, йодотиронин-дейододиназы, тиоредок- синредуктазы, фосфолипид гидропероксид-глутатионпероксидазы, и др.). Не остаточное потребление селена, ведет к увеличению риска атеросклероза и рака. Селен играет роль в детоксикации тяжелых металлов кадмия и ртути, в функции иммунной системы. Селен активно участвует в процессах воспроизводства, развития и старения. Селен является одним из перспективных антиканцерогенных факторов пищи. Соединения селена поддерживают и нор мализуют окислительно-восстановительный потенциал клеток. Соединения се лена, являются антиоксидантами, способными как регулировать ход окисли тельных реакций в организме, так и снижать концентрацию перекисных ради калов при лучевом поражении. Отмечена целесообразность обогащения селе ном рациона питания населения и персонала, подвергшегося воздействию по вышенных уровней ионизирующей радиации, особенно в случаях, когда посту- пление селена с пищевым рационом не достигает физиологического оптимума.
Согласно медико-биологическим требованиям минимальное количество ежедневного потребления селена -80 мкг для взрослых мужчин и мкг для у женщин. Слишком большое количество потребляемого селёна токсично. Безопасный верхний предел потребления органических соединений селена —775 мкг/день для взрослого человека при длительном потреблении.
Верхним ) пределом потребления неорганического селена взрослым человеком принято считать - 550 мкг/день. Суточная потребность в селене здорового человека составляет в зависимости от возраста, мкг: 0-4 мес^- 5-15;
4-12 мес. - 5-30;
4-7 лет - 15-70;
7-10 лет - 15-80;
старше 10 лет - 20-100;
в.
200.
Селеноорганические вещества могут быть представлены несколькими ти пами. Селениды (R2Se), диселениды (RSeSeR), селенолы (RSeH), селеноксиды (R2SeO), селеноны (R2SeO2), селениновые кислоты [RSe(O)OH], селеноновые кислоты (RSeO3H), селенониевые соли (R3SeX, где Х- галогены) и др. Селено вые кислоты в отличие от сульфокислот являются сильными окислителями, се ленолы легко окисляются до диселенидов. Возможно также окисление селено лов и диселенидов в селениновые кислоты, селенидов - в селеноксиды и селеноны, присоединение галогенов к селенидам, действие избытка йодистого водорода на селениновые кислоты с образованием RSeJ2 и др. Разложение соеди нений селена сходно с соответствующими аналогами серы.
Актуальность разработки продуктов питания, обогащенных селеном обу словлена тем, что 80% территории России являются биогеохимическими про винциями по селену. Селенсодержащие продукты могут быть применены для питания беременных женщин, недоношенных детей, детей различного возраста и подростков, проживающих в экологически неблагоприятных условиях и со ставляющих группу риска в отношении селеновой недостаточности.
Критически проанализирована практика обогащения продуктов питания как органическими, так и неорганическими соединениями селена. Дано подробное обоснование необходимости обогащения пищевых продуктов ор ганическими, низкотоксичными источниками селена. Конечным продуктом об мена и органических, и минеральных форм селена в организме является три метилселеноний, выводящийся с мочой. Он образуется из диметилселенида.
Всесторонне изучены функции селена в организме человека и актуальность устранения селендефицита. Рассмотрены аспекты физиолого-биохимическая взаимосвязи селена и йода в организме.
В настоящее время широко исследуется отечественный органический мало токсичный, жирорастворимый препарат селена - селексен. Селексен (9-фенил октагидроселеноксантен), эмпирическая формула - C19H22Se, порошок, раство римый в жирах, выгодно отличается от известных органических соединений селена. Внесенный в жиры и корма он проявляет антиоксидантные свойства, не уступающие традиционно применяемым в ветеринарии и медицине анти оксидантам.
Для этого соединения LD-50 per os составляет 725 мг/кг живой массы тела крыс, что приблизительно в сто раз выше, чем у селенита натрия и се леноаминокислот. В сравнении с широко применяемыми в настоящее время неорганическими и органическими препаратами селена, селексен выгодно от личается, от других известных препаратов, уникальным сочетанием метабо лизируемости, с последующим высвобождением и включением в метаболиче ский пул содержащегося в нем селена, и самостоятельной функциональной ак тивностью, проявляемой собственно молекулой селексен.
Селексен, поступивший в организм будь то оральным, либо парентераль ным путями, следует рассматривать, как работающую пролонгированную фор му селена, как метаболически активно функционирующее депо селена с само стоятельно проявляемыми в организме специфическими функциями. В основу рабочей гипотезы разработки способов применения селексена была заложена попытка целевого воздействия на интенсивность и направленность метаболи ческих потоков путем поддержания оптимального уровня сво боднорадикальных процессов и сбалансированности функционирования им мунной, монооксигеназной и антиоксидантной систем организма.
Поступая в организм с пищей или в виде инъекций, селексен способен выполнять роль метаболического регулятора, активирует ферменты антиокси дантной защиты организма, снижает образование новых и нейтрализует ранее образовавшиеся активные продукты перекисного окисления липидов, улучшает функционирование клеточных мембран, нормализует обмен веществ, активизи рует клеточное, гуморальное и фагоцитарное звенья иммунитета, повышает не специфическую резистентность и продуктивность животных. Токсичность се лексена ниже, чем у всех известных органических соединений селена и более чем в 100 раз меньше, чем у селенита натрия. Проведенные многочисленные эксперименты на животных (ВНИИ физиологии, биохимии и питания с/х жи вотных), по использованию селексена в сухом виде или в виде масляного рас твора добавляемого в корма, инъецированными в виде масляных растворов или в пролонгированной форме, с изучением обширного набора физиологических и биохимических показателей, позволили прийти к заключению, что его можно применять для повышения защитных сил организма человека в борьбе с небла гоприятными факторами биологической, химической и физической природы, содержащимися в воде, кормах и воздухе, включая радионуклидные, а также как: антиоксидантный препарат широкого спектра действия (как в продуктах питания, так и в живом организме);
модулирующий и стимулирующий иммун ную систему;
адаптогенный, антистрессовый препарат (во всех случаях стрес синдуцированных патологий, где, в патогенезе, ведущую роль играют свобод норадикальные реакции);
препарат, нормализующий воспроизводительную функцию мужских и женских особей;
антиканцерогенный, антимутагенный и антивирусный препарат;
радиопротектор;
препарат, усиливающий действие традиционных терапевтических средств, в том числе и вакцин;
профилакти ческий и лечебный препарат при всех случаях дефицита селена в рационе.
Лабораторно-экспериментальные исследования функциональных свойств биологически активной добавки «Селексен». Иссдедования проводились в обнинском НПП "Медбиофарм" нa базе MPHЦ PAMН.
Для создания молочного продукта необходимо было изучить влияние раз личных количеств БАД «Селексен» на процессы кислотообразования при фер ментации молока, а также возможное влияние внесения различных количеств селексена на органолептические свойства конечного продукта. Учитывая, что суточная потребность организма в селене практически соответствует потребно-сти в йоде, нами были проведены аналогичные исследования.
Селексен, в силу малой удельной доли, не оказывал влияния на процессы кислотообразования (рис. 12) и органолептические свойства готового продукта. Результаты проведенных исследований, позволили нам приступить к разработке биотехнологии творога, обогащенного БАД «Селексен».
Разработка технологии производства творога, обогащенного биологически активной добавкой «Селексен». Творог, обогащенный органическим соедине нием селена, вырабатывали в режимах стандартного приготовления творога. Селексен, из расчета 5 г/т кетового продукта растворяли в 2 см3 10% сливок при температуре 45-50 С и вносили в подготовленную молочную смесь. В зависимости от массовой доли жира продукт вырабатывали следующих видов: творог 18% - ной жирности, обогащенный селексеном;
творог 9% - ной жирности, обогащенный селексеном.
Рис. 12. Динамика титруемой и активной кислотности при внесении селексена от 0,00 до 5,00 г/тн Органолептические свойства продукта: консистенция - мягкая, мажущаяся, рассыпчатая с наличием ощутимых частиц молочного белка, вкус и запах чистый, кисломолочный, цвет - белый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе. Массовая концентрация селена в готовом продукте составляла 0,4+0,02 мг/кг и оставалась неизменной до окончания срока реализации. Разра работана нормативно-техничecкaя дoкyмeнтaция. Провeдeны доклинические испытания продукта.
Глава 5. Разработка биотехнологии функциональных продуктов, обогащенных гемоглобином крови сельскохозяйственных животных На основе изучения литературных данных рассмотрены медико биологические аспекты железодефицитных состояний и физиолого биохимические механизмы усвоения железосодержащих препаратов и продук тов питания. Изучены аспекты физиолого-биохимической взаимосвязи йода, селена и железа в организме.
Отмечено, что каждый третий ребенок в России и почти каждая беременная, и кормящая женщина страдают железодефицитной анемией различной степени тяжести. У людей, страдающих железодефицитными состояниями, в единице крови понижено содержание эритроцитов и, соответственно, гемоглобина. Т.е. имеет место нарушение синтеза ферментов и молекул гемоглобина в созре вающих эритроцитах. Причина несбалансированность поступления и выведе ния железа организмом.
В пищевых продуктах существуют два различных фонда железа:
геминовый и негеминовый. В продуктах животного происхождения железо находится в комплексной форме, кроме того, оно связано с порфириновым комплексом (в гемоглобине и миоглобине), или с белковым (в ферритине или гемосидерине). В растительных продуктах, кроме солей железа, содержащихся в трофобластах листьев, обнаружен запасный железосодержащий белок фитоферритин. Кроме того, в растениях существуют транспортные формы железа - его комплексы с малоновой, яблочной и другими органическими кислотами.
Химическое железо не усваивается организмом. Физиолого биохимические механизмы организма человека настроены на сдерживание поступления «такого» железа. Поэтому эффективность большинства известных железосодержащих препаратов крайне низка (около 1%). Согласно медико биологическим требованиям рекомендуемое содержание железа в рационе должно составлять (мг/сутки): для детей, подростков, мужчин и женщин без менструаций - 5-10;
у женщин с менструациями - 10-20 (до 100);
у беременных и кормящих женщин - 20-50 (до 240);
у страдающих анемией - 10-70 (до 300);
у подверженных физическим, эмоциональным стрессовым и другим вредным воздействиям 10-20 (до 100).
Наиболее богаты железом говядина, баранина, свинина, печень, в мини мальной степени - рыба, мясо кур, яйца. Отмечено, что ряд продуктов с высо кой калорийностью практически не содержат железа - сливочное, топленое, растительное масло, сахар, мед, хлеб, различные зерновые и бобовые продук ты. Мало железа в молоке, сливках, сметане, твороге. Удельный вес этих про дуктов в общей калорийности диеты современного человека достаточно высок, особенно у детей и женщин. Гемоглобин и миоглобин, содержащиеся в мясе, являются главным источником диетического железа, так как на эти соединения приходится большая часть абсорбируемого железа пищи - до 40 -70%. Железо легче усваивается из продуктов животного происхождения в связи с тем, что, находясь в составе миоглобина мышц и гемоглобина крови оно всасывается в виде «полуфабриката» - тема (хелатная форма железа). Поступая из раститель ной пищи железо, должно предварительно раствориться и перейти в двухва лентное состояние. В некоторых странах мира с целью профилактики железо дефицитных состояний у детей, подростков и женщин производят обогащение железом хлеба, зерновых продуктов, риса, фруктовых соков и детских молоч ных смесей. Для добавления в пищевые продукты должны применяться дос тупные, хорошо усваиваемые, не вызывающие побочных и вредных эффектов, не изменяющие вкуса и окраски пищевых веществ соли железа.
Гемоглобин крови - сложный белок, типичный хромопротеид, состоящий из окрашенной простетической группы - тема и бесцветной белковой части гло бина. Молекула гемоглобина по своей форме приближается к сфере с диамет ром около 5,5 нм. Молекулярная масса 64 500;
изоэлектрическая точка при рН 5,5.
Отсутствие токсичности и высокая эффективность гемоглобина позволяет использовать его длительное время в качестве дополнительного источника же леза для профилактики анемий (особенно у детей, беременных и кормящих женщин).
Химический состав, физические свойства и биологическая ценность крови и кровепродуктов предопределили использование данного вида животного сырья для обогащения ими различных продуктов питания в процессе производства.
Разработка биотехнологии молочного продукта, обогащенного гемоглоби ном была обусловлена тем, что молоко и молочные продукты бедны железом, а удельный вес их потребления населением достаточно высок. Следовательно, массовое потребление обогащенного продукта будет способствовать нормали зации синтеза ферментов в созревающих эритроцитах, восстановлению содер жания эритроцитов в крови и, соответственно, гемоглобина.
Лабораторно-экспериментальные исследования технологических свойств БАД «Гемобин». Исследования проводились на базе НПФ «Мобитек» Всерос сийского НИИ физиологии, биохимии и питания с/х животных (г. Боровск).
Для разработки продукта, содержащего мезофильный молочнокислый стрепто кокк и БАД «Гемобин», необходимо было исследовать основные тех нологические свойства указанных компонентов во взаимодействии друг с дру гом.
Экспериментально установлены: ростовая и кислотообразующая активность Str. diacetilactis, изучены физико-химические, микробиологические и органо-лептические свойства продукта, обогащенного очищенным гемоглобином крови сельскохозяйственных животных.
Ростовую активность штамма в присутствии БАД оценивали по скорости размножения клеток Str. diacetilactis в динамике развития в молоке в разные сроки культивирования (lg 10) (табл. 1).
Str. Diacetilactis + Время культивирования (часы) БАД «Гемобин» 4 6 8 10 Str. diacetilactis 7,10±0,06 8,50+0,05 8,90±0,02 9,10+0,02 9,12+0, Str. diacetilactis + БАД (0,5 г/кг) 7,,03 8,60+0,02 8,93+0,03 9.14+0,02 9,15+0, Str. diacetilactis + БАД (1,0 г/кг) 7,15+0,02 8,66+0,03 9,10+0,03 9.17+0,04 9,18+0, Str. diacetilactis + БАД (1,5 г/кг) 7,19+0,02 8,71+0,04 9,12+0,04 9,19+0,06 9,21+0, Str. diacetilactis + БАД (2,0 г/кг) 7,19+0,01 8,84+0,05 9,19+0,04 9,20+0,06 9,22+0, Str. diacetilactis + БАД (2,5 г/кг) 7,20+0,03 8,86+0,05 9,19+0,02 9,21+0,06 9,23+0, Str. diacetilactis + БАД (3,0 г/кг) 7,20±0,02 8,88+0,06 9,20±0,02 9,22±0,02 9,23+0, Str. diacetilactis + БАД (3,5 г/кг) 7,22+0,02 8,90±0,02 9,23+0,03 9,23+0,02 9,23+0, Из данных таблицы следует, что ростовая активность возрастала в динамике увеличения доли БАД (0-3,0 г/кг) до 12 часов культивирования и при содержа нии БАД 3,5 г/кг ростовая активность прекращалась к 8 часам культивирова ния.
Динамика титруемой и активной кислотности при внесении гемобина отра жена на рис. 13.
Рис. 13. Динамика титруемой и активной кислотности при внесении гемобина от 0,00 до 3,50 г/кг Из данных диаграммы видно, что увеличение доли вносимого гемобина оказывало определенное стимулирующее влияние на процессы кислотообразо вания.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности примене ния БАД "Гемобин" (в пределах суточных физиологических норм поступления в организм человека) для создания кисломолочных продуктов, что позволило нам приступить к разработке лабораторно-экспериментальной технологии при готовления нового молочного продукта «Лапочка».
Продукт вырабатывали резервуарным способом.
Гемобин из расчета 1 кг/тн, предварительно растворяли в 10 литрах обезжи ренного молока. Смесь добавляли в основную массу молока и на 10- часов оставляли в покое для набухания белков, перемешивая ее через каждые часа в течение 5 минут.
Органолептические показатели нового кисломолочного напитка: конси стенция и внешний вид - однородная, в меру вязкая, иногда с нарушенным сгу стком, допускалось незначительное отделение сыворотки - не более 3% от объ ема продукции;
вкус и запах - чистый, кисломолочный, без посторонних прив кусов и запахов;
цвет - молочно-белый, равномерный по всей массе.
Основные показатели напитка приведены в табл. 2.
Таблица Масс, Масс, доля Мacc. Масс, Кислот К-во Виды су хих доля доля доля ность, микроор продукта молочно молочно обезжир. в- гемогло °Т ганизмов Str.
го жира, го белка, в молока, бина, г в diacetilactic в % % % 100г 1г, КОЕ п/ж 1,5% 1.5 2,8 8,5 0,1 80- п/ж 2,5% 2,5 2,8 8,5 0,1 80- класс.3,2% 3,2 2,8 8,5 0,1 80- нежирн. - 2,8 8,5 0,1 80- Разработана нормативно-техническая документация на производство мо лочного продукта. Проведена медико-биологическая апробация.
Глава 6. Разработка биотехнологии пробиотических функциональных молочных продуктов На основе анализа литературных данных рассмотрена актуальность созда ния пробиотических пищевых продуктов. Рассмотрены специфические функ ции нормальной аутофлоры - защитная, обменная и иммуноиндуцирующая, а также пути нормализации аутофлоры.
Отмечено, что нарушение любой из функций микробиоценоза кишечника приводит к нарушению различных видов метаболизма, возникновению дефи цита микронутриентов - витаминов, микроэлементов, минеральных веществ в организме человека, снижению его иммунного статуса. Понимание всей серь езности последствий возникновения дисбактериоза пищеварительного тракта позволяет отнести актуальность его профилактики и комплекса мероприятий по коррекции дисбиотических состояний, к первостепенно значимым.
Рассмотрены механизмы действия пробиотиков, указано, что полезные эф фекты пробиотиков могут опосредствоваться через прямое антагонистическое действие против специфических групп микроорганизмов (образование анти бактериальных веществ, конкуренция за питательные вещества и места адге зии), изменение микробного метаболизма (увеличение или уменьшение фер ментативной активности), стимуляцию иммунной системы, противораковые и антихолестеринемические эффекты.
Обобщая материалы отечественных и зарубежных авторов, отмечено, что продукты питания, предназначенные для ежедневного потребления, со держащие бифидобактерии, позволяют эффективно проводить в жизнь мас совые мероприятия по оздоровлению населения.
Экспериментально-лабораторные исследования функциональных свойств штаммов бифидобактерии. входящих в состав закваски. Исследования прово дились на базе ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем».
Подбор штаммов для ассоциированных заквасок производился с учетом их взаимного влияния друг на друга и на другие микроорганизмы в условиях смешанной популяции. С этой целью были изучены такие биологические свойства штаммов как адгезивность и бактериоциногенность.
Адгезивность бифидобактерий различных видов отражена в табл. 3.
Таблица Штамм, Количество адгезивных штаммов вид Количество неадге- низкоадге- среднеадге- высокоадге штаммов зивные зивные зивные зивные B.bifidum 10 1 2 3 B.longum 8 - 3 3 Итого: 18 1 5 6 Как видно из данных таблицы, среди изученных штаммов бифидобактерий 17 обладали адгезивными свойствами, в основном это были среднеадгезивные и высокоадгезивные штаммы.
По степени адгезивности штаммов выделены внутривидовые различия.
Межвидовых различий нам отметить не удалось.
Внутри каждого вида были выявлены штаммы как неадгезивные и низкоад гезивные, так и штаммы со средней и высокой степенью адгезии. Изучена адге зивность штаммов бифидобактерий двух видов - В. bifidum, В. longum, входя щих в ассоциированную закваску.
Показатели адгезивности их приведены в табл. 4.
Таблица № п/п Вид, штамм Адгезивность 1. B.bifidum 791 12,8±0, 2. B.longum_B379M 8,3±0, Как следует из данных таблицы, штаммы бифидобактерий, входящих в ас социированную закваску, являются высоко- или среднеадгезивными.
Адгезивность бифидобактерий учитывалась нами при создании по ликомпонентного продукта, поскольку адгезия - это свойство, свидетельст вующее о способности микроорганизмов колонизировать слизистую кишеч ника.
При создании комплексных продуктов важно учитывать также такие биоло гические свойства штаммов, с помощью которых может произойти подавление одного штамма другими, например, способность штаммов образовывать бакте риоцины.
Способность к образованию колицина - это наследственное свойство бак териального штамма, это очень устойчивое свойство, и до сих пор не описано ни одного случая утраты этого признака. Действие бактериоцинов очень спе цифично. Существует внутривидовая специфичность, каждый бактериоцин об ладает определенным спектром литического действия.
В результаты исследований мы выявили, что среди изучаемых 18 штаммов двух видов (В. bifidum, В. longum) были штаммы как бактериоциногенные, так и бактериоциночувствительные.
В опытах по выявлению бактериоциногенности были выявлены штаммы, которые выделяли бактериоцины, образуя зону задержки роста индикаторной культуры от 0,5 до 2,0 мм (табл. 5).
Таблица Штамм бакте- Зона задержки Количество чувст- Количество риоциногенный роста, (мм) вительных штаммов в опыте штаммов В379М 1,5-2,0 мм 791 0,5-1,0 мм 9 Несмотря на то, что у этих штаммов была выявлена бактериоциногенность, в перекрестных опытах они не подавляли друг друга.
Проведенные исследования показали возможность использования штаммов 791 B.bifidum и В379М B.longum в составе комплексного бифидосодержащего продукта.
Специфическая активность, как препаратов, так и продуктов функцио нального питания обусловлена количеством жизнеспособных особей в 1 дозе препарата (или в 1 мл продукта) видов входящих в данный препарат или про дукт, а также активностью кислотообразования и антагонистической ак тивностью в отношении патогенных и условно патогенных микроорганизмов.
Ростовую активность штаммов в смешанной культуре оценивали по скорости размножения клеток бифидобактерий в динамике развития в молоке (табл. 6).
Таблица Штаммы бифидобактерий Время культивирования (часы) 6 8 12 18 24 791 6,6±0,2 7,6±0,4 8,7±0,3 8,4±0,4 8,9±0,5 8,9±0, В379М 6,6±0,2 8,4±0,5 8,8±0,3 8,6±0,4 9,0±0,5 9,0±0, 791 +В379М 6,6±0,4 8,5±0,5 8,8±0,5 8,7±0,5 9,15±0,2 9,15±0, Из данных, приведенных в таблице, видно, что скорость размножения штаммов в смешанной популяции была максимальной к 12-18 часам и lg коли чества клеток составлял 8,7-9,15, практически не уступая таковой в контроле штаммов бифидобактерий.
Полученные данные позволили использовать эту ассоциацию микроорга низмов в качестве закваски для кисломолочных продуктов.
Кислотообразующую активность штаммов (°Т) изучали при культивирова нии их в молоке в динамике развития в смешанной и монокультуре.
Активность кислотообразования в ассоциированной популяции была анало гична штамму В379М (табл. 7) Таблица Штаммы Время культивирования (часы) 6 8 12 18 24 791 28+5 54+6 70+3 87+2 110+3 110+ В379М 30±3 66+4 95+1 114+5 120+3 130± 791 +В379М 45+3 65+5 82+6 98±6 113+5 120+ При изучении антагонистической активности выявлено, что подавление развития тест-штаммов наблюдалось уже к 20 часам культивирования, к 48 ча сам наступала полная гибель тест-культур как в моно-, так и двухкомпонент ной культуре бифидобактерий. В ассоциированной культуре двух видов бифи добактерий к 24 часам степень подавления роста тест-штаммов была несколько более выраженной, чем в монокультуре. Антагонистическая активность штам мов на плотных средах представлена в табл. 8).
Таблица Штаммы Зоны задержки роста тест-штаммов (в мм) E.coli 028 S.aureus 209 Pr. mirabilis Pr.vulgaris 791 13,3 13,0 15,0 15, В379М 15,3 19,0 16,3 16, 791+В379М 29,8 19,7 25,5 20, Изучение штаммов для создания поликомпонентного продукта по таким свойствам как динамика накопления биомассы в смешанной культуре, антаго нистическая и кислотообразующая активность, бактериоциногенность, адге зивность и наибольшая адекватность видов В. bifidum и В. longum для детского и молодого возраста позволили нам обосновать целесообразность ис пользования штаммов 791 вида В. bifidum и В379М вида В. longum. Эти штам мы при совместном культивировании не подавляли друг друга, динамика их развития, а также антагонистическая активность была даже несколько выше, чем при развитии их в монокультуре. Биологическая активность ассоциированных штаммов бифидобактерий повышалась по отношению к тест-штаммам оппортунистических и патогенных микроорганизмов в результате синергидного взаимодействия видов, что можно рассматривать как особое качество поликомпонентной культуры, а не просто усиление активности за счет механического смешивания культур.
Разработка биотехнологии приготовления нового пробиотического продук та, обогащенного стевиозидом. В основу разработки нового поликомпонентно го кисломолочного функционального продукта были положены штаммы B.bifidum и В379 В. longum, и подсластитель растительного происхождения стевиозид и технологические методы, используемые для приготовления кисло молочного бифидумбактерина.
Для получения кисломолочного продукта с заданными свойствами, была изучена возможность ферментации молока - со стевиозидом и без него, ис следовалась динамика изменения активной и удельной кислотности продукта в процессе проведения экспериментально-лабораторного биотехнологического цикла ферментации молока.
Изучение заключалось в ферментации молока заквасками, на основе двух видов бифидобактерий B.bifidum 791, В.longum B-379M. Стевиозид в различ ных концентрациях вносили в нормализованное молоко перед гомогенизацией и пастеризацией. После внесения закваски и начала процесса ферментации че рез каждый час определяли удельную кислотность и активную кислотность.
Динамика удельной и активной кислотности продукта при внесении стевио зида, в различных концентрациях отражена на рис. 14.
Рис. 14. Динамика титруемой и активной кислотности при внесении стевиозида от 0,00 до 0,40% Стевиозид, внесенный в продукт в пределах рекомендуемых физиологиче ских норм, не оказывал влияния на процессы кислотообразования и разброс ве личин удельной и активной кислотности при различных концентрациях стевио зида был в пределах допустимых погрешностей при проведении измерений.
При проведении исследований влияния различных концентраций стевиозида на органолептические показатели готового продукта наилучшие результаты полу чены в продукте с массовой долей концентрата стевиозида 0,3 %.
Лабораторно-экспериментальная технология приготовления нового продук та, содержащего в качестве действующих начал В. longum 379M. B.bifidum 791 и стевиозид. Кисломолочный продукт вырабатывали из пастеризованного нормализованного молока путем сквашивания его закваской, приготовленной с использованием производственной закваски бифидобактерий видов В.
bifidum, штамм 791 и В. longum, штамм В-379М в соотношении 1:1. Массовая доля за кваски, приготовленной на пастеризованном обезжиренном молоке, составляла 3%. По внешнему виду, готовый продукт представлял собой равномерный, нежный сгусток молочно-белого цвета. Вкус кисломолочный, запах - специфи ческий для бифидобактерий. В мазках из готового продукта, окрашенных по Граму, была культура бифидобактерий: Г+ палочки с бифуркацией или булаво-видными утолщениями на концах и культура молочнокислых стрептококков.
Посторонняя микрофлора отсутствовала. В 1 мл продукта содержалось не менее 107 живых бифидобактерий. На основании проведенных исследований была разработана промышленная технология производства продукта «Солнеч ный зайчик». Органолептические показатели: внешний вид и консистенция равномерный нежный сгусток, при использовании плодово-ягодных наполни телей - с наличием их включений, при резервуарном способе производства - с нарушенным сгустком, допускалось незначительное отделение сыворотки /не более 10% от объема продукции;
вкус и запах - кисломолочный, в меру слад кий, с характерным для бифидобактерий и стевиозида вкусом и запахом, при выработке с плодово-ягодными наполнителями - с соответствующими вкусом и запахом внесенных ингредиентов;
цвет - молочно-белый, при выработке с наполнителями - обусловленный цветом внесенного наполнителей.
Показатели продукта соответствовали указанным в табл. 9.
Таблица Наименование показателя 2,5% жирности 3,2% жирности Массовая доля жира в %, не менее 2,5 3, Кислотность, Т° 90-110 90- 3 Количество бифидобактерий в 1,0 см Проведена клиническая апробация продукта. Разработаны технические ус ловия, а также технологическая инструкция на производство кисломолочного пробиотического продукта «Солнечный зайчик», содержащего бифидобакте рий и стевиозид.
Разработка биотехнологии пробиотического продукта «Мягкий сыр «Думи ничский». обогащенного сухим концентратом топинамбура. Для создания про биотического молочного продукта, содержащего два вида бифидобактерий, ме-зофильный молочнокислый стрептококк и сухой концентрат топинамбура, не обходимо было исследовать биотехнологические свойства указанных компо нентов во взаимодействии друг с другом.
Динамику развития штаммов бифидобактерий и Str. diacetilactis оценивали при совместном и раздельном выращивании в молоке в разные сроки культиви рования (lg 10) (табл. 10).
Таблица Штаммы Время культивирования (часы) 4 6 8 10 791 6,6+0,2 7,6+0,4 8,7+0,3 8,4+ 0,4 8,9+0, В379М 6,6+0,2 8,4+0,5 8,8+0,3 8,6+ 0,4 9,0+0, Str. diacetilactis 7,1+0,3 8,5+0,4 8,9+0,2 9,1+0,5 9,12+0, 791 + В379М + Str. diacetilactis 6,6+0,3 8,8+0,4 8,7+0,2 9,15+0,5 9,15+0, Из данных, приведенных в таблице, видно, что скорость размножения штаммов в смешанной популяции была максимальной к 8-12 часам. Получен ные нами данные позволили использовать эту ассоциацию микроорганизмов в качестве закваски.
Кислотообразующую активность штаммов изучали при культивировании их в молоке в динамике развития в смешанной и монокультуре. Активность ки слотообразования в ассоциированной популяции была аналогична штамму В379М(табл. 11).
Таблица Штаммы Время культивирования (часы) 4 6 8 10 12 791 25+3 50±4 71+4 86+6 102±3 112± В379М 29+2 65±6 94+3 115±5 123+5 140+ Str. diacetilactis 40+5 72+2 95+5 112+3 125+5 130+ 791 + В379М + Str. diacetilactis 43+2 60+5 84+6 100+5 116+4 140+ При изучении антагонистической активности подавление развития тест штаммов наблюдалось уже к 20 часам культивирования, а к 48 часам наступала полная гибель тест-культур как в моно, так и двухкомпонентной культуре би фидобактерий. В ассоциированной культуре двух видов бифидобактерий к часам степень подавления роста тест-штаммов была несколько более выражен ной, чем в монокультуре. Антагонистическое действие бифидобактерий актив нее проявлялось в смешанной культуре (табл. 12) Таблица Штаммы Зоны задержки роста тест-штаммов (в мм) E.coli S.aureus Pr. mirabilis Pr.vulgaris 791 13,3 13,0 15,0 15, В379М 15,3 19,0 16,3 16, 791 + В379М + Str. iacetilactis 29,8 19,7 25,5 20, Лабораторно-экспериментальные исследования условий приготовления пробиотического продукта с использованием ассоциированной закваски штам мы 791 B.bifidum и В379 В. longum, Str. diacetilactis и сухого концентрата топи намбура. Для получения мягкого сыра была изучена возможность ферментации молока, обогащенного концентратом топинамбура и без него, заквасками на ос нове двух видов бифидобактерий и Str. diacetilactis.
Исследовалась динамика изменения активной и удельной кислотности продукта в процессе проведения экспериментально-лабораторного биотехноло гического цикла. Сухой концентрат топинамбура вносили в нормализованное молоко перед гомогенизацией и пастеризацией. После внесения заквасок и на чала процесса ферментации через каждый час определяли удельную и актив ную кислотность. Инулиновый комплекс концентрата топинамбура оказывал определенное стимулирующее влияние на динамику развития входящих в со став закваски микроорганизмов (рис. 15).
Рис. 15. Динамика титруемой и активной кислотности при внесении концентрата топинамбура от 0,00 до 0,20% Внесение различных компонентов в процессе производственного цикла, как правило, оказывает определенное влияние и на органолептические показатели конечного продукта. Динамика изменения органолептических показателей продукта функционального назначения мягкого сыра «Думиничский». Нами была выбрана концентрация БАД - 0,1%, которая соответствует рекомендуе мому различными исследователями диапазону 0,08-0,12% по содержанию ину лина, микроэлементов и аминокислот, и, которая была взята за основу при про ведении дальнейших исследований, а также разработке нормативно технической документации на промышленное производство мягкого сыра «Думиничский». Данная концентрация не оказала существенного влияния на органолептические показатели продукта в сравнении с традиционными, при вычными и присущими данному виду продуктов.
Технологический процесс производства сыра «Думиничский» состоял из следующих операций: приемка и подготовка сырья;
свертывание сырья и обра ботка сгустка;
формование и самопрессование;
упаковка, маркировка;
созрева ние. Сухой порошок заливали водой, перемешивали и оставляли на 5 часов. За тем пастеризовали при температуре 95-97 °С с выдержкой 5-10 минут. После охлаждения до 40 °С биодобавку вносили в молочную смесь. Свертывание мо лока и обработка сгустка осуществлялись при температуре 37-38 С. В приго товленную смесь вносили: бактериальную закваску, приготовленную из штам мов мезофильного молочнокислого стрептококка и бифидобактерий в количе стве 1,5-2%. Органолептические показатели: внешний вид - поверхность чис тая, без корки, слегка влажная;
вкус и запах - чистый кисломолочный, в меру соленый с привкусом и запахом внесенного ингредиента;
консистенция - в ме ру плотная, слегка ломкая без заметных крупинок;
цвет теста - от белого до светло-кремового, равномерный по всей массе, с вкраплениями внесенного ин гредиента;
рисунок - глазки неправильной формы, щелевидные. Количество бифидобактерий, КОЕ в 1 см3 продукта, было не менее 106. Проведена клиниче ская апробация продукта. Полученные результаты дали возможность перейти к заключительному этапу разработки продукта в условиях производства. Были составлены: технические условия и технологическая инструкция на производ ство продукта питания функционального назначения - мягкий сыр «Думи ничский».
Экспериментально-лабораторные исследования функциональных свойств штаммов бифидобактерий в присутствии йодказеина. При создании пробиоти ческого продукта с биологически активной добавкой «Йодказеин» необходимо было изучить возможное влияние йодказеина на функциональные свойства ас социированных штаммов бифидобактерий. Данные о динамике развития штаммов бифидобактерий в разные сроки культивирования (lg10), приведен ные в табл. 13, свидетельствуют о том, что скорость размножения штаммов в смешанной популяции и в присутствии различных количеств (2-5-10 г/тн) йо дированного молочного белка была одинаковой.
Таблица Штаммы Время культивирования (часы) бифидобактерий +БАД 6 8 12 18 24 «Йодказеин» 791+В379М 6,6+ 0,4 8,5+ 0,5 8,8+ 0,5 8,7+ 0,5 9,15+0,2 9,15+0, 791+В379М+БАД (2г/тн) 6,6+ 0,3 8,5+ 0,4 8,8+ 0,5 8,7+ 0,3 9,15+0,3 9,15+0, 791+В379М+БАД (5г/тн) 6,6+ 0,2 8,5+ 0,4 8,8+ 0,3 8,7+ 0,3 9,15+0,4 9,15+0, 791+В379М+БАД(10г/тн) 6,6+ 0,2 8,5+ 0,4 8,8+ 0,2 8,7+ 0,4 9,15+0,2 9,15+0, Активность кислотообразования (°Т) в ассоциированной популяции без йодказеина и в присутствии йодказеина отражена в табл. 14.
Таблица Штаммы бифидобактерий Время культивирования (часы) + БАД «Иодказеин» 6 8 12 18 24 791 +В379М 45+3 67+2 82+2 98+4 115+5 120+ 791+В379М + БАД(2г/тн) 44+5 66±2 84+3 96+6 116+3 122+ 791 + В379М + БАД (5г/тн) 45+6 66+4 81+2 99+4 113+6 122+ 791 + В379М + БАД(10г/тн) 46+2 64+2 82+4 96+5 116+5 123+ Установлено, что йодказеин не оказывает влияния на динамику развития и активность кислотообразования ассоциированной культуры бифидобактерий.
Полученные данные позволили нам приступить к разработке в лабораторных условиях пробиотического кисломолочного продукта, обогащенного йодказеи ном. Продукт, вырабатывали резервуарным способом из пастеризованного нормализованного молока путем сквашивания молока закваской, приготовлен ной с использованием бифидобактерий видов В. bifidum, штамм 791, В.
longum, штамм В-379М и Str. diacetilactis в соотношении 1:1:0,5. Готовый продукт представлял собой равномерный, нежный сгусток молочно-белого цвета. Вкус кисломолочный, запах - специфический для бифидобактерий. В мазках из гото вого продукта была культура бифидобактерий: Г+ палочки с бифуркацией или булавовидными утолщениями на концах и культура молочнокислых стрепто кокков. Посторонняя микрофлоры отсутствовала.
При апробации биотехнологии кисломолочного продукта «Умница» в про мышленных условиях, продукт вырабатывали следующих видов: без наполнц телей и с плодово-ягодными наполнителями, жирностью 2,5%;
без наполните леи и с плодово-ягодными наполнителям и жирностью 3,2%.
Массовая доля йода в готовом продукте составляла 0,0005% и оставалась неизменной до окончания срока реализации. Показатели продукта отражены в табл. 15.
Таблица Наименование показателя продукта 2,5% жирн. 3,2% жирн.
Массовая доля жира в %, не менее 2,5 3, Кислотность, Т° 90-110 90- Массовая доля йода, % 0, Количество бифидобактерий в 1 мл Количество молочнокислых стрептококков в 1 мл Проведена клиническая апробация продукта. С учетом результатов прове денных исследований нами были разработаны технические условия и техноло гическая инструкция на производство кисломолочного продукта «Умница».
Результаты клинической апробации продуктов. Клинические испытания проводились в Медицинском радиологическом Научном центре РАМН (г.
Обнинск), Калужской Областной детской больнице, Калужском войсковом госпитале, калужском областном бюро судебно-медицинской экспертизы, Жиздринской центральной районной больнице, Хвастовичской районной больнице. Ни каких побочных явлений у лиц, получавших продукты, не наблюдалось. Переносимость продуктов была хорошей.
Неудовлетворительных отзывов, в том числе на органолептические свойства не было.
Результаты апробации подтвердили, что разработанные продукты, обога щенные органическими соединениями йода, селена и железа могут ис пользоваться как обычные продукты повседневного питания, а также приме няться в целях профилактики йод-, селен- и железодефицитных состояний на селения.
Пробиотические продукты, произведенные с применением симбиотической закваски, содержащей два вида бифидобактерий - B.bifidum и В.longum, могут использоваться как обычные продукты питания, а также для профилактики дисбиотических нарушений аутофлоры населения.
Учитывая, что при проведении испытаний не было отмечено никаких изме нений в процессах углеводного обмена, молочные продукты, обогащенные сте виозидом и сухим концентратом топинамбура могут применяться населением как обычные продукты питания, и могут быть рекомендованы к потреблению страдающими сахарным диабетом.
Обобщая и анализируя полученные результаты проведенных исследований, достоверно подтвердивших безвредность, содержание функциональных ингре диентов, высокую пищевую ценность, привычные и приемлемые вкусовые ка но-клиническими исследованиями, разработанные новые молочные продукты могут быть отнесены к продуктам питания функционального назначения.
Глава 7. Практическая реализация комплексного подхода к развитию индустрии функциональных продуктов В целях адаптации производственных мощностей существующих пищевых предприятий к предъявляемым санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям были применены нестандартные методы, обеспечившие воз можность производства функциональных продуктов: внедрение компьютери зированного камерно-резервуарного способа ферментации пищевых основ эу биотиками и другими биологическими объектами;
размещение оборудования для мелкой фасовки функциональных продуктов в специализированных поме щениях обеспечивающих соблюдение требований, предъявляемых к микробио логическим боксам с целью создания асептического пространства;
использова ние термальных блоков для проведения заключительных стадий ферментаци онных процессов биотехнологического цикла;
применение натуральных биологически активных добавок, обладающих природными консервирующими свойствами;
временный контроль содержания в готовых продуктах биологически активных веществ, требующих дорогостоящих тест-систем по закладке биологически активных компонентов. Разработаны биотехнологические схемы обособленного (см. рис. 11) и комбинированного цехов-модулей для производства функциональных молочных продуктов.
Схема обособленного цеха-модуля для производства кисломолочных продуктов функционального назначения. Как видно из приведенной обособленной схемы, а также описания проведения технологических операций, в процессе производства произошла их существенная перегруппировка по сравнению с традиционной схемой в связи с объединением ряда, ранее разрозненных, операций в новые блоки. В условиях промышленного производства группировка выглядит следующим образом: приемка сырья;
приготовление нормализован ной смеси и внесение БАД;
гомогенизация;
пастеризация, охлаждение до температуры внесения закваски, заквашивание и сквашивание смеси, перемешивание и охлаждение. В результате осуществленных замен количество единиц используемого оборудования сократилось до 14 единиц. Это позволило существенно уменьшить протяженность технологической цепи, а следовательно и риск бактериального обсеменения продукта на всех стадиях производственного цикла, осуществить процессы пастеризации, охлаждения до температуры внесения закваски, заквашивания и сквашивания смеси, перемешивания и охлаждения готового продукта - в одной емкости. Для размещения оборудования требуются производственные площади 250-350 м2. Были созданы обособленные цехи по производству продуктов лечебно-диетического питания в ООО «Света» Дзержинского района, СПК «Коммунар» Хвастовичского района и СПК «Мичуринец» Жиздринского района Калужской области. Это позволило начать производство кисломолочных продуктов функционального назначения.
Схема комбинированного цеха-модуля для производства кисломолочных продуктов функционального назначения. Данная схема применима при органи ционирующего молокоперерабатывающего предприятия. Ее отличие от обо собленной заключается в том, что в цех поступает сырье уже прошедшее пер вичную обработку на базовом предприятии: очищенное, нормализованное по содержанию жира и белков, гомогенизированное молоко, которое, в целях пас теризации, подвергается нагреву и выдержке в резервуаре для ферментации мо лока. В этом же резервуаре производятся процессы охлаждения до темпера туры внесения закваски, заквашивание, сквашивание и захолаживание. Далее продукт расфасовывается в стаканчики из полистирола и направляется на хо лодильное хранение. Данная разработка нашла практическое применение в ОАО Маслодельный завод «Куйбышевский» Калужской области.
Народно-хозяйственное значение разработок. Разработанные биотехнологии прошли испытания в различных учреждениях здравоохранения, которыми было подтверждено защитное действие новых функциональных продуктов. Все положения, рассмотренные в настоящем диссертационном исследовании на шли практическое применение при разработке и реализации областных це левых программ АПК и здравоохранения Калужской области.
Разработка и организация промышленного производства описанных в на стоящем диссертационном исследовании продуктов питания функционального назначения имеет важное народно-хозяйственное значение:
- медико-биологическое и социальное - профилактика кишечных, аллерги ческих, обменных и прочих заболеваний, а также йод-, железо- и селенде фицитных состояний;
- технико-технологическое и продовольственное - приоритет разработок биотехнологических модулей, технологических регламентов, нормативно технической документации на новые продукты, использование отечествен ных ингредиентов, оборудования и т.д.;
- экономическое - уменьшение возможного расходования валютных средств на приобретение технологий, оборудования, биологически активных до бавок.
Заключение Проблема развития индустрии функциональных продуктов - это, в первую очередь проблема государственной социально-экономической политики. В раз витых странах в реализации национальных оздоровительных программ, прежде всего, заинтересовано государство. Обеспечение продовольственной бе зопасности и безопасности продовольствия - приоритетные задачи государст венной политики, которая зависит от эффективности функционирования про изводственных отраслей продовольственного комплекса страны.
Интенсификация развития пищевых отраслей может осуществляться благо даря государственной поддержке и созданию условий, благоприятствующих:
постоянному техническому перевооружению и внедрению ресурсосбе регающих технологий;
насыщению продовольственного рынка высококачест венными конкурентными продуктами питания;
разработке и расширению ас сортимента продуктов функционального питания;
прибыльной работе отрас лей;
созданию дополнительных рабочих мест;
активизации работы по за готовкам базового сырья у населения;
интегрированному взаимодействию предприятий АПК и потребительской кооперации на продовольственном рын ке.
Ни одна экономическая модель не освобождает государство от регули рующих функций и ответственности за все происходящее в стране. В условиях системного кризиса только «агрессивная» государственная политика способна вывести экономику пищевых отраслей из депрессии. На федеральном уровне нужна взвешенная внешнеэкономическая и таможенная политика, заключаю щаяся как в ограничении ввоза продукции, которой Россия обеспечивала свое население сама, так и регулировании таможенных пошлин, создавая конкурентоспособность аналогичных отечественных товаров по цене.
Главными при оритетами государственного регулирования экономики пищевой и перерабаты вающих отраслей РФ должны стать: обеспечение производства собственной конкурентоспособной продукции (высокого качества, широкого ассортимента и низких цен);
протекционизм (дотации, налоговые льготы);
развитие импорто замещающего производства (прямые инвестиции в пищевую промышленность и сельское хозяйство).
Выводы 1. Определены научные критерии комплексного подхода к разработке функ циональных продуктов, основанные на медико-биологических показаниях.
Проведен анализ дисбиотических нарушений, йод-, селен- и железодефи цитных состояний населения, проживающего на территориях биогеохи мических провинций, а также в условиях с неблагоприятным экологиче ским фоном.