CC BY
178
USE OF DAIRY AND VEGETATIVE RAW MATERIALS AS BASES FOR FUNCTIONAL DRINKS
L.V. ANTIPOVA \ I.A. MORKOVKINA2, V.I. POPOV3
1 Voronezh State University of Engineering Technologies,
19, Revolution av., Voronezh, 394036;ph.: (473) 255-37-51, e-mail: [email protected]
2 Lipetsk Institute of Cooperation (branch) Belgorod University of Cooperation, Economics and Law,
25a, Zegelya st., Lipetsk, 398002; ph.: (473) 227-38-98, e-mail: [email protected] 3 Voronezh State Medical Academy of N.N. Burdenko,
10, Studencheskaya st., Voronezh, 394036;ph.:(473) 269-77-36
The chemical composition and fractional composition of proteins of vegetative raw materials: amaranth meal, chick-pea seeds and lentils are investigated. Formulations of drinking yoghurts of a functional orientation with additives of dairy and vegetative extracts from the specified raw materials are developed. Dynamics of increase of acidity, viscosity indicators are studied, the organoleptic assessment of the received yoghurts is made.
Key words: dairy and vegetative extracts, amaranth meal, chick-pea beans, lentil, acid-formation, viscosity.
637.567.87
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ НА ОСНОВЕ ПИЩЕВОЙ КОМБИНАТОРИКИ
Л.П. ПАЩЕНКО \ Е.Е. КУРЧАЕВА2, М.П. БАХМЕТ3
1Воронежский государственный университет инженерных технологий,
394036, г. Воронеж, пр-т Революции, 19; тел.: (473) 255-38-51
2 Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I,
394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1; тел.: (473) 253-71-66, электронная почта: [email protected]
3 Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 274-02-28, электронная почта: [email protected]
Исследована возможность использования нетрадиционного растительного сырья - муки из бобов маша и клетчатки топинамбура в технологии производства мясных паштетов. Разработаны рецептуры паштетов, отличающиеся высокой массовой долей белка (18,24-8,75%) и минеральных веществ; соотношение белок : жир составляет 1 : 1,15-1 : 1,4, что соответствует формуле сбалансированного питания.
Ключевые слова: мука из бобов маша, мясные паштеты, клетчатка топинамбура, функциональные продукты питания.
Благодаря хорошей усвояемости и питательным свойствам, низкому содержанию жира, растительный белок имеет значительную биологическую ценность. В современных условиях дефицита белка животного происхождения представляется перспективным целенаправленное использование растительного белка при производстве мясопродуктов в качестве одного из компонентов комбинированных мясных изделий [1].
Для развития производства белковых продуктов из растений представляет интерес зернобобовая культура маш (У1^;па тай1аЬа) [2].
Разработка и внедрение нового поколения пищевых технологий, обеспечивающих производство функциональных продуктов питания с учетом потребностей различных социальных, профессиональных и возрастных групп населения, обогащенных растительным белком и другими дефицитными ингредиентами, весьма перспективны.
Цель настоящей работы - изучение возможности использования продуктов переработки бобов маша и клетчатки из топинамбура для повышения пищевой и биологической ценности мясных фаршевых продуктов.
Для обогащения выбраны эмульгированные изделия - паштеты с добавлением растительных ингреди-
ентов. В качестве рецептурных компонентов паштетов использовали: говядину 2-го сорта, печень, мозги, вымя, свинину полужирную, а также муку из бобов маша как источник замены животных белков и клетчатку из клубней топинамбура.
В готовых изделиях определяли массовые доли: влаги по методу [3], жира по ГОСТ 13496.15-97, золы по ГОСТ 9793-74, белка методом Кьельдаля [3]. Показатели качества готовых изделий определяли по ГОСТ 9959-91.
Добавление растительных ингредиентов в мясные продукты компенсирует несбалансированность животных белков, придает готовым изделиям функциональные свойства за счет обогащения их витаминами, минеральными веществами при снижении общей калорийности.
Выбор бобов маша как источника белка обусловлен сбалансированным составом аминокислот, содержанием пищевых волокон и минеральных веществ. Химический состав бобов маша, мас. %: белки 22,5-23,5; жир 2,0-2,5; крахмал 42,5-43,0; клетчатка 3,8-4,0; мо-но- и дисахариды 3,8-4,2; незаменимые аминокислоты 40,63 г/100 г белка, в том числе: изолейцин 5,17, лейцин 7,39, лизин 7,8, метионин + цистин 4,35, фенилала-
а
Массовая доля белково-углеводной композиции, %
Степень гидратации фаршей: 1 — 1 :
нин + тирозин 4,28, треонин 4,68, триптофан 1,75, валин 7,18.
В качестве углеводного компонента выбрана клетчатка из клубней топинамбура в виде порошка, содержащая в своем составе до 75% пищевых волокон, в том числе 67% нерастворимых, 8% растворимых [4].
Пищевые волокна, входящие в состав топинамбура, - большая гетерогенная группа полисахаридов, представляющая собой смесь целлюлозы и гемицеллюлозы, обладающую высокой адсорбционной способностью удерживать воду [5].
На основе муки из бобов маша и клетчатки из топинамбура были составлены функциональные смеси, в которых белково-углеводные компоненты взяты в соотношении 1 : 0,5-1 : 3. Экспериментально установлено, что соотношение 1 : 1 оптимально с точки зрения функциональных свойств - водо- и жиропоглотительных способностей: ВПС 162-164%, ЖПС 138-141%.
Гидратированную композиционную смесь в виде пасты вносили в модельные фарши, заменяя 0-15% основного сырья. Смесь готовили при гидромодуле 1 : 1-1 : 4.
Экспериментально установлено, что степень гидратации влияет на влагосвязывающую способность (ВСС) модельных фаршей и достигает максимальных значений (63%) при замене 4% сырья при гидромодуле
1 : 1-1 : 2,5 (рисунок, а). Большее разбавление препарата водой ведет к незначительному уменьшению ВСС, превосходящей, однако, показатели модельного фарша без добавок растительного происхождения.
Рост ВСС мясных фаршей с растительными добавками, вероятно, связан с увеличением в системе доли высокомолекулярных соединений, способных к набуханию, сопровождающемуся связыванием и удержанием влаги, поскольку комплекс маш-клетчатка топинамбура содержит в составе высокомолекулярные вещества: белки и полисахариды [6].
Жироудерживающая способность (ЖУС) модельных фаршей с добавлением полученного комплекса при любом гидромодуле выше удержания жира фар-
б
40 -----1---1---1---1----1---1---1---1---1---
0 2 4 6 8 10
Массовая доля белково-углеводной композиции, %
; 2-1: 2,5; 3-1: 3,5; 4-1:4
шем, приговленным без добавления композиционной смеси. Максимум ЖУС наблюдается в интервале 4-6% замены основного сырья и степени гидратации 1 : 2,5 (рисунок, б).
Таким образом, использование комплекса маш-клетчатка топинамбура приводит к улучшению всех функционально-технологических свойств фарша и получению стабильной системы, содержащей повышенное количество соединительной ткани.
При разработке рецептур функциональных паштетов применяли методы математического моделирования и программирования (для оптимизации аминокислотного состава продукта). Были использованы алгоритмы «симплексного метода» для решения линейных и целочисленных задач с ограничениями [7].
Для реализации математических планов в качестве целевой функции использовали аминокислотный скор (табл. 1), варьируя соотношения белоксодержащих компонентов, входящих в рецептуру паштетов.
Таблица 1
Аминокислотный скор
Амино- Содержание, мг/г в идеаль- белоксодержащих компонентов рецептуры паштетов, %
ном белке Печень Субпродук- о- б с* и а к у 3
говяжья товая паста бов маша
Валин 50 139,30 104,12 127,33
Изолейцин 40 129,32 113,02 137,14
Лейцин 70 127,21 119,32 134,23
Лизин 55 145,55 89,01 127,06
Метионин +
цистин 35 120,65 91,22 107,10
Треонин 40 113,40 123,61 106,44
Триптофан 10 86,40 50,10 116,09
Фенилаланин
+ тирозин 60 132,90 110,13 146,13
КРАС, % 42,45 57,10 18,48
БЦ, % 57,55 42,89 81,51
Для решения задачи оптимизации минимизировали суммурасхождений реальной пропорции аминокислот
в белках разрабатываемого продукта от их пропорции в «идеальном белке» по каждой аминокислоте (1):
8
2 Яі
і = 1
• шт.
(1)
За основу математической модели оптимизации состава комбинированных паштетов был принят критерий оптимизации, определяющий биологическую ценность моделируемого продукта и имеющий вид
р(м ) = £м? -£ ь
} = 1
► Ш1П.
(2)
где м° - содержание /-го элемента биологической ценности в эталонном продукте, %; Ъу - удельное содержание /-го элемента (белка и аминокислот) в у-м рецептурном компоненте проектируемого продукта, %; Ху - массовая доляу-го компонента рецептуры.
Применяя данный критерий к решению задачи оптимизации аминокислотного состава паштетов, целевую функцию можно представить в виде (3) или (4):
р(м )=Ё
Ёх ф»100 100----------
► ш1п; (3)
Р(М ) = Ё
100-
Д100
Я,
ш1п,
(4)
получены следующие значения соотношения массовых долей компонентов в рецептуре:
X : Х2: Х3 = 0,050 : 0,145 : 0,450.
Полученные экспериментальные данные использовали для разработки рецептур комбинированных эмульгированных изделий. Разработан проект НТД ТУ 9213-022-0049289400-2010 «Паштеты мясные, обогащенные в оболочке».
Органолептические и физико-химические показатели разработанных паштетов «Оздоровительный» и «Спортивный» в сравнении с контрольным образцом (паштет «Столичный») представлены в табл. 2. Разработанные продукты отличаются высокой массовой долей белка - 18,24-8,75% - и минеральных веществ, что обусловливает высокую пищевую ценность продукта; соотношение белок : жир составляет 1 : 1,15-1 : 1,4 и соответствует формуле сбалансированного питания.
Таблица 2
Образец паштета
Показатель «Столичный» (контроль) «Оздоровитель- ный» «Спортивный»
где Хп - масса п-го продукта в рецептуре, г; фп - массовая доля белка в п-м продукте; шп - содержание /-й аминокислоты в белке п-го продукта, мг/г; Яп - содержание /-й аминокислоты в1г идеального белка по шкале ФОА/ВОЗ, мг; Д- - масса /-й аминокислоты в1г белка п-го продукта, мг.
На основании этих данных были определены следующие условия, которым должны удовлетворять компоненты рецептурной смеси (ограничения):
исходное содержание Х/ основных постоянных компонентов задается в долях единицы, в предположении, что проектируемый продукт состоит только из них:
Ех=1
/ = 1
содержание Х/ постоянных компонентов рецептур-
0
ной смеси удовлетворяет равенству х1 = Е х1 ;
г = 1
х1, х2, х3 являются целыми числами, т. е. х1, х2, х3 > 0, где х1 - содержание белково-углеводной композиции, долей ед.; х2 - содержание модифицированной субпро-дуктовой пасты в рецептуре; х3 - содержание печени говяжьей, долей ед.;
ограничения массовой доли компонентов в смеси:
X :(>=0,00) или (<=0,15);
X :(>=0,05) или (<=0,25);
X :(>=0,2) или (<=0,5).
В результате решения задачи оптимизации аминокислотного состава комбинированного изделия были
Внешний вид
Цвет на разрезе
Консистенция Запах, аромат
Вкус
Батоны с чистой сухой поверхностью, без повреждений, слипов, наплывов фарша
От коричне- От светлоРозовато- во-розоватого розового до коричневый до серо-розова- светло-корич-того невого
Нежная, мазеобразная Свойственный Слегка выраженный ореховый данному виду привкус, без посторонних продукта запахов
Свойственный данному виду продукта, в меру соленый, с выраженным ароматом пряностей
Выход, % 108 119 121
Массовая доля, %:
влаги 60,0 61,66 60,05
белка 10,0 18,14 18,75
жира 30,0 12,70 13,70
пищевых воло-
кон - 7,5 7,5
поваренной соли 1,90 1,40 1,40
нитрита натрия 0,005
Минеральные вещества, мг %:
Са 122,5 184,0 189,0
Р 75,3 94,5 95,0
Mg 30,25 34,65 34,45
Бе 3,15 3,28 3,33
10,2 7,64 7,89
Органолептические показатели разработанных паштетов в целом соответствуют требованиям, предъявляемым к традиционным изделиям, однако, учитывая специфику вносимого растительного препарата, продукция имеет необычный незначительный ореховый привкус и запах, который хорошо маскируется добавлением специй.
2
= 1
2
= 1
п= 1
или
2
=1
Таблица 3
Аминокислота Эталон ФАО/ВОЗ, г/100 г белка Образец паштета
«Столичный» (контроль) «Оздоровительный» «Спортивный»
г/100 г белка AK скор, % г/100 г белка AK скор, % г/100 г белка AK скор,
Изолейцин 4,0 4,92 123,0 4,95 123,75 4,94 123,5
Лейцин 7,0 7,52 107,4 9,32 133,14 9,27 132,42
Лизин 5,5 7,01 140,0 7,62 138,55 7,59 138,0
Метионин + цистин 3,5 3,48 99,42 4,24 121,14 4,43 126,6
Фенилаланин + тирозин 6,0 8,16 152,0 9,25 154,17 9,32 155,3
Треонин 4,0 5,04 126,0 5,14 128,5 5,22 130,5
Триптофан 1,0 1,68 170,0 1,70 170,0 1,72 172,0
Валин 5,0 5,46 109,2 5,48 109,6 5,59 111,8
КРАС, %
БЦ, %
Переваримость in vitro, мг тирозина/100 г белка: пепсином трипсином общая
28,98
71,05
11,12
13,10
24,32
25,25
74,75
13,06
14,30
27,46
23,75
76,25
13,11
14,33
27,44
Исследования аминокислотного состава показали, что в опытных образцах паштета присутствуют все незаменимые аминокислоты в количествах, значительно превышающих нормативы ФАО/ВОЗ (табл. 3).
Одним из основных показателей, определяющих биологическую ценность пищевых продуктов, является степень переваримости белков в желудочно-кишечном тракте протеолитическими ферментами. Результаты определения переваримости белков пищеварительными ферментами in vitro дают возможность предвидеть степень утилизации белков организмом. Полученные данные показывают (табл. 3), что опытные образцы паштетов характеризуется несколько более высоким значением переваримости пепсином и трипсином по сравнению с контролем.
Таким образом, показана возможность использования муки из бобов маша и клетчатки топинамбура в составе мясных фаршей для паштетов с целью придания им функциональной направленности. Повысился выход готовых изделий, снизилась массовая доля жира при увеличении доли белков (табл. 2).
ЛИТЕРАТУРА
1. Семенова А.А., Кудряшов Л.С., Куприянов В.А. Перспективы создания функциональных продуктов питания на мясной основе // Все о мясе. - 2002. - № 3. - С. 13-14.
2. Бузанова М.И., Борисенко Л.А., Тихонова Л.А. Влияние активированной воды на процесс проращивания и функционально-технологические свойства зернобобовой культуры маш // Сб. науч. тр. СевКавГТУ. Серия «Продовольствие». - 2006. - № 2. -С. 55-58.
3. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: КолосС, 2004. - 576 с.
4. Семенова И.Н. Химический состав и пищевая ценность порошка из топинамбура // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвященной памяти Н.И. Кузнецова. - Воронеж, 2010. -С. 280-281.
5. Кочнев Н.К., Калиничева М.В. Топинамбур - биоэнергетическая культура XXI века. - М.: Типография «Арес», 2002. -76 с.
6. Давыдова С.В., Гиро Т.М., Хвыля С.И. Паштеты из баранины и растительных ингредиентов для функционального питания // Мясн. индустрия. - 2008. - № 2. - С. 14-16.
7. Грачев Ю.П., Плаксин Ю.М. Математические методы планирования эксперимента. - М.: ДеЛи принт, 2005. - 296 с.
Поступила 30.12.11 г.
FUNCTIONAL FOOD PRODUCTS ON BASIS OF COMBINATORIAL ANALYSIS
L.P. PASCHENKO \ E.E. KURCHAEVA2, M.P. BACHMET3
1 Voronezh State University of Engineering Technology,
19, Revolution av., Voronezh, 394036;ph.: (473) 255-38-51 2 Voronezh State Agrarian University of the Emperor Peter I,
1, Michurina st., Voronezh, 394087; ph.: (473) 253-71-66, e-mail: [email protected]
3 Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072;ph.: (861) 274-02-28, e-mail: [email protected]
The possibility of the use of the non-traditional plant raw material - mung bean flour and the cellulose of Jerusalem artichoke in the technology of meat paste production is investigated. Formulations of the pastes, differing by high mass part of protein (18,24-8,75%) and mineral substances are developed, the ratio protein: fat is 1 : 1,15-1 : 1,4 which corresponds to the formula of balanced nutrition.
Key words: mung bean flour, meat paste, cellulose of Jerusalem artichoke, functional food products.
