Разработка технологии помадных конфет с использованием листьев грецкого ореха

диссертационной работы

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический

Красина Ирина Борисовна

Донченко Людмила Владимировна

кандидат технических наук, доцент

Першакова Татьяна Викторовна

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета

Ученый секретарь

диссертационного совета,

канд. техн. наук В.В.Гончар

В соответствии с «Концепцией государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2010г.», здоровье человека объявлено важнейшим приоритетом государства и на питание возложена не только функция удовлетворения физиологических потребностей человека, но и выполнения профилактических и лечебных мероприятий.

Основным путем восполнения недостающих организму эссенциальных микронутриентов является регулярное включение в рационы питания всех категорий населения специализированных пищевых продуктов, обогащенных жизненно необходимыми компонентами. В связи с этим возникает необходимость создания продуктов, которые позволят осуществлять алиментарную коррекцию заболеваний и патологических состояний.

Вместе с этим развитие биологической науки, способствует появлению новых данных о механизме влияния отдельных минеральных веществ на состояние организма человека и, в частности, установлена важная роль в профилактике ряда серьезных заболеваний микроэлемента йода.

Основные трудности применения неорганических соединений йода для обогащения продуктов питания заключаются в их высокой летучести возможности разрушения в процессе хранения и переработки, что значительно затрудняет их точное дозирование. Это касается и морских водорослей, так как содержание йода в них непостоянно и зависит от многих факторов .

Так как проблема предупреждения йод-дефицитных состояний и связанных с ними заболеваний остается актуальной до настоящего времени и требует своего решения, перспективным сырьем для этих целей являются листья грецкого ореха.

Кондитерские изделия пользуются большим спросом среди взрослого населения и у детей, поэтому их роль в питании очень высока. Однако недостатком кондитерских изделий является их несбалансированность по микронутриентному составу на фоне высокой энергетической ценности.

С учетом мировых тенденций развития пищевой промышленности с ориентацией на функциональные пищевые продукты следует констатировать, что кондитерские изделия нуждаются в существенной коррекции их химического состава в направлении увеличения содержания витаминов и минеральных элементов при одновременном снижении энергетической ценности.

Применение обогатителей из нетрадиционного растительного сырья позволяет не только повысить пищевую ценность кондитерских изделий, интенсифицировать технологический процесс, но и придать изделиям лечебно-профилактическую направленность.

В связи с этим актуальным и перспективным направлением развития кондитерского производства является разработка на научной основе конкурентоспособной технологии производства помадных конфет, обогащенных физиологически функциональными ингредиентами.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематикой НИР кафедры Технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства КубГТУ «Разработка научных основ создания технологий и ассортимента хлебобулочных и мучных кондитерских изделий лечебно-профилактического назначения» № 01200304874 в рамках подпрограммы «Технологии живых систем» НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники ».

1.2 Цели и задачи исследования. Целью работы являлось теоретическое обоснование и экспериментальное совершенствование технологии производства сахарных помадных кондитерских изделий функционального назначения с использованием биологически активных добавок из листьев грецкого ореха.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучение, анализ и систематизация литературных данных по теме диссертации;

-теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности применения листьев грецкого ореха в качестве сырья для производства сахаристых кондитерских изделий, определение оптимальных сроков уборки листьев грецкого ореха;

- исследование особенности химического состава и безопасности листьев грецкого ореха для обоснования эффективности их использования с целью формирования функциональных свойств помадных кондитерских изделий;

- теоретическое и экспериментальное обоснование выбора режимов и параметров получения водно-спиртового экстракта из листьев грецкого ореха;

- исследование особенностей химического состава и безопасности водно-спиртового экстракта из листьев грецкого ореха;

- изучение технологических свойств добавок из листьев грецкого ореха;

- исследование влияния добавок из листьев грецкого ореха на реологические свойства помадной массы;

- исследование влияния рецептурных компонентов на структурно-механические свойства помадной массы;

- разработка технологии и рецептур помадных конфет профилактического назначения с применением добавок из листьев грецкого ореха;

- оценка потребительских свойств, пищевой ценности и безопасности помадных изделий профилактического назначения;

- клинические исследования новых видов помадных изделий функционального назначения;

- опытно- промышленная апробация результатов исследований и разработка комплекта технической документации на новые сорта помадных конфет с добавками из листьев грецкого ореха;

-оценка экономической эффективности от внедрения и реализации помадных конфет функционального назначения по разработанным рецептурам.

1.3 Научная новизна. Научно обоснованна и экспериментально доказана целесообразность и эффективность применения листьев грецкого ореха и водно- спиртового экстракта из листьев грецкого ореха при производстве помадных кондитерских изделий.

Впервые выявлены особенности технологических свойств порошка и водно-спиртового экстракта из листьев грецкого ореха. Предложен, экспериментально подтверждён и научно обоснован механизм проявления указанных свойств добавок.

Теоретически и экспериментально обоснованна целесообразность и эффективность применения порошка и водно-спиртового экстракта в качестве рецептурных компонентов для создания функциональных помадных конфет. Впервые показано положительное влияние листьев грецкого ореха и водно- спиртового экстракта из листьев грецкого ореха на структурно-механические свойства помадной массы и качество готовой продукции. Выявлено положительное влияние вносимых добавок на потребительские свойства готовых изделий, включая пищевую ценность, органолептические, физико-химические показатели, а также влияние на качество помадных изделий при хранении.

Впервые выявлена и проанализирована клиническая эффективность разработанных функциональных помадных конфет, заключающаяся в нормализации функции щитовидной железы человека. Найден эффект селективного накопления органического йода щитовидной железы, что свидетельствует о высоком качестве йода в кондитерских изделиях.

С помощью методов компьютерного моделирования получены адекватные математические зависимости между технологическими параметрами приготовления помадной массы и её реологическими свойствами.

1.4 Практическая значимость. Разработаны рецептуры и технологии производства изделий, обогащённых фитодобавками. Разработаны рекомендации по применению йодсодержащих добавок в производстве помадных кондитерских изделий. Разработаны и утверждены комплекты технической документации на помадные конфеты с листьями грецкого ореха «Зелёный листочек», «Зелёный орешек» (ТУ9123-211-02067862-2007, ТИ 02067862-211) и помадные конфеты с водно-спиртовым экстрактом из листьев грецкого ореха «Листочек», «Орешек» (ТУ9123-211-02067862-2007, ТИ 02067862-211).

1.5 Реализация результатов исследования. Опытно-промышленные испытания разработанных технологических решений проведены на ООО «Конфетная фабрика «Краснодарская» (г. Краснодар).

Разработанные технологические решения рекомендованы к внедрению на предприятии в I квартале 2009 г. Ожидаемый экономический эффект от внедрения и реализации помадных конфет функционального назначения в объеме 1000 т в год составит 707,4 тыс. руб.

При проведении экспериментальных исследований использовали общепринятые и специальные методы анализа состава и свойств продуктов, а также современные физико-химические методы анализа.

При проведении лабораторных и производственных испытаний помадных изделий использовали общепринятые и специальные методы оценки качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

Оценку результатов и их статистической достоверности проводили с использованием современных методов расчёта статистической достоверности результатов измерений с помощью пакетов прикладных программ Microsoft Office Excel 2005 и Statistic 6.0 for Windows.

Структурная схема исследования приведена на рисунке 1.

2.2 Обоснование выбора листьев грецкого ореха для создания кондитерских изделий функционального назначения. С целью определения оптимального срока уборки листьев грецкого ореха была изучена динамика накопления йода в них в период вегетации. Анализ динамики накопления йода в листьях грецкого ореха урожаев 2002-2004г, собранных в период вегетации показал, что содержание йода в сырье из года в год практически не изменяется.

Установлено, что максимальное количество йода в листьях грецкого ореха в процессе вегетации накапливается в период с 29 мая-12июня. На основании полученных данных можно сделать вывод, что целесообразно использовать листья грецкого ореха собранные в этот период.

Учитывая, что добавки из листьев грецкого ореха предполагается использовать в производстве сахаристых кондитерских изделий как йодсодержащую добавку, то целесообразно определить их эффективность применения в сравнении с морской капустой (ламинарией).

В таблице 1 приведёны данные по химическому составу листьев грецкого ореха и ламинарии.

Из приведённых данных видно, что в листьях грецкого ореха по сравнению с ламинарией содержат такие ценные вещества, как клетчатка, витамины С, Р, В₆, Е (токоферол), макро- и микроэлементы (в том числе йод) в количестве значительно большем чем в ламинарии.

Рисунок 1 – Структурная схема исследования

Таблица 1 – Химический состав порошка из листьев грецкого ореха и ламинарии

Наименование показателей	Содержание веществ
	листья грецкого ореха	ламинария
Массовая доля, %:
влажность	11,1	16,51
белков	7,8	7,65
липидов	1,1	0,48
углеводов, в том числе клетчатки	36,5 28,63	12,29 5,7
минеральных веществ,	8,5	20,0
дубильных веществ	3,0	–
безазотистых экстрактивных веществ	32,0	43,07
Массовая доля витаминов мг/100 г:
С	1300	500
А(β- каротин)	330	622
Р	2,3	1,6
В1	500	530
В6	180	140
Е(токоферол)	230	150
Массовая доля: макроэлементов, мг/100г
кальций	1240	686
магний	1260	514
калий	664	527
микроэлементов, мг/кг
марганец	101	97
железо	23,1	74
цинк	25,7	12,8
фтор	1,06	3,4
йод	1120	980

Учитывая, что одним из основных требований предъявляемых к сырью для производства сахарных кондитерских изделий является его микробиологическая чистота, определяли микробиологические показатели листьев грецкого ореха.

Установлено, что листья грецкого ореха соответствуют всем требованиям безопасности, предъявляемым к добавкам и продуктам растительного происхождения и препятствий для их использования в пищевых целях нет.

На следующем этапе исследований определяли возможность получения водно-спиртового экстракта из листьев грецкого ореха, при этом основной задачей является максимальное извлечение физиологически функциональных ингредиентов.

Нами были проведены специальные опыты по исследованию влияния температуры и продолжительности экстракции, а также соотношения спирт-вода в растворителе на выход экстрактивных веществ.

Установлено, что экстрагирование листьев грецкого ореха при температуре 50⁰С в течении 3 часов и концентрации спирта в растворе 50% позволяет получить экстракт с высокой концентрацией экстрактивных веществ (таблица 2).

Таблица 2 – Содержание экстрактивных веществ в экстракте из листьев грецкого ореха при различных условиях экстрагирования

Содержание этанола в смеси, %	Экстрактивные вещества, %
	1час	2 часа	3 часа	4 часа
Извлечение экстрактивных веществ при 20 оС
0 30 50 80 96	1,2 10,8 16,4 19,2 20,2	1,6 11,0 16,8 19,5 20,3	1,8 11,6 17,2 19,6 20,3	1,8 11,8 17,4 19,9 20,4
Извлечение экстрактивных веществ при 50 оС
0 30 50 80 96	1,6 17,4 18,0 19,8 20,4	2,0 17,6 18,6 20,2 20,6	2,4 17,8 19,0 20,6 20,6	2,6 18,2 19,2 21,0 21,0
Извлечение экстрактивных веществ при 80 оС
0 30 50 80 96	0,8 10,0 16,5 17,8 20,0	1,8 10,2 16,8 19,0 20,4	2,0 10,5 17,0 19,8 20,6	2,2 10,8 17,3 20,8 21,0

В таблице 3 приведены органолептические и физико-химические показатели полученного экстракта.

Из приведённых данных видно, что в составе водно-спиртового экстракта из листьев грецкого ореха содержатся ценные физиологически функциональные ингредиенты среди которых необходимо отметить белки, витамины группы В, С, Р, а также микро- и макроэлементы: кальций, фосфор, железо, йод.

При исследовании показателей безопасности водно-спиртового экстракта листьев грецкого ореха было установлено, что они не превышают базовых показателей, регламентируемых требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», и он может быть использован для пищевых целей.