Белковые ингредиенты как функциональная основа для получения белково-жировых композитов растительного происхождения Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

та—Си2+ и янтарная кислота—М^+ представлены соответственно на рис. 4 и 5. Строение комплексов показывает, что молекулы лигандов охватывают ион металла прочными тетраэдрическими связями. Известно, что комплексы, имеющие ион комплек-сообразователя во внутренней сфере, обладают большей стабильностью, чем комплексы линейного строения.

Сравнительный анализ полученных результатов свидетельствует, что янтарная и лимонная кислоты могут быть успешно применены для разрушения комплексов фосфолипидов с поливалентными металлами и выведения последних из растительных масел. Учитывая селективность процесса ком-плексообразования, для наиболее эффективного разрушения комплексов целесообразно использовать смесь янтарной и лимонной кислот.

ЛИТЕРАТУРА

1. Артеменко И.П. Создание усовершенствованной технологии получения гидратированных масел и фосфолипидов, устойчивых к окислению; Дис. ... канд. техн. наук. — Краснодар, 1997.

2. Боковикова Т.Н., Корнена Е.П. Моделирование процесса комплексоообразования в системе ’’растительные фосфолипиды—поливалентные металлы” // Хранение и пе-рераб. с.-х. продукции. — 1998. — № 3. — С. 65-67.

3. Сальников Ю.И., Глебов А.Н., Девятое Ф.В. Полиядер-ные комплексы в растворах. — Казань^ 1989^— 2()| с.

4. Комплексообразование в системах Ре , Са , N^g —лимонная, янтарная и оксизтилидендифосфоновая кислоты^ / Е.А. Бутина, Ж.В. Капустянская, В.Л. Погребная и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1992. — № 2. — С. 52-53.

5. Плямоватый А.Х., Дашевский В.Г., Кабачник М.И.

Теоретический конформационный анализ молекул, содержащих неподеленные электронные пары // Докл. АН СССР. — 1977. — 235. — № 5. _ с. 1100-1123.

Кафедра неорганической химии

Поступила 17.05.99 г.

678.562.004.14

БЕЛКОВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ КАК Ф УНКЦИОНАЛЬНАЯ ОСНОВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВО-ЖИРОВЫХ КОМПОЗИТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

И.В. МАРТЫНОВА, В.В. КОЛПАКОВА,

С.М. СЕВЕРИНЕНКО, Е.И. РАССОХА

Московский государственный университет пищевых производств

Ассоциация переработчиков сои "Ассоя”

Создание изделий массового потребления повышенной пищевой и биологической ценности, а также продуктов профилактического и диетического назначения требует расширения и совершенствования сырьевой базы отечественной промышленности. Одним из таких направлений может стать производство нового поколения порошкообразных пищевых полупродуктов (композитов) повышенной биологической ценности.

Проводимые во многих странах мира работы по обогащению пищевых продуктов эссенциальными веществами в целях улучшения их качества предусматривают сбалансированность аминокислотного состава белков [1,2], жирнокислотного состава липидов [3, 4], а также того и другого вместе [5, 6]. Однако все эти работы включают, как правило, использование сырья животного происхождения — мяса, мясопродуктов, казеина, сывороточных белков и т. п. [1, 2]. В течение ряда последних лет нами проводятся исследования по разработке научных и практических основ создания растительных пищевых композитов, характеризующихся оптимальным с точки зрения науки о питании соотношением белковых и липидных компонентов. Композиты предназначаются для использования в качестве обогатителей, заменителей или улучшителей в производстве новых или традиционных пищевых изделий [7, 8]. При этом ставится задача создать белково-липидные полупродукты, сбалансированные по основным питательным компонентам, которые удобно хранить и легко перерабатывать в пищевые продукты.

Реализация указанных выше требований не может базироваться только на известных технологических решениях, поэтому необходим поиск новых теоретических и практических подходов, направленных на разработку композитов полифункцио-нального назначения для применения их в целях расширения относительно узкого отечественного сырьевого рынка и ассортимента биологически ценных пищевых продуктов [9, 10]. Композиты в качестве липидных компонентов предусматривают использование жировых смесей регулируемого состава, приготовленных на основе растительных масел разного химического состава. Смеси характеризуются сбалансированным соотношением насыщенных, моно-, и полиненасыщенных жирных кислот, сниженным до природного уровня содержанием трансизомеризованных кислот и наличием витаминов А и Е.

Цель данной работы — научное обоснование использования растительных белковых ингредиентов для производства белково-липидных композитов путем изучения их функциональных свойств, влияния на последние различных технологических факторов, а также определение вида физико-хими-ческого процесса, который необходимо заложить в основу технологии.

В качестве белковых ингредиентов выбраны: мука соевая дезодорированная полуобезжиренная (ТУ № 9293-013-10126558-96), липоксигин (ТУ № 9293-013-10126558-96), молоко сухое соевое (ТУ № 9223—004—10126558—96) (Ассоциация переработчиков сои ’’Ассоя”), сухая пшеничная клейковина (фирма ’’Мюленхеми”, Германия), мука белковая из отрубей пшеничных (ТУ № 8 РФ 18-143-93) и концентрат белковый из отрубей пшеничных (ТУ № 8 РФ 18-155-95). Два последних продукта получены по разработанной нами технологии [11]. Использование соевых и пшеничных ингредиентов дополнительно преследовало

Таблица

Белковый продукт Массовая доля белка, % на СВ Растворимость, % ВСС, г/ г ЖСС, г/г ЖЭС, % СЭ, % ПОС, о/ /о СП, о/ /о

Белковая мука из пшеничных отрубей 42 16 3,9 4,20 89 97 99 83

Белковый концентрат из пшеничных отрубей 60 12 2,1 0.20 58 60 68 45

Соевая полуобезжиренная мука 43 29 2,3 0,78 51 60 17 20

Соевый липоксигин 43 62 1,6 0,83 50 60 26 33

Соевое сухое молоко 38 30 1,8 0,35 48 60 19 50

Пшеничная клейковина 75 3 1.2 1,6 .57 61 65 43

цель — изучение возможности расширения известных областей применения растительных белковых продуктов отечественного производства при создании нового ассортимента пищевых изделий массового, профилактического и диетического назначения.

Массовую долю белка в продуктах определяли по ГОСТ 10841-91, массовую долю влаги — по ГОСТ 9404-88, функциональные свойства — по методикам [12, 13]. Изучение растворимости ингредиентов в зависимости от реакции среды проводили с использованием 0,1 М N8-, Ыа-фосфатного буфера pH (6,84-12,00) и 0,1 М цитратного pH (1,25-5,12).

Средние данные значений функциональных свойств исследуемых белковых продуктов (таблица) показывают, что белковые ингредиенты обладают большинством известных функциональных свойств, однако наблюдается некоторый диапазон колебаний их абсолютных значений. Так, белковые продукты из пшеничных отрубей имели более высокую растворимость, чем сухая пшеничная клейковина, но более низкую, чем соевые белковые продукты. Самой высокой растворимостью из белковых продуктов обладал липоксигин — продукт, характеризующийся повышенной активностью фермента липоксигеназы, тогда как, например, соевая мука и сухое соевое молоко имели практически одинаковую растворимость.

По значению остальных функциональных свойств среди исследуемых продуктов первое место занимала белковая мука из пшеничных отрубей. По величине водосвязывающей способности ВСС на втором месте располагались соевые белковые продукты, на третьем — сухая пшеничная клейковина, по значению жиросвязывающей способности ЖСС — наоборот. По способности образовывать пену ПОС и ее стабильности СП все пшеничные белковые продукты значительно превосходили соевые.

Исследуемые белковые продукты обладали относительно высокой способностью образовывать эмульсию типа ’’масло в воде” ЖЭС и стабилизировать ее СЭ. Наиболее высокий данный показатель наблюдался у белковой муки из пшеничных отрубей. Однако важно отметить, что у остальных ингредиентов, за исключением сухого соевого молока, значения показателей ЖСС были достаточно высокими и превышали 50%.

Таким образом, полученные данные позволяют заключить, что исследуемые продукты являются качественными эмульгаторами, стабилизаторами эмульсий и способны хорошо удерживать жир.

Относительно высокие ЖЭС и ЖСС делают целесообразным использование белковой муки и белкового концентрата из пшеничных отрубей, а также сухой пшеничной клейковины, соевой полу-обезжиренной муки и липоксигина в технологическом процессе производства белково-липидных композитов эмульсионного типа и одновременно позволяют предсказать высокие функциональные свойства этих композитов, необходимые для переработки их в готовые пищевые изделия.

Наиболее важными среди технологических факторов для разработки процесса производства белково-липидных композитов эмульсионного тапа, как и большинства других пищевых изделий, являются реакция среды (pH), температура и время обработки (перемешивания) системы. Опыты по изучению влияния различных технологических факторов на функциональные свойства белковой муки из пшеничных отрубей проведены нами ранее [13, 14]. В настоящей работе исследовали белковый концентрат из пшеничных отрубей, соевую муку и липоксигин.

Рассмотрим один из важнейших критериев чистоты, нативности, а также факторов, от которых зависят другие функциональные свойства белковых продуктов, — растворимость.

Из рис. 1 видно, что зависимость растворимости белка от pH у всех исследуемых ингредиентов носила нелинейный характер. Наблюдалось два максимума растворимости: в кислой среде при pH 1 и щелочной — при pH 11 — 12. Наименьшую растворимость белки соевой муки (кривая /) и

П 2 4 6 « !0 12 14

pH

Рис. 1

липоксигина (кривая 2) (10-11%) имели при pH

3-4, а концентрата из пшеничных отрубей (кривая 3) (5%) — при pH 4. В диапазоне pH от 7 до 10 для всех продуктов наблюдалось некоторое замедление повышения растворимости белка. Поскольку известно, что наименьшим значениям растворимости последнего соответствует изоэлектрическая точка, то из полученных результатов следует, что в составе белковых ингредиентов имеются две разные по физико-химическим свойствам и, вероятно, по аминокислотному составу области белка. В этих областях наблюдаются минимальные взаимодействия с растворителем, но создаются благоприятные условия для образования электростатических сил заряженных групп и гидрофобных взаимодействий на участках соседних глобул. Поэтому из полученных данных следует, что исследуемые ингредиенты как минимум двухкомпонентны, следовательно, возможно их фракционирование или очистка для целенаправленного и, может быть, более эффективного использования в конкретных пищевых системах. Результаты позволяют заключить, что анализированные белковые продукты предпочтительнее использовать при значениях pH 5-8, что соответствует, например, слабокислой среде хлебопекарного теста, нейтральным средам жировых продуктов и слабощелочным тестовым массам кондитерских изделий. Пищевые среды с кислой реакцией мало предпочтительны.

На рис. 2 представлена зависимость растворимости белковых ингредиентов от температуры. Видно, что с ее повышением от 20 до 30°С растворимость всех исследуемых продуктов увеличивалась, а при 30-50°С — уменьшалась. Наблюдалось два максимума повышения растворимости: один при 30°С, другой при 70~80°С. При этом первому максимуму у липоксигина (кривая 2) соответствовало большее значение растворимости, а у соевой муки (кривая / ) и концентрата из отрубей (кривая 3) — меньшее. Зависимость растворимости белка концентрата из пшеничных отрубей от температуры носила более плавный характер, чем белка соевых продуктов, а значение растворимости при 80°С мало отличалось от растворимости при 30°С. В целом наиболее высокую растворимость белок липоксигина имел при 30°С соевой муки — при

О 20 40 Г.О Х0 100

Темпера п ра, °С

Рис. 2

70°С, а белкового концентрата из отрубей — при 80°С.

Наличие двух максимумов растворимости белка при разных значениях температуры подтверждает данные зависимости исследуемого показателя от pH и также указывает на присутствие двух разных по свойствам, а следовательно, и по составу фракций белка в растительных ингредиентах.

0,8

О 2 4 6 8 10 12

Время перемепиюаыия, мин

I I

I

■

0,8 I и °’6 !

о \

* 0,4

0,2 Г \

и '

А

Влияние различных факторов на ЖСС белковых продуктов показано на рис. 3, 4. Видно, что при увеличении времени перемешивания жира с соевой мукой (рис. 3, кривая 1) и липоксигином (кривая 2) от 1 до 5 мин ЖСС белковых ингредиентов повышалась и достигала максимума, а при перемешивании свыше 5 мин — либо уменьшалась (липоксигин), либо оставалась без изменения (соевая мука). У белкового концентрата из пшеничных отрубей (кривая 3) с увеличением времени перемешивания от 1 до 5 мин ЖСС также увеличивалась, а в течение последующих 3 мин оставалась практически без изменений. Таким образом, оптимальным временем перемешивания для соевых белковых продуктов следует считать 4-5 мин, а для концентрата из отрубей — 5-7 мин.

С повышением температуры от 20 до 80°С способность связывать жир у липоксигина (рис. 4, кривая 2) плавно увеличивалась и достигала максимума при 80°С, а у белкового концентрата из пшеничных отрубей (кривая 3) незначительное

Рис. 3

Темиерапра,

Рис. 4

повышение наблюдалось только в интервале температур 60-80°С. Более существенной зависимости от температуры подвергалась ЖСС соевой муки (кривая /). Изменение показателя носило волнообразный характер, при этом наблюдалось п,ва максимума: в интервале 50-60°С и при 80°С. Значения, соответствующие этим максимумам, мало отличались друг от друга. Из полученных данных следует, что если в технологическом процессе производства пищевых продуктов (композитов) будет предусмотрена адсорбция жира, то температурные и временные режимы должны определяться видом белковых ингредиентов.

Жироэмульгирующие свойства белковых продуктов зависели также от их природы (рис. 5). Так, цля соевой муки (кривая 1, а) в интервале температуры от 20 до 50°С наблюдалось плавное увеличение ЖЭС, при 50-70°С показатель достигал максимума, а при температуре свыше 70°С эмульсия уже разрушалась. Для липоксигина (кривая 2, а), характер зависимости ЖЭС от температуры был аналогичен изменениям ЖЭС соевой муки, однако максимальные жироэмульгирующие свойства у белкового продукта проявлялись только при

а

i? 60

о'

г

£ 50

г,»

50

0 20 40 60 S(i ИЮ

.»■ Т^мперату]»; Г'С

0 2 -1 6 К 10 12

Цремн нсрс н-пвшани I, ш.н

70

,60 - ---------------

ij 5,1

40

температуре не выше 50°С. Для белкового концентрата из пшеничных отрубей (кривая 3, а) в профиле изменения ЖЭС по сравнению с соевыми ингредиентами наблюдались некоторые отличия. Так, увеличение показателя с повышением температуры носило неплавный характер, а максимальные свойства проявлялись уже при 70°С. Из полученных данных видно, что максимальные жироэмульгирующие свойства белковых продуктов наблюдались при тех значениях температуры или близких к ним, при которых растворимость белка была наибольшей.

Стабильность эмульсии, приготовленной с белковым концентратом из пшеничных отрубей (кривая 3, б), в зависимости от температуры изменялась аналогично показателю ЖЭС, а стабильность эмульсии с соевыми белковыми продуктами — по иным закономерностям. Так, температура вообще не оказывала никакого влияния на СЭ из соевой муки (кривая 1, б), а у липоксигина (кривая 2, б) этот показатель незначительно повышался при температуре до 40°С и оставался постоянным при последующих значениях температуры.

Зависимость жироэмульгирующих свойств белковых ингредиентов от времени эмульгирования (рис. 5, б и г) показывает, что для соевой муки (кривая /) интервал 8-10 мин оптимален, для белкового концентрата из отрубей (кривая 3) —

4-6 мин, для липоксигина (кривая 2) — 1-5 мин. Таким образом, оптимальные значения температуры и времени эмульгирования для приготовления белково-липидных композитов должны соответствовать следующим параметрам: 40-60°С и 2-5 мин, если в качестве белкового ингоедиента использовать липоксигин, 50-60°С и 8—10 мин — при использовании соевой муки, 30~50°С и 4-6 мин — для белкового концентрата из отрубей.

Графики зависимости жироэмульгирующих свойств от pH (рис. 6) свидетельствуют, что наименьшей ЖЭС и СЭ белковые ингредиенты обладали в интервале pH 2-4, что соответствует изо-электрическому состоянию белков и наименьшей их растворимости. Самой высокой ЖЭС при всех значениях pH обладал белковый концентрат из

pH

<> В S <• X 1U 12

Ь(Ч'МЧ мин

Рис. 5

■1 й 8 10 12 14

|>Н

Рис. 6

отрубей (кривая 3), а соевая мука (кривая 1) и липоксигин (кривая 2) по данному показателю мало отличались друг от друга. Наиболее благоприятной реакцией среды для эмульгирования жира всеми белковыми продуктами в пищевых средах являются значения pH выше 5,0. Данные показывают, что при изготовлении пищевых продуктов и полупродуктов наиболее стабильной жиро-водная эмульсия будет образовываться в слабокислой среде при pH 6,5, в нейтральной и слабощелочной — при pH 7,5-8,5.

ВЫВОДЫ

1. На основании определения функциональных свойств показана возможность использования в производстве белково-липидных композитов таких продуктов растительного происхождения, как белковая мука из пшеничных отрубей, белковый концентрат из пшеничных отрубей, сухая пшеничная клейковина, соевая мука и липоксигин.

2. В основу технологии получения белково-липидных композитов со сбалансированным жирнокислотным и аминокислотным составом может быть положен процесс приготовления жиро-вод-ной эмульсии.

3. Получены данные зависимости растворимости, жиросвязывающей и жироэмульгирующей способности белковых продуктов от pH, температуры, времени перемешивания; определены максимальные значения функциональных свойств и соответствующие им оптимальные параметры.

4. Показано, что жироэмульгирующая способность белковых продуктов минимальна в изоэлек-трической точке белка, а наибольшей растворимости последнего соответствуют более высокие значения жироэмульгирующих свойств.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шатерников В.А. Медико-биологические аспекты проблемы обогащения пищевых белков // Теоретические и клинические аспекты науки о питании. Т. 1. Проблемы белка в питании / Ин-т питания АМН СССР. — М., 1980.

— С. 134-160.

2. Высоцкий В.Г., Яцышина Т.А., Витолло А.С. Критерии оценки потребности человека в белке // Там же. — С. 3-16.

3. Beare-Rogers Joyce. Nutritional attributes of fatty acids // Fett. Wiss. Technol. — 1988. — 90. — № 3. — P. 85-88.

4. Байков В.Г., Скурихин И.М. О допустимых колебаниях данных о содержании компонентов липидного комплекса пищевых продуктов в таблицах химического состава / / Вопр. питания. — 1996. — № 1. — С. 16-18.

5. Липатов Н.Н. Принципы и методы проектирования рецептур пищевых продуктов, балансирующих рационы питания // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1990. — № 6. — С. 5-10.

6. Игнатьев М.О. Научные основы создания продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой и биологической ценности: Автореф. дис. ... канд. техн. наук.

— М.: МГУПП, 1997. — 23 с.

7. Колпакова В.В., Севериненко С.М., Мартынова И.В., Нечаев А.П. Белково-жировые композиты растительного происхождения для здорового и полноценного питания / Прогрессивные, экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки с.-х. продукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и био-

' логической ценности. / / Тез. науч.-практ. конф. — М., 1988. — С. 171.

8. Жукова Г.В., Колпакова В.В., Севериненко С.М., Нечаев А.П. Белковая мука из пшеничных отрубей — перспективное сырье для жиросодержащих продуктов массового питания / Техника и технология пищевых продуктов. / / Тез. Междунар. науч.-техн. конф. — Могилев, 1998. — С. 35-36.

9. Аксенова Л.М. Задачи научного обеспечения развития кондитерской отрасли // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1995. — № 1-2. — С. 75-77.

10. Черных В.Я., Пучкова Л.И., Игнатов В.В. Основные направления развития хлебопекарной промышленности России // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1995. — № 1-2. — С. 47-49.

11. Нечаев А.П., Колпакова В.В. Ресурсосберегающая технология переработки отрубей пшеницы / / Пищевая пром-сть. — 1993. — № 12. — С. 18-20.

12. Колпакова В.В., Нечаев А.П. Растворимость и водосвязывающая способность белковой муки из пшеничных отрубей // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1995. — № 1-2. — С. 31-33.

13. Колпакова В.В., Волкова А.Е., Нечаев А.П. Эмульгирующие, пенообразующие свойства белковой муки из пшеничных отрубей / / Изв. вузов. Пищевая технология.

— 1995. — № 1-2. — С. 34-37.

Кафедра органической химии

Поступила 07.07.99 г.

услов

668.527.54.004.4

ХРАНЕНИЕ ЭФИРНОГО ЛАВАНДОВОГО МАСЛА

А. СТОЯНОВА, Е. ГЕОРГИЕВ, Н. ГЕНОВ

Высший институт, пищевой и вкусовой промышленности (Пловдив, Республика Болгария)

Лавандовое масло — одно из самых широко используемых эфирных масел в мире, применяемое в парфюмерии, медицине и технике. Его качество определяется главным образом содержанием в нем линалилацетата и линалоола.

Известно [1], что при хранении эфирных масел в них происходят физические и химические изменения, ведущие к переменам в их составе. Исследования показывают, что при хранении лавандового масла от 1 года до 5 лет его качество сохраняется лучше всего в темноте в полной таре при низкой или комнатной температуре [1-4]. Установлено также [5], что при хранении масла в азотной атмосфере в течение 1 года очень хорошо сохраняется его антимикробное действие. Известно [6], что

для сохранности масла имеет значение и время уборки сырья. Масла из соцветий, убранных в начале цветения, намного нестабильнее полученных при полном цветении соцветий. Принято считать [7], что срок годности лавандового масла — до 3 лет, но известно [2], что при хороших условиях оно может храниться и до 5 лет. Сведения об изменениях в лавандовом масле при более продолжительном хранении нам пока неизвестны.

В настоящей работе изучены изменения в эфирном масле лаванды, хранившемся при комнатной температуре в разных условиях в течение 1 года, 5 и 25 лет.

Исследовано эфирное масло лаванды настоящей СLavandula vera D.C.) урожая 1972 г. Образцы хранились при комнатной температуре на свету и в темноте в стеклянной таре объемом 50 см3, полной и наполненной до половины, в атмосфере воздуха или азота. Физические и химические по-

Контр

1

на в п 2 на с а:

3

в т в п

4

8 Т С

5

в т с а БДС

казаі

дами

тодої

Macj|

Пров1

режі

anid

иош

xpoN

стал

зиро

бова

коло

зате]

изот

0,90

фик<

ИХ n

Auto

Bi

СВИД

та H

обра, желт в таї на сі но и

ВИЖ]

нияі

НЫ. V

хран 9]. У запа: в пр ниє ТЫМ.