Orel, Orel, Russian Federation
Based on reliable theoretical analysis, the article shows the possibility of developing a food fortifier for the dairy industry, with high consumer properties. Special attention is paid to the selection of composites with different combina-tions – natural honey : pomace meal : lentil flour. Model composite combination formed the basis for the development of composition for a food fortifier. The main chemical composition, the results of calculation of the satisfaction degree for the basic food substances are studied when using 100 g of the product. Individual technological diagram for the pro¬duction process is created.
Food fortifier, plant raw materials, consumer characteristics, composite combinations, recipes, individual pro-duction chart.
Введение
Проблема обеспечения населения конкурентоспособными продуктами питания остается наиболее острой для агропромышленного комплекса РФ. В то же время анализ структуры питания населения России выявляет ряд негативных тенденций. Согласно обобщенным данным эпидемиологических исследований, выполненных ГНИЦ ПМ Минздравсоцразвития, они характеризуются снижением поступления в организм полноценных белков, витаминов и минеральных веществ, разбалансированностью рациона питания за счет избытка потребления простых углеводов и недостатка эссенциальных компонентов.
Важной задачей для пищевой промышленности является разработка и создание новых видов сырья, обладающего функционально-технологическими свойствами и позволяющего интенсифицировать технологический процесс, повышать качество и улучшать пищевую ценность готовой продукции. В связи с этим разработка ресурсосберегающих технологий с получением биологически активных продуктов высокого выхода, обладающих функционально-технологическими свойствами, и разработка на их основе продуктов питания улучшенной пищевой ценности является актуальным. При этом необходимо учитывать основополагающие данные современной науки о роли питания и отдельных пищевых веществ в поддержании здоровья и жизнедеятельности человека, в том числе потребности организма в отдельных пищевых веществах и энергии, реальной структуры питания, а также фактической обеспеченности витаминами, макро- и микроэлементами населения нашей страны.
В последние годы все чаще появляются продукты, сочетающие достаточно полный набор витаминов и минеральных веществ с одновременным введением других ценных компонентов: пищевых волокон, фосфолипидов, различных биологически активных добавок природного происхождения. Эти продукты оказывают защитное, стимулирующее или лечебное действие на те или иные физиологические системы и функции организма. Однако в ряде случаев сочетание в одном продукте некоторых обогащающих добавок оказывается нежелательным или невозможным по соображениям их вкусовой несовместимости, нестабильности или нежелательных взаимодействий друг с другом.
Обогащать пищевыми добавками нужно прежде всего продукты массового и регулярного, лучше всего каждодневного потребления. Наибольший интерес на сегодняшний день представляют разработки новых видов молокосодержащих продуктов, при изготовлении которых достаточно легко могут сочетаться как функциональная направленность, так и хорошие вкусовые сочетания за счет совместного использования сырья животного и растительного происхождения. Актуальность таких исследований подтверждается Доктриной продовольственной безопасности РФ, учитывающей «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года». Производство молокосодержащих продуктов обусловлено доступностью ресурсов, независимостью производства от сезонных колебаний качества и количества сырья; минимизацией затрат на сырье, возможностью осуществлять производство в зависимости от спроса на продукцию, снижением или отсутствием отходов производства. При этом важно, чтобы замена традиционного молочного сырья на растительное не привела к изменениям основных вкусовых характеристик соответствующей пищи [2, 6, 7].
Большие перспективы в создании таких продуктов открываются при использовании растительного сырья отечественного производства – чечевицы, источника полноценного белка и вторичных продуктов переработки растительного сырья – жмыхов (подсолнечных, кедровых, арахисовых, конопляных, кунжутных и др.). По биологической полноценности белки жмыхов растительного сырья относятся к полноценным, некоторые из них по качеству приближаются к белкам животного происхождения [4, 5, 10].
Объекты и методы исследований
Организация постановки эксперимента в данных исследованиях включала процесс получения пищевого обогатителя при различных условиях варьирования сырья. В качестве основного сырья при создании пищевого обогатителя использовали мед по ГОСТ 19792-2001 «Мед натуральный. Технические условия» – липовый и гречишный урожая 2012 года, муку чечевичную по ТУ 9293-009-89751414-10, жмыхи растительного сырья отечественного производства ООО «Виктория» (г. Великий Новгород) – жмых кедровый по ТУ 9146-002-73225681-2005 ФЗ № 90 от 24.06.2008, жмых кунжутный по ТУ 9146-016-70834238-10, жмых (мука) амарантовый по ТУ 9293-004-77872064-2011.
Выбор чечевицы в качестве сырья продиктован тем, что в комплекс ее питательных веществ входит полноценный белок, природные антиоксиданты, витамины, дефицитные макро- и микроэлементы (табл. 1).
Таблица 1
Химический состав семян чечевицы
(% на сухое вещество)
|
Показатель |
Значение |
|
Вода |
7,6–14,6 |
|
Белки |
21,3–32,0 |
|
Липиды |
0,6–2,1 |
|
Зола |
2,30–4,4 |
|
Крахмал |
43,8–60,27 |
|
Клетчатка |
2,30–4,95 |
Чечевица богата свободными аминокислотами – глутаминовой и аспарагиновой, содержит тирозин (18,4–28,3 мг%), треонин (16,9–0,5 мг%), но несколько дефицитна по метионину и триптофану. Характеризуется небольшим количеством жира, жирнокислотный состав представлен биологически важными кислотами, такими как олеиновая и линоленовая, которые не синтезируются в организме. Нельзя не отметить высокое содержание углеводов в семенах чечевицы, которое составляет 45–53 % в зависимости от сорта [6]. Тем не менее присутствие именно олигосахаридов в чечевице ограничивает ее применение в технологии пищевых продуктов. Олигосахариды, такие как рафиноза, стахиоза и вербаскоза, относят к антипитательным веществам, так как они у большинства людей вызывают метеоризм, связанный с отсутствием у человека b-галактозидазы, необходимой для гидролиза этих сахаров. В чечевице обнаружены ингибиторы трипсина. Однако надо отметить, что чечевица – одна из немногих культур, которая ингибирует только трипсин, теряющий свою активность при тепловой обработке. В чечевице в отличие от других бобовых отсутствуют афлатоксины, антиалиментарные или какие-либо другие вредные вещества [1, 6–8]. Учитывая значительные ее ресурсы, в том числе в Орловской области, представляет научный и практический интерес вовлечение чечевицы в производственный цикл создания новых молокосодержащих продуктов, обладающих функционально-технологическими свойствами.
Кедровый жмых имеет сбалансированный химический состав, содержит 45–48 % легко перевариваемого белка, 20–25 % клетчатки; 10–15 % ПНЖК, является источником жирорастворимых и водорастворимых витаминов (А, Е, F, группа В, фолиевая кислота). Углеводный состав представлен полисахаридами и водорастворимыми сахарами (глюкоза 2,83 %, фруктоза 0,25 %, сахароза 0,44 %). К достоинствам белка кедрового жмыха можно отнести высокое соотношение между аминокислотами аргинин : лизин, что позволяет предположить наличие у него антихолестеринемических свойств.
В состав жмыха кунжутного входят незаменимые и заменимые аминокислоты в сбалансированных соотношениях, поли- и мононенасыщенные жирные кислоты (линолевая, олеиновая, альфа-линоленовая и др.), витамин Е, каротиноиды, витамины группы B (B1, B2, B3, B6, B9), макро- и микроэлементы (каль-ций, цинк, железо, фосфор, магний, натрий, калий, марганец, медь, селен и др.), фенольные антиоксиданты (сезамол, сезаминол), антиоксиданты-лигнаны (сезамин и сезамолин), органические кислоты, фитостеролы (в том числе β-систостерин). В значительном количестве присутствуют пектины и грубая клетчатка.
Амарантовая мука (жмых) обладает высокой биологической ценностью, служит богатым источником минеральных веществ – Ca, Mg, P и витаминов С и РР. Кроме того, в амарантовой муке содержится большое количество белка и клетчатки. По сбалансированности аминокислотного состава белки амаранта превосходят все иные растительные белки и содержат важнейшие незаменимые аминокислоты – лизин и метионин. Амарантовая мука в несколько раз превышает все другие растительные продукты по содержанию такого важного биологически активного вещества, как сквален, нормализующий уровень холестерина, обладающий регенеративным эффектом, выраженным антиоксидантным и иммуномодулирующим действием. Пищевые продукты на основе амарантовой муки не содержат глютена и рекомендуются для лечебно-профилак-тического питания больных целиакией, страдающих пищевыми аллергиями, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, при остеопорозе и ряде других заболеваний [4, 5, 9].
Лечебно-профилактические и диетические свойства натурального меда и продуктов пчеловодства подтверждены научными исследованиями российских и зарубежных ученых [3]. Основную часть меда составляют сахара (глюкоза, фруктоза, мальтоза, трегалоза, сахароза и др.), общее содержание которых достигает 10 %. Сахара, поступающие в организм с медом, являются универсальным антитоксическим средством. Глюкоза и фруктоза содействуют регулированию нервной деятельности, повышают давление крови, расширяют кровеносные сосуды, улучшают питание сердечной мышцы, усиливают диурез, улучшают обмен веществ, ускоряют сердечную деятельность и останавливают кровотечение (гемостатическое действие). Азотистые вещества содержатся в виде белков и небелковых соединений. По содержанию ферментов мед занимает одно из первых мест среди продуктов питания. Ферменты меда способствуют пищеварительным процессам в организме человека, стимулируют секреторную деятельность желудка и кишечника, облегчают усвоение питательных веществ, поступающих с другими продуктами [3]. В меде обнаружено 37 макро- и микроэлементов, в том числе фосфор, железо, медь, кальций и др. По количеству, составу и соотношению минеральных веществ мед близок к сыворотке крови человека [3].
Соотношение компонентов для производства пищевого обогатителя апробировалось в моделях трех типов исходя из наиболее оптимальных сочетаний органолептических и физико-химических показателей готового продукта. Созданные композиции отличались соотношением – мед натуральный : жмых растительного сырья : мука чечевичная (табл. 2).
Таблица 2
Матрица композиционных сочетаний, %
|
Композиционные сочетания |
Мед натуральный |
Мука чечевичная |
Жмых кедро-вый |
Жмых амарантовый |
Жмых кунжутный |
|
Композиция 1 |
64 |
16 |
20 |
– |
– |
|
60 |
18 |
24 |
– |
– |
|
|
56 |
20 |
26 |
– |
– |
|
|
Композиция 2 |
64 |
16 |
– |
20 |
– |
|
60 |
18 |
– |
24 |
– |
|
|
56 |
20 |
– |
26 |
– |
|
|
Композиция 3 |
64 |
16 |
– |
– |
20 |
|
60 |
18 |
– |
– |
24 |
|
|
56 |
20 |
– |
– |
26 |
Результаты и их обсуждение
Как показали наши исследования, созданные композиции отличались хорошими органолептическими характеристиками. При этом наименее ощутимое влияние на органолептические показатели в данных композициях оказало внесение жмыхов растительного сырья в сочетании с чечевичной мукой в количествах 18 и 16 % соответственно. При этом все три типа композиций характеризовались сладким, слегка терпким вкусом и ароматом вносимого меда. С увеличением количества жмыхов до 18 % вкус композиций приобретал гармоничный приятный ореховый привкус и аромат, усиливающийся при внесении 20 % жмыхов. Однако в композиции № 2 при внесении 8 % амарантового жмыха ощущалась нежелательная легкая горечь. Наличие же бобового привкуса, обусловленное введением 20 % муки чечевичной, привело также к снижению общей органолептической оценки образцов. При этом органолептические показатели оценивались как «неудовлетворительные». Цвет композиций вне зависимости от количества и вида вносимых ингредиентов оставался от светло-янтарного при использовании липового меда до янтарного в случае применения гречишного. Консистенция модельных композиций всех трех типов характеризовалась как «гомогенная» и варьировалась от «густой полужидкой массы» при внесении 16 % муки чечевичной и 24 % жмыхов растительного сырья до «густой и плотной массы» при внесении 20 и 26 % муки чечевичной и жмыхов соответственно (табл. 3).
Таблица 3
Органолептические показатели
композиционных сочетаний
|
Композиционные сочетания |
Органолептические показатели |
||
|
Вкус и аромат |
Цвет |
Консистенция |
|
|
Композиция № 1 |
|||
|
64:16:20 |
Сладкий, слегка терпкий, слабый приятный ореховый |
От светло-янтарного до янтарного |
Гомогенная, густая, полужидкая масса |
|
60:18:24 |
В меру сладкий, гармоничный, приятный ореховый |
От светло-янтарного до янтарного |
Гомогенная, густая, вязкая масса |
|
56:20:26 |
Слегка терпкий, ощутимый бобовый |
От светло-янтарного до янтарного, слегка кремовый оттенок |
Однородная, густая, плотная масса |
|
Композиция № 2 |
|||
|
64:16:20 |
Сладкий, слегка терпкий, слабый приятный ореховый |
От светло-янтарного до янтарного |
Густая, полужидкая масса |
|
60:18:24 |
В меру сладкий, гармоничный, приятный ореховый |
От светло-янтарного до янтарного, слегка кремовый оттенок |
Гомогенная, густая, полужидкая масса |
|
56:20:26 |
Сладкий, слегка терпкий, наличие легкой горечи, ощутимый бобовый |
От светло-янтарного до янтарного, кремовый оттенок |
Густая, плотная масса, с наличием незначительного количества включений амарантового жмыха |
|
Композиция № 3 |
|||
|
64:16:20 |
Сладкий, слегка терпкий, слабый приятный ореховый |
От светло-янтарного до янтарного |
Гомогенная, густая, полужидкая масса |
|
60:18:24 |
В меру сладкий, гармоничный, приятный ореховый |
От светло-янтарного до янтарного, слегка кремовый оттенок |
Гомогенная, густая, вязкая масса |
|
56:20:26 |
Сладкий, слегка терпкий с ощутимым привкусом бобовых |
От светло-янтарного до янтарного, кремовый оттенок |
Однородная, густая, плотная масса |
Таким образом, анализируя данные органолептической оценки композиционных сочетаний для пищевого обогатителя, можно заключить, что оптимальным соотношением вносимого меда, муки чечевичной и жмыхов растительного сырья, обладающим хорошими потребительскими свойствами, будет являться соотношение: для композиций № 1 и № 2 – 60:18:24, приемлемым – 56:20:26; для композиции № 3 – 64:16:20, приемлемым – 60:18:24. На основании полученных данных рассчитаны коэффициенты значимости, определены дескрипторы и составлен портрет «идеального» пищевого обогатителя.
Изучение основного химического состава (табл. 4) композиционных сочетаний показало, что они содержат значительное количество полноценного белка от 7 до 10 % в зависимости от вида используемого жмыха, характеризуются пониженным содержанием жира от 1,5 до 4,4 %, полноценным минеральным составом. Особенно ценным можно считать присутствие Fe – необходимого компонента окислительно-восстановительных реакций организма и Mn – участвующего в образовании костной и соединительной ткани, входящего в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Углеводы композиционных сочетаний представлены в основном углеводами меда.
С учетом норм физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации была рассчитана степень удовлетворения в основных пищевых веществах при использовании
Расчет степени удовлетворения показал, что разработанный пищевой обогатитель можно считать функциональным продуктом по содержанию основных макро- и микроэлементов.
Результаты, представленные на рис. 2, свидетельствуют, что при потреблении
Композиционные сочетания, полученные в моделях, легли в основу разработки рецептуры пищевого обогатителя. При разработке рецептуры и технологии учитывались сбалансированность компонентов, комплиментарность органолептически – гармоничный вкус и привлекательный внешний вид, сохранность витаминов. Частная диаграмма технологического процесса производства пищевого обогатителя представлена на рис. 3.
Таблица 4
Химический состав композиционных сочетаний (на
|
Композиционные сочетания |
Элементы химического состава |
||||||||
|
Белок, г |
Жир, г |
Углеводы, г |
Ca, мг |
P, мг |
Mg, мг |
Mn, мг |
Fe, мг |
K, мг |
|
|
Композиция № 1 |
|||||||||
|
64:16:20 |
7,6 |
3,7 |
43,9 |
30,56 |
325,9 |
147,9 |
25,01 |
4,15 |
380,2 |
|
60:18:24 |
8,4 |
4,2 |
40,9 |
33,36 |
383,4 |
162,92 |
24,35 |
4,79 |
44,34 |
|
56:20:26 |
8,9 |
4,4 |
38,5 |
35,28 |
415,68 |
191,88 |
23,33 |
5,19 |
483,96 |
|
Композиция № 2 |
|||||||||
|
64:16:20 |
7,1 |
1,5 |
45,3 |
53,56 |
185,3 |
63,5 |
22,55 |
3,83 |
137,8 |
|
60:18:24 |
7,8 |
1,7 |
42,5 |
60,96 |
214,68 |
110,8 |
21,41 |
4,41 |
158,46 |
|
56:20:26 |
8,2 |
1,8 |
40,1 |
65,14 |
232,9 |
82,16 |
20,13 |
4,78 |
168,84 |
|
Композиция № 3 |
|||||||||
|
64:16:20 |
9,1 |
1,8 |
44,2 |
52,36 |
228,7 |
83,1 |
22,17 |
5,22 |
117,4 |
|
60:18:24 |
10,1 |
2,0 |
41,3 |
59,52 |
266,76 |
107,64 |
19,64 |
6,08 |
133,98 |
|
56:20:26 |
10,7 |
2,1 |
38,8 |
63,62 |
289,32 |
114,8 |
20,95 |
6,58 |
142,32 |
Рис. 1. Степень удовлетворения потребности детей в основных минеральных веществах при использовании
|
Приемка сырья в соответствии с требованиями нормативной документации |
|
Подготовка сырья |
Рис. 2. Степень удовлетворения потребности взрослого населения в основных минеральных веществах при использовании
|
Просеивание сухих ингредиентов через сито с ячейками не более |
|
Смешивание компонентов по рецептуре |
|
Фасовка в герметичную тару |
|
Перемешивание 10–15 мин |
|
Термомеханическая обработка меда в течение 1 ч при температуре 40–45 0С, частоте вращения перемешивающего устройства 20–40 об/мин |
|
Гомогенизация при температуре 40–45 0С |
|
Фильтрация меда для отделения образовавшейся восковой пленки |
|
Запаривание водой с температурой (95±2) 0С (из расчета 1:2) |
|
Набухание в течение 20–25 мин |
Рис. 3. Частная диаграмма технологического процесса производства пищевого обогатителя
К особенностям разработанной технологической схемы производства пищевого обогатителя можно отнести то, что сухие ингредиенты вносятся после просеивания и запаривания горячей водой (95±2) 0С с учетом водоудерживающей способности сырья. Совмещение стадий доведения меда до пластичной консистенции и смешивания рецептурных ингредиентов в одном аппарате позволит эффективно использовать производственные площади, исключив применение габаритного оборудования, снизить потери меда и упростить технологический процесс производства пищевого обогатителя.
Таким образом, предлагаемое сочетание компонентов в пищевом обогатителе придает ему профилактические свойства, направленные на повышение адаптогенных, защитных свойств организма независимо от характера вредного воздействия, и позволит расширить ассортимент молокосодержащих продуктов, обогащенных физиологически функциональными ингредиентами; повысить пищевую и биологическую ценность, снизить калорийность; обеспечить стабильность качественных характеристик продукта в процессе хранения и расширить сырьевую базу предприятий по переработке молока.
С целью расширения ассортимента и увеличения пищевой ценности молокосодержащих продуктов были проведены исследования по использованию пищевого обогатителя в плавленых сырных и творожных продуктах. Установлено, что введение пищевого обогатителя не усложняет технологический процесс и позволяет получать продукты с хорошими органолептическими показателями, функциональной направленности с гарантированным содержанием незаменимых микронутриентов.
1. Antipova, L.V. Ispol'zovanie rastitel'nyh belkov na pischevye celi / L.V. Antipova, V.M. Perelygin, E.E. Kur-chaeva // Molochnaya promyshlennost'. - 2001. - № 5. - S. 29-30.
2. Asafov, V.A. Produkty na osnove molochnogo i rastitel'nogo syr'ya / V.A. Asafov, O.G. Folomeeva, N.L. Tan'-kova, E.L. Iskakova // Molochnaya promyshlennost'. - 2004. - № 12.
3. Grinevich, N.A. Potrebitel'skie svoystva natural'nogo meda, formirovanie i ocenka kachestva rastitel'nyh si-ropov na ego osnove: avtoref. dis. … kand. tehn. nauk. - Orel, 2007. - 20 s.
4. Morozov, A.I. Razrabotka i tovarovednaya ocenka polukopchenyh kolbas s ispol'zovaniem pastoobraznyh koncen-tratov iz semyan amaranta i lyupina: avtoref. dis. … kand. tehn. nauk. - Kemerovo, 2012. - 19 s.
5. Marchenkov, F. Shroty i zhmyhi v racione sel'skohozyaystvennyh zhivotnyh i ptic [Elektronnyy resurs]. - Re¬zhim dostupa: http://biochem.net.ru/publ.php?D=34&cmd=33&file=Publikac&view=l&id=5
6. Simonenkova, A.P. Razrabotka i ocenka potrebitel'skih svoystv kombinirovannyh molochnyh produktov / A.P. Simonenkova // Tehnologiya i tovarovedenie innovacionnyh pischevyh produktov. - 2012. - № 5 (16). - S. 23-27.
7. Sergeeva, E.Yu. Razrabotka i ocenka potrebitel'skih svoystv kombinirovannyh produktov c ispol'zovaniem che-chevichnoy dispersii: avtoref. dis. … kand. tehn. nauk. - Orel, 2012. - 21 s.
8. Sergeeva, E.Yu. Chechevica v tehnologii molochnyh produktov / E.Yu. Sergeeva, A.V. Mamaev, N.D. Rodina, L.A. Bob-rakova, K.A. Leschukov; pod red. A.V. Mamaeva. - Orel: Izd-vo OrelGAU, 2009. - 12 s.
9. Shmal'ko, N.A. Razrabotka tehnologii rzhano-pshenichnogo hleba s amarantovoy mukoy / N.A. Shmal'ko, I.A. Cha-lova, N.L. Romashko // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya (prilozhenie «Tehnicheskie nauki»). - 2009. - № 6. - C. 13.
10. Babu U.S., Mitchell G.V, Witstnfeld P. Et al. Nutritional and hematological impact of dietary flaxseed an defatted flax¬seed meal in rats // Int J Food Sci Nutr. - 2000. - V. 51, № 2. - P. 109-117.
