Диетотерапия играет важную роль в профилактике и лечении неинфекционных, алиментарно-зависимых заболеваний, в том числе заболеваний желчевыводящих путей и хронического поражения печени. В работе сформулированы и формализованы медико-биологические требования к составу и качеству специализированных полуфабрикатов для профилактики и лечения заболеваний печени. С использованием методов компьютерного проектирования разработана и оптимизирована рецептурная композиция специализированного мясного рубленого полуфабриката из конины, нутриентно-адекватного специфике питания людей с заболеваниями печени. Опытная рецептура рубленых полуфабрикатов состоит из конины 2-го сорта, соевой белковой клетчатки, белка соевого изолированного, соевой муки текстурированной, шрота расторопши, яиц куриных, соевого масла, соли, лука, витаминов В₁, В₂, Е, солей магния и цинка. Биологическая ценность полученного продукта характеризуется высокими показателями аминокислотной сбалансированности (C_min=0,99, σ_с=0,85, U=6,27) и жирнокислотной сбалансированности липидов ((R_Li) I = _1…3 = 0,9 и (R_Li) I = _1…6 - 0,77). Содержание пищевых волокон, витаминов В₁ и В₂, а также минеральных солей магния и цинка в полуфабрикате соответствует медико-биологическим требованиям. Эффективность разработанного продукта подтверждена в эксперименте на лабораторных мышах с моделированным циррозом печени. Результаты оценки на лабораторных животных показывают, что разработанный продукт положительно влияет на процессы метаболизма в организме мышей. Коэффициент усвоения белка в группе животных, получавших специализированный продукт, на 25% выше, чем у животных, получавших стандартный общевиварный рацион. Биохимичекий анализ крови животных показал, что прием разработанного продукта снижает содержание в крови животных билирубина, холестерина, АсАТ, АлАТ на 34,5%, 8,2%, 11,0% и 12,5% соответственно.

В настоящее время развивается производство мороженого функциональной направленности, и в связи с этим происходит корректировка традиционного состава продукта. При замене низкомолекулярных нутриентов (сахарозы, лактозы и минеральных солей сухого обезжиренного молочного остатка) на технологически функциональные нутриенты изменяется криоскопическая температура, влияющая на параметры процесса производства, в частности на температуру выгрузки мороженого из фризера. В связи с этим актуальной стала проблема расчета криоскопической температуры смесей для мороженого, поскольку экспериментально определить этот показатель на всех предприятиях не представляется возможным. При выполнении расчетов криоскопических температур на основе существующих справочных данных в некоторых случаях авторами наблюдалось существенное (более 0,5 °C) отклонение результатов расчетов и эксперимента. С целью установления причины указанных отклонений авторами исследованы водные растворы сахарозы, фруктозы, трегалозы, эритрита, мальтодекстрина, полидекстрозы, сорбита, глюкозно-фруктозного сиропа, сухого глюкозного сиропа, а также инулина с концентрациями, обеспечивающими значения криоскопических температур растворов в диапазоне от 0 °C до минус 6 °C. С использованием осмометра-криоскопа выполнено измерение криоскопической температуры растворов, и на основе соотношения Рауля проведен расчет средних молекулярных масс веществ с учетом содержащихся в них высокомолекулярных веществ и примесей (условных молекулярных масс). Показано, что значения условной молекулярной массы для трегалозы и сорбита более чем на 15% отличаются от значений химически чистых веществ по причине наличия низкомолекулярных мономеров в их составе. Представленные экспериментальные данные по значениям условной молекулярной массы могут быть использованы при расчетах криоскопической температуры различных видов смесей для изготовления мороженого. В качестве примера применения полученных уточненных значений условных молекулярных масс приводится процедура расчета криоскопической температуры мороженого с пониженным содержанием сахарозы и без сахарозы, а также сравнение результатов вычислений с экспериментальными данными.

Рассмотрена актуальная проблема обеспечения длительных сроков хранения кондитерских изделий без изменения их вкусовых качеств. Выявлены закономерности влияния химического состава сырьевых компонентов на структуру желейного мармелада. Исследовано влияние содержания патоки и студнеобразователей на физико-химические и реологические свойства желейного мармелада. Увеличение массовой доли патоки от 5% до 25% приводит к увеличению упруго-пластичных свойств желейного мармелада. Соотношение основных рецептурных компонентов формирует молекулярную структуру желейного мармелада и тем самым оказывает влияние на зависимость массовой доли влаги от активности воды. Установлена корреляция активности воды и прочности желейного мармелада. Самая высокая прочность и активность воды наблюдалась у изделий, содержащих 15% патоки, что обуславливает наибольшую скорость влагопереноса для таких продуктов. Использование модифицированного крахмала дает возможность управления потерями влаги при хранении мармелада. Корректировка рецептуры и уменьшение массовой доли влаги в мармеладе значительно уменьшают риск возникновения нежелательных органолептических изменений поверхности мармелада при хранении. Применяя различные виды модифицированного крахмала, можно управлять сохранностью желейно-фруктового мармелада. Повышение массовой доли редуцирующих веществ в процессе хранения кондитерских изделий студнеобразной консистенции способствует их увлажнению. С другой стороны, уменьшение массовой доли редуцирующих веществ приводит к засахариванию изделий. Показано, как изменение соотношения основных компонентов желейного мармелада влияет на формирование его молекулярной структуры, которая обуславливает соотношение свободной и связанной влаги. Полученные результаты работы позволяют управлять качеством и прогнозировать сохранность кондитерских изделий студнеобразной консистенции.

Рассмотрены результаты научных исследований процесса образования глазков в сырах в зависимости от способа формования и режимов прессования сырной массы; вида газообразующих микроорганизмов, входящих в состав закваски; реологических свойств сырной массы; наличия в сырной массе «зародышей» — центров формирования глазков. Отмечено, что наиболее изученными в части формирования рисунка являются крупные сыры типа эмментальского или швейцарского с глазками диаметром до 3 см, которые легко можно оценить, подсчитав их количество и объем. Для этого существуют методы визуализации глазков в объеме сыра: рентгенография, компьютерная и магнитно-резонансная томография, ультразвуковое и акустическое зондирование. Наименее изученным остается процесс образования рисунка в сырах типа тильзитера и российского, формуемых насыпью, с большим количеством глазков неправильной, угловатой формы. В связи с наблюдаемой тенденцией к утрате отличительных признаков сыров этого типа (редкие, недостаточно выраженные глазки) придается важное значение объективным методам оценки рисунка в этих сырах как одного из важнейших показателей качества продукта. Так как компьютерная томография, рентген и магнитно-резонансная томография являются методами, требующими дорогостоящего оборудования, для использования в рутинных исследованиях обоснована необходимость в более простой процедуре, пригодной для производственных лабораторий сыродельных предприятий. Исходя из допущения, что сыры с частым рисунком угловатой, неправильной формы можно рассматривать как пористые тела, сделано предположение о целесообразности разработки метода измерений коэффициента пористости, который мог бы дополнить органолептическую оценку рисунка объективным показателем, позволяющим проводить отбраковку сыров по этому признаку.

Пищевая продукция претерпевает большой спектр химических изменений в процессе ее технологической        обработки и хранения. В результате таких реакций могут образовываться как новые химические соединения, так и оптическая изомеризация уже присутствующих в составе соединений. Ко второму случаю относится образование D-энантиомеров аминокислот из их L-форм. D-формы аминокислот не только не обладают биологической ценностью для организма, но и зачастую оказывают негативное влияние на человеческий организм из-за невозможности их метаболизировать и, как следствие, их накопления в организме. Целью работы было исследование количественного содержание D-изомеров аминокислот в молоке прошедшем процессы ультрапастеризации и молочных продуктах на бактериальной закваски. Результаты исследований показали, что в обоих случаях рассмотренных технологических приемов происходит изомеризация аминокислот. Наибольшая степень изомеризации отмечена в образцах кефира относительно других образцов. Однако из полученных результатов нет возможности оценить, какая аминокислота в наибольшей степени подвержена процессу рацемизации, т. к. разные образцы содержали разные D-изомеры аминокислот. Наименьшее количество D-изомеров обнаружено в молоке, которое не подвергалось никаким промышленным технологическим обработкам. Исследования показали, что технологическая обработка молока неминуемо приводит к образованию D-изомеров аминокислот, а это в свою очередь как минимум снижает пищевую и биологическую ценность продукта, что делает необходимым более глубокие исследования в данном направлении для установления наиболее важных факторов процесса рацемизации аминокислот пищевых продуктов.

В ряде случаев для снижения влажности, инактивации некоторых ферментов, повышения сохраняемости и эффективности переработки зернопродукты необходимо термообработать. Одним из методов термообработки является высокотемпературная микронизация — нагрев в потоке инфракрасного излучения.

Метод удобен в условиях малых и средних предприятий. Целью работы являлось получение фактографического материала по нагреву и обезвоживанию семян конопли при нагреве в потоке инфракрасного излучения, а также моделирование процессов нагрева и обезвоживания. Получены экспериментальные зависимости температуры семян и влажности от времени нагрева при различных режимах инфракрасной термообработки. Предложены математические модели изменения температуры семян в функции времени и влагосодержания в зависимости от температуры семян и исходной влажности. Модели обезвоживания основывались на упрощенных решениях системы дифференциальных уравнений тепломассообмена, полученных академиком В. А. Лыковым и его учениками. По результатам экспериментов были идентифицированы коэффициенты моделей. Анализ полученных коэффициентов показал, что в рассмотренных моделях без существенной потери прогностической точности можно ограничиться одним коэффициентом. При постоянных условиях ИК-нагрева семян конопли (облученность и температура в зоне обработки) предложенные модели довольно хорошо подтверждаются экспериментальными данными. Однако на зависимость относительной влажности W/W₀ и приращения температуры ΔT(t) от времени существенно влияют условия нагрева. В то же время исходя из результатов обработки и имеющихся экспериментальных данных следует, что характер зависимости W(ΔT) определяется исходной влажностью и является инвариантным к условиям нагрева, т. е. слабо от них зависящим.

Исследовано влияние типа молокосвертывающего фермента (МФ) на продолжительность свертывания молока, показатели состава сыворотки и сыров, а также на выход сыров при производстве мягкого сыра типа «Любительский». Изучены три марки МФ разного происхождения: Marzyme® (МФ микробного происхождения на основе протеазы Rhizomucor miehei), Naturen® (телячий сычужный фермент) и Chy-max® M (рекомбинантный химозин верблюда). Установлено, что МФ имели разное соотношение молокосвертывающей активности (МСА) к общей протеолитической активности (ПА). Определено, что показатель МСА/ ПА, характеризующий степень специфичности действия МФ в отношении каппа-казеина, у препарата Chy-max M в ~7 раз выше, чем у препарата Naturen, и в ~50 раз выше, чем у препарата Marzyme. Подобные отличия не привели к получению негативного эффекта при использовании препарата Marzyme при выработке мягких сыров. Не было отмечено статистически достоверных различий по величине потерь сухих веществ сгустка в сыворотку, а также по физико-химическим показателям и выходу между вариантами сыров, изготовленных с исследованными МФ. При использовании Marzyme наблюдалась меньшая продолжительность свертывания молока (16,5 мин), чем при использовании МФ Naturen (20,5 мин) и Chy-max M (22,5 мин). Полученные результаты по продолжительности свертывания были объяснены стимулированием активности МФ микробного происхождения уровнем рН молока перед свертыванием (ниже рН 6,4). Показано, что современные МФ микробного происхождения могут быть рекомендованы как экономически эффективная замена более дорогостоящим сычужным ферментам и рекомбинантным химозинам при производстве мягких и свежих сыров.

Спрос на консервированные овощи и фрукты зависит в первую очередь от их потребительских характеристик. Эти продукты должны соответствовать высоким требованиям в отношении их пищевой и биологической ценности, а также органолептических свойств. Цель работы заключалась в изучении микроструктурных изменений клеток зеленого горошка в продуктах его переработки. В качестве объектов исследования были выбраны такие виды горошка, как свежий, замороженный и консервированный, изготовленный из свежего и восстановленного сырья. С помощью световой микроскопии в клетках гиподермы и паренхимы были охарактеризованы такие их компоненты, как хлорофилл и крахмал соответственно. Было обнаружено, что окрашенные в ярко-зеленый цвет пластиды с хлорофиллом присутствовали только в клетках гиподермы замороженного гороха. Более того, такая же окраска пигмента была зафиксирована и в образцах свежего гороха. В консервированном продукте из свежего гороха было отмечено появление коричневых оттенков в этих клетках, связанное с превращением хлорофиллов в феофитины и пирофеофитины. В образцах консервированного горошка из восстановленного сырья гиподерма была представлена в виде почти бесцветных клеток. Анализ окрашенных йодом препаратов паренхимных клеток указанных продуктов показал, что зерна крахмала, в образцах замороженного и консервированного горошка из свежего сырья сохраняли свою концентрическую форму. Тогда как в окрашенных препаратах паренхимы консервированного горошка из восстановленного сырья было продемонстрировано набухание зерен крахмала. Сравнительный микроструктурный анализ переработанных продуктов из зеленого горошка показал, что в соответствии с выявленными показателями (а именно хлорофилла и зерен крахмала) максимально качественным был замороженный продукт из свежего сырья.

Жиры и масла, независимо от области применения, обычно используются в виде эмульсий — дисперсных систем, состоящих из двух несмешивающихся жидкостей, стабилизированных эмульгатором. Одним из основных показателей для эмульсий является эффективная вязкость, которая характеризует поведение жидкости при течении. Также этот показатель важен для оптимизации производственных процессов, применения и хранения эмульсий. Показано, что жир личинок Черной львинки (Hermetia illucens) близок по своему качественному и количественному составу к кокосовому и пальмовому маслу, что делает его одним из перспективных альтернативных источников жиров для промышленности. Исходя из этого, целью работы являлось определение эффективной вязкости растворов лецитина и эмульсий жира личинок Черной львинки в зависимости от содержания лецитина 0,5-2,5 масс.%. Установлено, что показатели консистенции растворов лецитина повышались при увеличении его концентрации с 0,5 до 2 масс.%. Растворы лецитина концентрацией 1,0-2,0 масс.% демонстрировали слабое псевдопластичное поведение, а при содержании лецитина 2,5 масс.% — дилатантное. Эмульсии с жиром личинок Черной львинки показали в 2 раза более низкую консистенцию по сравнению с растворами лецитина той же концентрации, а также слабое псевдопластичное поведение, выраженность которого не зависела от концентрации лецитина.