CC BY
44
Пищевая биотехнология
УДК 664.38
Доцент И.Н. Толпыгина, доцент Л.Е. Мартемьянова, профессор Л.В. Антипова, к.т.н. И.В. Поленов
(Воронеж. гос. ун-т инж. технол.) кафедра пищевой биотехнологии и переработки животного и рыбного сырья, тел. (473) 255-37-51
Белковые препараты в разработке носителей ароматов в технологии пищевых продуктов
Исследованы сорбционные свойства растительных и животных белков, распространенных на российском рынке. Установлены рекомендуемые дозировки на препараты белков животного и растительного происхождения, а также определена биологическая ценность
Investigated the sorption properties of plant and animal proteins, common on the Russian market. Installed the recommended dosage of the preparations of animal protein and vegetable origin, as well as the biological value.
Ключевые слова: белковые препараты, биологическая ценность, СО2-экстракты
Говоря о белковых препаратах в мясных системах, следует отметить их значение как источников для сорбции различных химических веществ. Применительно к технологии колбасных изделий и рыбопродуктов, например, большое значение имеет формирование и устойчивость ароматов, благодаря которым создается специфический букет запахов как необходимая характеристика качества, влияющая на потребительский спрос. Традиционные технологии базируются на применении сухих пряностей, которые вносятся в пищевые системы для придания или усиления запаха продуктов путем смешивания подобранных ингредиентов в зависимости от вида мяса или рыбы и применяемой термической обработки. Белковые добавки, вносимые в рецептуры вместо мясного сырья, значительно изменяют специфику ароматов. К тому же измельченные сухие пряности снижают уровень современных требований потребителя к внешнему виду за счет наличия фиксируемых глазом человека включений, а микробиологическая оценка свидетельствует о резком возрастании общего микробного числа сырьевых источников и готовых продуктов [1]. В связи с этим многие отечественные и зарубежные фирмы-производители добавок рекомендуют соответствующие экстракты широкого ассортиментного спектра.
© Толпыгина И.Н., Мартемьянова Л.Е., Антипова Л.В., Поленов И.В., 2013
Технологии использования экстрактов, однако, требуют совершенствования из-за сложностей, связанных с равномерностью распределения экстрактов в мясных или рыбных системах в условиях крупномасштабного производства. В табл. 1 приведены нормы замены сухих одноименных пряностей на экстракты.
Т а б л и ц а 1
Нормы замены сухих пряностей одноименными СО 2-экстрактами
Перец белый Мускатный орех Корица
Сухой СО 2- экстракт Сухой СО2-экстракт Сухой СО 2- экстракт
на 100 кг фарша, г/мл
50 4,0/4,45
65 5,2/5,8 50 4,25/4,72 80 0,8
80 6,4/7,1 55 4,68/5,19 90 0,9
85 6,8/7,6 65 5,53/6,14 100 1,0
90 7,2/8,0 70 5,95/6,61 110 1,1
100 8,0/9,0 100 8,50/9,45 120 1,2
150 12,0/13,35
Из этих данных можно прогнозировать технологические трудности и связанные с ними проблемы качества готовых изделий, которые определяют необходимость подбора носи-
ВестникВГУИТ, №1, 2013
телей и получения соответствующей формы ароматизаторов, в данном случае СО 2-экстрактов пряностей производства фирмы «Караван» (Краснодар, Россия).
Информация об особенностях химической и пространственной структуры белков безусловно полезна и должна быть использована в конкретных рецептурных решениях мясных или рыбных продуктов.
Например, предварительно ароматизированные добавки белковой природы могут иметь полифункциональные свойства. Учитывая гидрофобную природу большинства ароматических веществ, следует обратить внимание на значительную долю аналогичных функциональных групп в белках коммерческих препаратов для мясной промышленности [2,3,4].
Вполне логично предположить возможность получения ароматизированных добавок за счет сорбционной емкости белков, которые применяются в зависимости от природы целевого вещества исследуемых препаратов в отношении ароматических веществ, сконцентрированных в экстрактах пряностей.
Белковые добавки дополнительно наделяют сырье и продукты антиоксидант-ными свойствами, что, несомненно, способствует стабилизации качества продуктов при хранении (по данным фирмы-производителя «Караван») (рис. 1).
рЛ
и
Я ги
Рис. 1. Антиоксидантная активность СО2-экстрактов сухих одноименных пряностей
В качестве объектов исследования использовали препараты растительных и животных белков, распространенные на российском рынке (Праймпротеин 8, Промилкут, Майсол, Майсол И, Майкон 70 Г, Майкон С110, Промил-С95, Промил Г95, Протелкон 140) и СО2-экстракты перца черного горького, аниса, тмина, мускатного ореха, лавра, гвозди-
ки, кориандра, укропа, кардамона, перца красного, корицы, перца душистого. Экспериментальные исследования проводились при помощи установки, состоящей из ячейки детектирования, пьезорезонансных датчиков, частотомера и компрессора. В качестве чувствительных пленок на электроды пьезорезо-наторов наносили сорбенты различной полярности, что связано со сложным составом аромата специй (полярные: Тритон Х-100, поли-этиленгликоль ПЭГ-2000, поливинилпирроми-дон; неполярные: Апиезон-К пчелиный воск, прополис). Так как чувствительность микровзвешивания ароматов зависит от массы пленок на электродах их наносили в интервале 8 - 15 мм. В результате оценки сорбционного сродства выбранных пленок к многокомпонентным газовым смесям, составляющим аромат пряностей, были выбраны наиболее чувствительные к исследуемым объектам (тритон, Х-100, прополис, Апиезон-К), которые характеризуются дополнительно дрейфом нулевого сигнала. В идентичных условиях получены изотермы сорбции различных объемов равновесных газовых фаз СО2-экстрактов на чувствительных сорбентах и определены области линейности откликов сенсоров. В результате был отобран оптимальный объем равновесной газовой фазы вводимых проб, который составил 2 мкл. На выход кривой сенсора при экспонировании белкового образца в парах специй отображаются особенности сорбции ароматов каждого СО2-экстракта на чувствительных пленках сенсора. Характер хромоча-стототограммы учитывали при разработке алгоритма опроса сенсоров и построении «визуальных» отпечатков аромата. Результаты анализа хроночастотограмм показали, что сорб-ционная емкость белков исследуемых препаратов зависит от концентрации, вида используемых экстрактов и особенностей структуры белков препаратов. Кривые сорбции, доказывающие эти выводы, показаны на рис. 1-12.
AF, Гц
16
12 8
0
0
- Экстр акт черного перца
— 10мкл
— -20мкл —40мкл
— 60мкл ■ ■ 80мкл
100мкл
20
30
Рис. 1. Хроночастотограмма препаратов белка Майкон С110 с СО2-экстрактом перца черного
AF, Гц
16 г
12
4
-Экстракт мускатного
ореха -10мкл
-20мкл -40мкл -60мкл -80мкл -100мкл
20
30
Рис. 3. Хроночастотограмма препаратов белка Майкон С110 с СО2-экстрактом гвоздики
AF, Гц
16
12 8
-Экстракт мускатного
ореха -10мкл
-20мкл -40мкл -60мкл -80мкл -100мют
20
30
Рис. 2. Хроночастотограмма препаратов белка Майкон С110 с СО2-экстрактом мускатного ореха
AF, Гц
16 12 8 4
0*
0
10
20
30
■Чистый белок
-Экстракт перца
черного -10мкл
-20мкл
-40мкл
-60мкл
-80мкл
100мкл
Рис. 4. Хроночастотограмма препаратов белка Майкон 70Г с СО2-экстрактом перца черного
AF, Гц
16 12 8 4
0É
0
10
20
30
■ Чистый белок
-Экстракт мускатного ореха
Рис. 5. Хроночастотограмма препаратов белка Майкон70Г с СО2-экстрактом мускатного ореха
AF, Гц
16
12
8 4 0
10
20
30
■Чистый белок
-Экстракт гвоздики 10мкл
20мкл 40мкл 60мкл 80мкл 100мкл
Рис. 6. Хроночастотограмма препаратов белка Майкон 70Г с СО2-экстрактом гвоздики
Чистый белок AF, Гц
"Экстракт
перца черного ■10мкл
20мкл
"40мкл
■60мкл
■80мкл
"100мкл
0
10
20
30
0
10
20
30
■ Чистый белок
-Экстракт
мускатного ореха -10мкл
-20мкл
-40мкл
60мкл
80мкл
100мкл
Рис. 7. Хроночастотограмма препаратов белка Майсол с СО2-экстрактом перца черного
Рис. 8. Хроночастотограмма препаратов белка Май-сол с СО2-экстрактом мускатного ореха
4
4
0
10
0
10
8
0
0
10
0
ВестникВГУИТ, №1, 2013=
ДБ, Гц
16
Экстракт черного перца
" 10мкл
20мкл 40мкл 60мкл 80мкл 100мкл
ДБ, Гц 16
12
8
4
10
20
30
-Экстракт
перца черного -10мкл
--20мкл -40мкл -60мкл 80мкл -100мкл
Рис. 9. Хроночастотограмма препаратов белка Майсол с СО2-экстрактом гвоздики
Экстракт мускатного ореха 10мкл
0 10 20 30
Рис. 11. Хроночастотограмма препаратов белка Майсол И с СО2-экстрактом мускатного ореха
Рис. 10. Хроночастотограмма препаратов белка Майсол И с СО2-экстрактом песца черного
ДБ,
Г?6
■ Чистый белок -Экстракт гвоздики
- 10мкл
■ 20мкл
- 40мкл
- 60мкл
- 80мкл
- 100мкл
Рис. 12. Хроночастотограмма препаратов белка Майсол И с СО2-экстрактом гвоздики
Экспериментальные данные были преобразованы в вид лепестковых диаграмм сорбции ароматов СО2-экстрактов пряностей. На
примере СО2-экстракта перца белого видно (рис. 13 - 15), что эффект зависит от вида препаратов белков и их концентрации.
1 - ТритонХ-100;
2 - Полнэтиленгликоль:
3 - Поливинилпирромн;
4 - Апиезон-№
5 - Пчелиный воск:
6 - Прополис.
ТритонХ-100:
2 - Полиэтиленгликоль;
3 - Поливинилпирромидс
4 - Апиезон-№
5 - Пчелиный воск; - Прополис.
12
8
4
0
0
0
0
10
20
30
12
8
4
0
0
10
20
30
4
□ Промип-Г95 ЗОмкп/г перца белого
Рис. 13. Лепестковая диаграмма для животного белка Промил-Г95 с добавлением СО2-экстракта перца белого в количестве 30 мкл/г
4
□ Промип-Г95 50мкп/г перца белого
Рис. 14. Лепестковая диаграмма для животного белка Промил-Г95 с добавлением СО 2-экстракта перца белого в количестве 50 мкл/г
1 - Тритон Х-100;
2 - По л иэпшенглнколь;
3 - Поливинилпирромидон;
4 - Апиезон-N;
5 - Пчелиный воск;
6 - Прополис.
4
□ ПромилГ95 70мкп/г перца белого
Рис. 15. Лепестковая диаграмма для животного белка Промил-Г95 с добавлением СО2-экстракта перца белого в количестве 70 мкл/г
На основе полученных эксперименталь- ли установлены рекомендуемые дозировки
ных данных по изучению условий сорбции для препаратов белков животного и раститель-
летучих веществ ароматов СО 2-экстрактов бы- ного происхождения (табл. 2).
Т а б л и ц а 2
Рекомендуемые дозировки СО2-экстрактов на препараты белков животного и растительного происхождения
Наименование СО 2-экстракта I 1 В К В 1-4 R к о о К •п s - tr о 1С ll
а I 1 1 1 I £
перца чёрного 45-75 25-55 65-70 25-45 45-75 25-35 25-55 45-75 25-55
аниса 25-55 25-35 25-55 35-45 55-60 25-35 35-45 35-45 55-60
тмина 55-60 35-45 65-75 55-60 25-35 25-35 25-35 25-35 25-35
мускатного ореха 55-60 25-35 25-55 35-45 45-75 55-60 55-60 35-45 55-60
лавра 25-35 65-75 65-75 55-60 55-60 65-75 65-75 25-35 25-35
гвоздики 25-35 65-75 55-60 35-45 35-45 25-35 55-60 25-35 25-35
кориандра 25-55 25-55 55-60 25-55 65-75 65-75 65-75 25-55 25-55
укропа 25-35 45-75 55-60 45-75 25-55 55-60 55-60 55-60 55-60
кардамона 25-35 25-35 55-60 25-55 25-35 45-75 25-35 25-35 25-55
перца красного 45-75 65-75 25-55 55-60 35-45 55-60 25 -55 65-75 35-45
корицы 65-75 35-45 55-60 25-35 55-60 25-35 55-60 55-60 55-60
перца душистого 55-60 25-35 25-55 55-60 65-75 45-75 25-35 25-35 55-60
Вместе с тем, показатели биологической ценности белковых препаратов (табл. 3), обладающих устойчивыми ароматическими свойствами не достаточны, но могут быть улучшены и доведены практически до эталонных значений за счет использования программ проек-
тирования рецептур с использованием мясного и рыбного сырья различного видового состава с известным составом белков, например, «Generic 2.0» (разработка Кубанского государственного технического университета).
Т а б л и ц а 3
Показатели биологической ценности полифункциональных пищевых добавок (ППД) на основе препаратов белков животного и растительного происхождения
Наименование полифункциональной пищевой добавки КРАС БЦ СКОР min Коэф.ут. АК.сост. Показ. сопоставимой избыточности
ППД Пробелкон 140 25,30 74,70 26,18 0,53 0,3170
ППД Промил С95 28,00 72,00 28,60 0,54 0,3230
ППД Промил Г95 20,10 79,90 28,90 0,55 0,2162
ППД Праймпротеин S 18,20 81,80 31,40 0,52 0,3682
ППД Промил-кут 27,00 73,00 27,60 0,53 0,3597
ППД Майкон С110 26,40 73,60 26,90 0,55 0,3562
ППД Майсол И 25,10 74,90 29,62 0,54 0,3135
ППД Майкон 70Г 24,90 75,10 27,16 0,54 0,3756
ППД Майсол 24,10 75,90 28,14 0,53 0,3529
Структурные особенности белков требуют дифференцированного подхода к их рациональному использованию, в том числе с точки зрения здорового питания человека.
Таким образом, структурные особенности и видовое происхождение белков коммерческих препаратов открывают новые возможности в регулировании уровня качества и обеспечении устойчивого потребительского спроса на пищевые продукты из мяса и рыбы, в частности, колбасные изделия и кулинарные продукты.
ЛИТЕРАТУРА
1 Соскова, Н. А. Научно-методические основы технологического обеспечения биологической безопасности питания продуктами животного происхождения в потенциально опасных зонах Центрального Черноземья [Текст]: автореферат. дис. ... док. техн. наук: 05.18.04, 05.18.07. - Воронеж, 2005. - 46 с.
2 Прянишников, В. В. Белковые компоненты в мясных технологиях [Текст] / В.В. Прянишников // Пищевая индустрия. -2012. - № 1. - С. 50- 51.
3 Прянишников, В. В. Мясные продукты с пищевыми волокнами и соевым белком для здорового питания [Текст] / В. В. Прянишников, А. В. Леонова, А. В. Ильтяков. //
Материалы V Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания». - 2007. - Ч. I. - С. 73-81.
4 Прянишников, В. В. Натуральные струк-турообразователи в технологии рубленых полуфабрикатов [Текст] / В. В. Прянишников // Мясная индустрия. - 2010. - № 9. - С. 78-80.
REFERENCES
1 Soskova, N. A. Methodological bases for technological biosecurity food products of animal origin in potentially dangerous areas of the central Chernozem [Text]: abstr. dis. ... Doc. tech. Sciences: 05.18.04, 05.18.07. - Voronezh, 2005. - 46 p.
2 Pryanishnikov, V. V. Protein components in meat technology [Text] / V. V. Pryanishnikov // Food in dustry. - 2012. - № 1. - P. 50-51.
3 Pryanishnikov, V. V. Meat products with fiber and soy protein for a healthy diet [Text] / V. V. Pryanishnikov, A. V. Leonova, A. V. Iltya-kov. // Proceedings of the V International conference "Technology and healthy food." -2007. - P. I. - P. 73-81.
4 Pryanishnikov, V. V. Natural builders in technology of chopped semifinished [Text] / V. V. Pryanishnikov // Meat industry. - 2010. -№ 9. - P. 78-80.
