Использование инновационных ингредиентов в молочной индустрии

В статье рассмотрены научное обоснование и практический опыт использования инновационных ингредиентов.

Л.Н. Шатнюк, д.т.н., проф., В.М.Коденцова, д.б.н., проф., О.А.Вржесинская, к.б.н., вед. н. сотр. ФГБУ «НИИ питания» РАМН, Москва Питание современного человека характеризуется недостатком многих пищевых веществ, прежде всего макро- и микронутриентов, и избыточным потреблением других (простых углеводов, животных жиров, поваренной соли). С целью улучшения пищевого статуса населения страны и обеспечения его оптимальным питанием Правительство РФ в 1998 г. утвердило «Концепцию государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации», которая рассматривалась в России в качестве приоритетной в области питания.

За последние годы отмечены улучшения в области питания населения благодаря изменению структуры потребления пищевых продуктов. В рационах россиян увеличилась доля мясных и молочных продуктов, фруктов и овощей. Отечественный рынок постепенно насыщается продуктами питания повышенной пищевой ценности. За период с 1998 г. по настоящее время разработано свыше 4000 видов пищевых продуктов, обогащенных биологически ценными компонентами, в том числе до 40% продуктов детского питания.

Однако, несмотря на положительные тенденции, питание большинства взрослого и части детского населения не соответствует современным требованиям. В рационе россиян по-прежнему отмечаются избыток высококалорийных продуктов с большим содержанием животного жира и простых углеводов, недостаток овощей и фруктов, рыбы и морепродуктов, что приводит к росту избыточной массы тела и ожирению, распространенность которых за последние 8-9 лет возросла с 19 до 23%. Мониторинг состояния здоровья детского и взрослого населения страны, проведенный в 2008 г. органами Роспотребнадзора Минздравсоцразвития РФ, выявил широкое распространение дефицита биологически ценных веществ у большей части обследованных. По информации Главного государственного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко (письмо № 01/12925-8-32 от 12.11.2008 г «О состоянии заболеваемости, обусловленной дефицитом микронутриентов»), важнейшими из них являются:

• дефицит витаминов С, В1, В2, В6, фолиевой кислоты, бета-каротина;
• дефицит макроэлементов кальция, калия при одновременном избытке натрия за чет повышенного потребления поваренной соли;
• дефицит микроэлементов йода, селена, железа, цинка, фтора;
• дефицит пищевых волокон.

Недостаточное поступление микронутриентов в детском и юношеском возрасте отрицательно сказывается на показателях физического развития, заболеваемости, успеваемости, способствует постепенному развитию обменных нарушений, хронических заболеваний и, в конечном итоге, препятствует формированию здорового поколения.

Дефицит витаминов и минеральных веществ у беременных и кормящих женщин, потребность которых в этих пищевых веществах особенно велика, наносит большой ущерб здоровью матери и ребенка, увеличивает детскую смертность, является одной из причин недоношенности, нарушений физиче-ского и умственного развития детей. Особенно опасен в этом отношении дефицит фолиевой кислоты и железа, наблюдаемый в настоящее время в у 40-80% женщин (Спиричев В.Б. и др. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология. – 2005).

Правительство РФ утвердило 25 октября 2010 г. «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года» (№ 1873-р). Одной из основных задач, определенных этим документом, является «развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище, в том числе для питания в организованных коллективах (трудовые, образовательные и др.)».

Не вызывает никаких сомнений, что такой широкий ассортимент продуктов не может выпускаться пищевой промышленностью, если в их рецептурах не включены иновационные ингредиенты, обладающие широким спектром действия на организм человека. Поэтому научные исследования в области определения как физиологического действия тех или иных ингредиентов, так и их технологических функций являются актуальными и своевременными.

Рис. 1. Инновационные ингредиенты

На рис. 1 представлен перечень инновационных ингредиентов, ко-торые в настоящее время используют разработчики и производители продуктов питания повышенной пищевой ценности, в том числе функциональных и обогащенных молочных продуктов, предназначенных прежде всего для групп риска – детей дошкольного и школьного возраста, женщин детородного возраста, беременных и кормящих, лиц пожилого возраста.

Недостаточное потребление микронутриентов и биологически активных компонентов оказывает неблагоприятное влияние на здоровье трудоспособного населения (рис.2).

При выборе того или иного ингредиента, включаемого в рецептуры функциональных обогащенных пищевых продуктов, в т.ч. молочных, необходимо учитывать разработанные отечественными и зарубежными учеными научные критерии выбора обогащающих добавок (рис.3).

Производители, желающие позиционировать свою продукцию как функциональную, в первую очередь обращаются к применению витаминов и каротиноидов, что стало причиной широкого применения этих добавок в молочной отрасли пищевой промышленности.

Рис. 2 Проявления дефицита микронутриентов и биологически активных компонентов

Исследования, проводимые более двух десятков лет лабораторией технологии новых специализированных продуктов профилактического действия НИИ питания РАМН, в содружестве с отраслевыми НИИ Россельхозакадемии, кафедрами отраслевых институтов, показали, что с учетом существующих и рекомендуемых в настоящее время гигиенических подходов, целесообразнее использовать при производстве таких продуктов не отдельные витамины или микроэлементы, а витаминные и витаминно-минеральные добавки в виде специальных комплексов.

Преимущества использования премиксов, перечисленные на рис.4, сформулированы на основе научных принципов обогащения пищевых продуктов и включены в Изменение № 22 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов, обогащенных витаминами и минеральными веществами» к СанПиН 1078-01.

Среди принципов обогащения пищевых продуктов микронутриентами, с которыми специалисты молочной промышленности хорошо знакомы, можно отметить наиболее важные. Среди них:

1. Целесообразно обогащать пищевые продукты массового потребления (доступные для всех групп детского и взрослого населения, регулярно и повсеместно используемые в повседневном питании), а также те пищевые продукты, которые подвергаются рафинированию и другим технологическим воздействиям, приводящим к существенным потерям микронутриентов.

2. Для обогащения пищевых продуктов следует использовать те витамины и минеральные вещества, недостаточное потребление и (или) признаки дефицита которых достаточно широко распространены (в нашей стране к ним относятся витамины группы В, каротин, витамин С, йод, железо, кальций). При этом допускается использование в обогащающих добавках (премиксах) более полного набора витаминов, макро- и микроэлементов.

3. Критериями выбора перечня обогащающих нутриентов, их доз и форм являются безопасность, полезность и эффективность для улучшения пищевого статуса населения.

4. Количество витаминов и минеральных веществ, дополнительно вносимых в обогащаемые ими продукты, должно быть рассчитано с учетом их естественного содержания в исходном продукте или используемом для его изготовления сырье, а также потерь в процессе производства и хранения. Это необходимо для того, чтобы обеспечить содержание витаминов и минеральных веществ на уровне не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта.

5. Необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих добавок между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие их сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают их максимальную сохранность в процессе производства и хранения.

6. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веще-ствами не должно ухудшать потребительские свойства этих продуктов: уменьшать содержание и усвояемость других содержащихся в них пищевых веществ, существенно изменять вкус, аромат, свежесть продуктов, сокращать сроки их хранения.

7. Гарантированное содержание витаминов и минеральных веществ в обогащаемых ими продуктах должно быть указано на индивидуальной упаковке этого продукта и контролироваться как производителем, так и уполномоченными органами государственного надзора. Суммарное поступление с суточным рационом витаминов и минеральных веществ за счет обогащенных пищевых продуктов и за счет приема биологически активных добавок к пище и других пищевых продуктов не должно превышать верхний допустимый уровень потребления.

8. Эффективность включения обогащенных продуктов в рацион целесообразно подтверждать специальными наблюдениями, проводимыми на репрезентативных группах населения, результаты которых должны демонстрировать безопасность потребления обогащенных пищевых продуктов, их хорошие органолептические свойства, переносимость и способность улучшать обеспеченность организма витаминами и минеральными веществами, введенными в состав обогащенных продуктов.

Рис.3. Основные критерии выбора обогащающих добавок Обогащать витаминами и минеральными веществами прежде всего следует продукты массового потребления, доступные для всех групп детского и взрослого населения, используемые регулярно и повсеместно в повседневном питании. Среди них присутствует молочная продукция: молочные составные продукты, молочные напитки, кисломолочные продукты, творожные продукты, продукты переработки молока, молочная плазма, мороженое и другие продукты, содержащие молоко.

Проведенная НИИ питания РАМН совместно с ВНИИ молочной про-мышленности проработка различных предложений позволила расширить ассортимент молочных продуктов, обогащенных 12 витаминами (А, Е, D, С, В1, В2, В6, В12, РР, биотином, фолиевой и пантотеновой кислотами) в виде специальных смесей – поливитаминных премиксов. Исследования показали не только экономическую целесообразность обогащения низкожирных молочных продуктов такими добавками, но и высокую эффективность и безопасность их использования в питании. Проведенные в НИИ питания РАМН исследования подтвердили улучшение витаминного статуса детей дошкольного и школьного возраста при включении в их рацион витаминизированного молока, обогащенного 12 витаминами, в количестве 200 мл (1 стакана) в день, что позволило обеспечить их организм от 25 до 50 % рекомендуемой нормы потребления витаминов.

Рис.4. Преимущества использования премиксов

Несмотря на постоянно расширяющийся ассортимент, обогащению подвергается лишь небольшая часть пищевой продукции, что связано с повышением ее себестоимости, технологическими возможностями производства и изменением ряда сенсорных показателей качества. Тем не менее, молочной отраслью пищевой промышленности наиболее широко внедрена технология обогащения молока и кисломолочных продуктов во многих регионах России, в т.ч. в крупных промышленных центрах и территориях с неблагоприятной экологической обстановкой. В табл.1 представлен перечень обогащенных молочных продуктов, присутствующих на потребительском рынке России. Содержание витаминов и минеральных веществ в готовых изделиях соответствует рекомендуемым уровням обогащения пищевых продуктов микронутриентами, о которых упоминалось выше.

Следующая группа ингредиентов – каротиноиды, которые находят все большее применение в производстве биологически активных добавок и про-дуктов питания. Каротиноиды, являющиеся предшественниками витамина А, широко распространены в природе, в настоящее время известно более 600 соединений различных каротиноидов.

К важнейшим свойствам каротиноидов относятся их А-провитаминная активность; способность защищать органы и ткани от УФ-излучения; антиок-сидантный эффект; снижение риска развития некоторых видов рака и сердеч-но-сосудистых заболеваний; выполнение некоторых функций в зрительном аппарате; поддержка репродуктивных процессов; окрашивание пищевых продуктов и др.

Таблица 1. Содержание витаминов и минеральных веществ (в % от РНП для взрослых) в порции обогащенных молочных продуктов, присутствующих на потребительском рынке России В последние годы получены новые данные о положительном влиянии таких каротиноидов как ликопин, лютен, зеаксантин, на функции формирования и сохранения зрения.

Каротиноиды относятся к жирорастворимым соединениям, что являлось некоторым ограничением их применения в промышленности. Компанией DSM Nutritional Products разработана и запатентована технология, которая позволяет получить водорастворимые формы жирорастворимых ингредиентов (не только каротиноидов), что расширяет возможности их использования в продуктах, где растворителем является вода, в частности, в молочной промышленности.

Активная субстанция (внутренняя фаза) внедряется в матрицу-носитель, которая защищает ее от влаги, кислорода, влияния перекисей, активных форм металлов. В результате изменяются физические характеристики (растворимость, дисперсность), повышается механическая устойчивость. Диаметр внутренней фазы составляет 100–500нм. Диаметр капсулы 0,1–0,5 мм. Поверхность микрокапсулы покрыта крахмалом. Технология производства запатентована (рис. 5).

Рис.5. Технология микрокапсулирования жирорастворимых витаминов

К показателям качества, обусловливающим преимущества использования водорастворимых форм жирорастворимых витаминов и других соединений относятся:

• диспергируемость в холодной воде;
• возможность применения при производстве прозрачных напитков;
• отсутствие масляной пленки на поверхности продукта;
• отсутствие желатина;
• гиппоаллергенность;
• отсутствие ГМО.

В качестве ингредиентов, играющих важную роль в формировании го-ловного мозга, сердца, глазного яблока, центральной нервной системы и оказывающих положительное воздействие на состояние различных функций в организме человека (регулирование кровотока, участие в иммунных системах, контролирование деления клеток, развитие когнитивных функций), получают распространение полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) класса омега-3 и омега-6. Они относятся к группе незаменимых пищевых веществ, поскольку не синтезируются организмом человека.

К ряду омега-6 ПНЖК относится линолевая кислота; которая служит исходным соединением для образования других полиненасыщенных жирных кислот омега-6 ряда линоленовой и арахидоновой кислот.

Наиболее важными омега-3 ПНЖК являются α-линоленовая кислота, эйкозапентаеновая (ЭПК), докозапентаеновая и докозагексаеновая (ДГК) кислоты.

Источниками омега-3 ПНЖК являются препараты, получаемые из рыбьего жира (добавка Ropufa®) и из морских водорослей (добавка DGA-Life).

ПНЖК класса омега-3 оказывают положительное влияние на организм человека и важны на всех этапах его жизни – для женщин во время беременности, грудных детей, детей младшего возраста, молодежи, взрослых и пожилых. Использование омега-3 жирных кислот в пищевой промышленность достаточно проблематично, поскольку в продукте в процессе его хранения может появится нежелательный привкус рыбьего жира. Тем не менее, на зарубежном рынке появились обогащенные ПНЖК пищевые продукты молочной группы, примеры которых представлены в табл.2.

Таблица 2. Примеры обогащенных молочных продуктов

В связи с изложенным очевидно, что наиболее эффективным и целесообразным способом ликвидации перечисленных дефицитов в государственном масштабе является разработка и организация промышленного производства обогащенных недостающими нутриентами продуктов массового потребления, в т.ч. молока и продуктов его переработки.

www.prodindustry.ru