Научно-технические системы в области питания населения

  • 12.1 .Приоритетные научные проблемы и инженерные задачи развития машинных технологий пищевых продуктов.
  • 12.2.Научно-инновационные приоритеты пищевых отраслей.

В связи с тем, что население планеты с каждым годом растет, необходимо увеличение производства всех видов продуктов питания. В настоящее время 1 миллиард людей в мире постоянно голодает.

В табл. 1 показано кто и сколько производит основных видов продуктов питания.

В частности, чтобы решить вопрос с качественным и здоровым питанием в РФ необходимо решить ряд проблем и задач развития машинных технологий пищевых продуктов.

Продукт

Производство

Урожайность

Потребление

Картофель

Китай: 78 млн. в год

(Россия: 31)

Голландия: 45 т.с га

(Россия: 13)

Бслорусссия:180 кг. в год на 1 чел.

(Россия: 113)

Пшеница

Китай: 112 млн. т. в год

(Россия: 70)

Намибия: 88 ц. с га

(Россия: 20)

Франция: 240 кг. в года на 1 чел.

(Россия: 130)

Молоко

США: 85 млн. т. в год

(Россия: 33)

Германия: 446 кг. в год на 1 чел.

(Россия: 246)

Мясо

Бразилия: 22 млн. т. в год

(Россия: 7)

Австралия: 123 кг. в год на 1 чел.

(Россия: 61)

Табл. 1. Производство и урожайность основных видов продуктов в некоторых странах.

Приоритетные научные проблемы и инженерные задачи развития машинных технологий пищевых продуктов

Развитие производства пищевых продуктов определяется результатами фундаментальных научных исследований в области биохимии, пищевой химии, микробиологии, гигиены питания и в других сферах науки, а также результатами соответствующих прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), на основе которых создаются прогрессивные технология и технические средства.

Процесс совершенствования пищевых технологий является непрерывным, так как отечественная и мировая наука постоянно открывает все новые и новые свойства основных компонентов пищи (белков, жиров, углеводов) и технологические свойства исходного сельскохозяйственного сырья. На основе современных знаний о составе сырья и готовых продуктов разрабатываются научно обоснованные рецептуры и ассортимент продукции с учетом их назначения, что в свою очередь приводит к созданию технологий и соответствующих конструкций машин и аппаратов, работающих в составе линий.

Научно-техническая политика в области здорового питания населения России.

Необходимость формирования и реализации научно-технической политики в области здорового питания продиктована особой важностью этой проблемы, обусловленной: ухудшением демографической ситуации в России из-за превышения смертности населения над рождаемостью в результате роста заболеваний, вызванных неудовлетворительным питанием и белково-энергетической недостаточностью; настоятельной необходимостью принятия срочных мер для поддержки отечественных производителей сельскохозяйственного сырья и пищевой продукции по повышению уровня самообеспечения страны продуктами питания и ее продовольственной безопасности.

Концептуальные наложения научно-технической политике в области здорового питания. В основу формирования научно-технической политики в области здорового питания положены следующие концептуальные положения:

  • - здоровье человека является важнейшим приоритетом государства;
  • - пищевые продукты и питьевая вода не должны причинять ущерб здоровью человека;
  • - сырье для производства пищевых продуктов, пищевых добавок, компонентов должно быть произведено в условиях, исключающих образование и накопление в нем веществ, вредных для здоровья человека;
  • - любые действия с сельскохозяйственным сырьем или пищевыми продуктами в процессе технологической обработки, транспортировки и хранения должны исключать возможность загрязнения, порчи и превращения в продукты, опасные для здоровья и жизни человека;
  • - пищевые продукты должны не только удовлетворять физиологические потребности человека в необходимых пищевых веществах, но и выполнять лечебные и профилактические задачи;
  • - дети должны быть обеспечены специализированными продуктами;
  • - окружающая среда будет длительный период служить источником загрязнения почвы, водоемов и воздуха, поэтому питание должно способствовать защите человеческого организма от неблагоприятных условий окружающей среды;
  • - государство посредством нормативно-правовых актов охраняет человека от употребления пищевых продуктов, способных нанести ущерб здоровью;

Фундаментальные исследования свойств сырья и пищевых продуктов — важнейшее условие организации здорового и безопасного питания.

Основные направления научно-технической политики в области здорового питания.

Содержание государственной научно-технической политики в области здорового питания определяет основные направления, разрабатываемые с учетом достижения главной цели — повышения жизненного уровня населения страны, улучшения состояния здоровья и сохранения генофонда нации, в том числе:

  • • обеспечение производства экологически безопасного сельскохозяйственного сырья;
  • • обеспечение безопасности пищевых продуктов;
  • • обеспечение детей продуктами ординарного и полифункционального питания;
  • • производство белковых препаратов с определенными фармакологическими свойствами, а также белковых композитов с различными функциональными и медикобиологическими свойствами;
  • • разработка биотехнологических процессов переработки сельскохозяйственного сырья, повышающих пищевую и биологическую ценность продукции;
  • • создание технологий качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава, соответствующим потребностям организма человека;
  • • создание отечественного производства витаминов, минеральных веществ, микроэлементов и других пищевых веществ в объемах, достаточных для полного обеспечения населения;
  • • совершенствование систем хранения продовольствия, обеспечивающих сохранение исходного качества и снижение потерь полезной продукции.

Научно-техническая политика в области здорового питания — составная часть государственной социально-экономической политики. Она выражает отношение государства к научно-техническому прогрессу, определяет цели, направления, способы и формы деятельности государства в сфере здорового питания населения.

Эта политика формируется и реализуется с помощью механизма, который определяет ее основные принципы и ключевые положения, и в частности, направления 179 фундаментальных и приоритетных прикладных исследований и программ по их реализации, финансирование НИОКР и использование их результатов в производстве.

Система научного и инженерного обеспечения пищевых производств.

Основное назначение пищевой и перерабатывающей промышленности заключается в выработке безопасных для здоровья продуктов питания в требуемых количествах и в достаточном ассортименте, обеспечивающем все группы населения с учетом национального, возрастного и полового состава, состояния здоровья, регионального размещения и условий труда.

Многообразие задач, стоящих перед пищевым подкомплексом АПК, поставило перед учеными и инженерами вопрос о наиболее важных фундаментальных и прикладных исследованиях, которые бы реально способствовали развитию производства.

Это послужило одной из причин разработки системы научного и инженерного обеспечения пищевых производств. Еще более веским основанием для ее создания явилось то, что перерабатывающая промышленность насчитывает около 30 отраслей, выпускающих тысячи продуктов, отличающихся один от другого.

Однако пищевые и перерабатывающие отрасли с позиции современной науки имеют больше общего, чем различий. Их объединяют общая цель, требования к сырью и готовой продукции, задачи в охране окружающей среды. Наконец, и это является главным, их объединяют общие технологические процессы, которые базируются на основных законах природы.

Именно глубинная общность различных пищевых технологий и явилась исходной базой для разработки системы, которая должна стать основой всех планов научных исследований и опытно-конструкторских работ специалистов пищевых производств.

Основные направления фундаментальных и прикладных исследований.

Современные технологии переработки сельскохозяйственного сырья и изготовления продуктов питания, как известно, базируются на достижениях физической химии, биофизики, биохимии, микробиологии, биотехнологии, механики, теплотехники, электроники, экологии, системологии и других научных направлений. Без использования достижений науки в этих областях невозможно перейти па новую ступень развития промышленности, когда требуется развивать сеть их информационного обеспечения с применением ЭВМ и микропроцессорной техники, создавать автоматизированные производства.

Главная цель основных направлений фундаментальных и приоритетных прикладных научных исследований заключается в том, чтобы коренным образом изменить и усовершенствовать технологию пищевых производств, резко повысить эффективность комплексной переработки сельскохозяйственного сырья, увеличить выпуск высококачественных продуктов питания с минимальным количеством отходов.

Производство новых пищевых продуктов должно базироваться на современных индустриальных методах переработки продовольственного сырья, использовать нспрерывные автоматизированные технологические процессы с минимальными затратами ручного труда.

Используемые технологические процессы обычно характеризуются универсальностью по исходному перерабатываемому продовольственному сырью. Тем самым растет эффективность производственных мощностей, возрастает гибкость технологических линий, сокращаются неблагоприятные эффекты сезонных колебаний цен, объема выпуска и качества продукции, обеспечивается комплексное, безотходное использование белка и других ценных компонентов пищевого сырья, возрастают возможности производить широчайший набор лучше хранимых, широко и эффективно используемых пищевых продуктов, получать ценнейшие пищевые добавки, улучшающие качество и биологическую ценность традиционных продуктов питания массового потребления.

В числе приоритетных задач — проблема качества сырья. Необходимо исследовать на глобулярном и молекулярном уровне структурно-механические, физико-химические, биохимические, теплофизические, массообменные, электрофизические, реологические, органолептические и другие свойства сельскохозяйственного сырья растительного и животного происхождения, чтобы выявить закономерности, взаимосвязи, позволяющие научно обосновать современные технологические требования к ним.

Результаты этих исследований необходимы как ученым в области растениеводства и животноводства (селекция новых сортов растений, пород животных), так и разработчикам новых методов анализа, контроля сырья и процессов его переработки. Ждет своего решения важная в теоретическом и практическом плане задача — создать квалиметрические модели качества сырья, с помощью которых можно будет определить общие научные принципы стандартизации и сертификации важнейших его видов. Это будет способствовать обеспечению производства экологически безопасных продуктов с высокой пищевой ценностью.

Научные проблемы хранения и транспортировки сырья и готовых продуктов также требуют внимания. Из-за малой разработанности они представляют особый интерес и сложность. Специалисты пищевых производств должны рассматривать транспортировку и хранение продуктов как составляющую часть технологии и как важный этап производственного цикла. До сих пор отсутствуют единые подходы к оптимизации типов холодильников и хранилищ, которых в стране крайне недостаточно.

Непосредственно к этим проблемам примыкают вопросы, связанные с разработкой тары и новых видов упаковочных материалов для пищевых продуктов. Известно, что завершающий этап любого производственного процесса получения продуктов питания — упаковка. Наряду с приданием привлекательного товарного вида очевидны преимущества производства и хранения упакованных продуктов и с точки зрения их качества и экологической чистоты. Дота продуктов, производимых в упакованном виде, все возрастает, ассортимент применяемых упаковочных материалов становится все шире, и в настоящее время индустрия, связанная с упаковкой, выходит на одно из ведущих мест в мировом производстве. Вместе с тем это порождает очень серьезную экологическую проблему. Как показывает опыт развитых промышленных стран, доля использованных полимерных упаковок составляет около 1/3 бытового мусора. Поэтому вопросы производства биодеградируемых (биоразрушаемых) упаковочных материалов, вторичной переработки полимерной тары выходят на первый план.

Научные изыскания в области создании современной тароупаковочной отрасли и на ее базе высококачественной, надежной, экологически безопасной тары и упаковки, обеспечивающей сохранность, экономию и высокие потребительские свойства продукции предприятий, ее конкурентоспособность на внутреннем и внешнем рынках, являются весьма актуальными.

Серьезное внимание необходимо уделить асептическим технологиям, при которых не требуется добавлять консерванты или проводить общую стерилизацию продукта и упаковочных средств в автоклавах. Этим технологиям принадлежит будущее.

Необходимо подчеркнуть, что наиболее важными и многообразными являются научные проблемы, непосредственно связанные с технологическими процессами в самом пищевом производстве. На основе новейших достижений фундаментальных наук на очереди стоит задача создания общей теории пищевых технологий, обеспечивающей производство биологически полноценных продуктов, отвечающих современным требованиям науки о питании. В основе этой общей теории должны лежать закономерности взаимосвязей и превращений, происходящих в белках, липидах, углеводах и других компонентах, содержащихся в сырье растительного и животного происхождения. Создание принципиально новых и радикальное совершенствование известных технологий, оборудования, а также приборов для анализа и контроля производства возможно только па основе углубленного изучения гидродинамических, электродинамических, электрохимических, биологических и других процессов, происходящих в пищевых средах при их обработке. Аналогичные исследования необходимы для оптимизации технологических связей в сложившихся производствах и при разработке теоретических основ создания системы машин и аппаратов для комплексной переработки сырья с минимальными затратами воды и энергии.

Дефицит белка в питании населения сегодня составляет 26 %, в том числе животного — почти 33 %, недостаток его ожидается и в будущем. Эго является серьезной причиной для разработки научно обоснованных способов получения и рационального использования белков растительного и животного происхождения из традиционного и нетрадиционного сырья, для создания комбинированных продуктов питания из вторичных ресурсов при переработке животноводческого сырья, а также из таких культур, как соя, i opox, люпин и др.

При этом решается несколько важных проблем. Прежде всего расширяется производство продуктов лечебного и диетического питания, относящихся к группе «Здоровье», создаются условия для комплексной безотходной переработки ссльскохозяйственного сырья. Известно, что ежегодно в отраслях пищевой промышленности образуется около 40 млн. т вторичных ресурсов и побочных продуктов, которые сами по себе представляют ценнейшее органическое сырье как для получения продуктов питания, так и для технических целей. Сегодня значительную часть этого сырья направляют на кормовые цели или сбрасывают в канализацию, чем наносится большой ущерб окружающей среде. Поэтому разработка технологий, обеспечивающих рациональное использование всех составных частей сельскохозяйственного сырья, является наиболее приоритетным направлением в научных исследованиях и инженерных разработках.

Химия пищи, микробиология и биотехнология в настоящее время стали составной частью пищевой технологии, основой интенсификации производственных процессов. В связи с этим разработка на базе генетики и генной инженерии основ пищевой микробиологии позволит получать такие виды микроорганизмов и их бакконцен-тратов, которые будут способствовать созданию новых и интенсификации традиционных производств высококачественных пищевых продуктов.

В пищевых технологиях нет других процессов, кроме баромембранных, которые позволяли бы сохранить нативность ценнейших компонентов (белков, витаминов, ферментов и т.д.). К сожалению, эти методы еще не заняли должного места в пищевых производствах, да и в исследованиях научных коллективов. Возрастает значимость экструзионных процессов.

В последнее время остро встал вопрос о малых предприятиях. Преимущество крупных предприятий общеизвестно, но и малые предприятия должны найти свое место, особенно там, откуда трудно поставлять скоропортящееся сельскохозяйственное сырье. Это прежде всего касается мясной, молочной и овощной продукции. В то же время целесообразность строительства малых цехов должна определяться возможностями создания безотходного производства, глубокой комплексной переработки сельскохозяйственного сырья, качеством и стоимостью конечной продукции.

Таким образом, в настоящее время целесообразно развернуть перспективные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по циклу: новое сырье — новые высокоэффективные технологии — современная техника — упаковочные материалы — транспортные средства.

Концептуальная основа системы научного и инженерного обеспечения пищевых производств. Исходя из вышеизложенных предпосылок следует выделить следующие основные направления, в совокупности составляющие концептуальную основу системы научного и инженерного обеспечения пищевых производств:

  • • разработка технологий получения экологически безопасных пищевых продуктов питания нового поколения массового и лечебно-профилактического назначения с учетом современных медико-биологических требований;
  • • разработка технологий основных и вспомогательных пищевых компонентов;
  • • разработка биохимических тенденций производства белковых композитов с заданным аминокислотным составом и различными функциональными свойствами для использования их в пищевой инженерии экологически безопасных продуктов как основы совершенствования структуры питания населения страны;
  • • разработка технологий пищевых продуктов с использованием добавок из нетрадиционного и дешевого сырья;
  • • создание технологий пищевых продуктов на основе использования вторичных и побочных продуктов;
  • • разработка ресурсосберегающих технологий переработки сельскохозяйственного сырья на базе новых физических, биохимических и микробиологических методов обработки;
  • • разработка технологий утилизации отходов пищевых и микробиологических производств в других отраслях промышленности с целью экономии и высвобождения пищевого сырья;
  • • разработка технологий диетических, лечебно-профилактических продуктов и продуктов детского питания нового поколения;
  • • разработка биотехнологических процессов производства ферментных препаратов, ароматизаторов и пищевых кислот па базе биокопверсии сельскохозяйственного сырья и использования методов мутагенеза и генной инженерии;
  • • разработка современных методов хранения сельскохозяйственной продукции на основе исследования биохимических и биологических процессов, применения новых, экологически безопасных, биодсградуирусмых упаковочных материалов;
  • • обеспечение аналитического контроля за составом и биологической ценностью продуктов.

Необходимо особо подчеркнуть, что за созданием всех этих технологий стоят сложные инженерные задачи разработки прогрессивных конструкций машин, аппаратов и средств автоматизации, работающих в составе поточных линий.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >