CC BY
33
УДК 637.358:577.16 DOI 10.24412/2311-6447-2021-1-65-70
Характеристика витаминного состава растительного сырья для использования в технологии плавленых сыров
Characteristics of the vitamin composition of plant raw materials for use in processed cheese technology
Аспирант H.C. Евдокимов (ORCID 0000-0002-2935-5484), (Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева) кафедра товароведения и таможенного дела, тел. 8(4862) 41-98-99 E-mail: [email protected]
доцент И.В. Бутенко (ORCID 0000-0003-0695-9901),
(Орловский государственный университет экономики и торговли) кафедра бухгалтерского учета, анализа и аудита, тел. 8(4862)41-98-60 E-mail: [email protected]
зав. кафедрой Э.А. Пьяникова (ORCID 0000-0003-4424-7323), доцент А.Е. Ковалева (ORCID 0000-0001-7807-1755)
(Юго-Западный государственный университет) кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, тел. 8(4712)32-46-66 E-mail: [email protected]
Post-graduate student N.S. Evdokimov (ORCID 0000-0002-2935-5484),
(Oryol State University named after I.S. Turgenev) chair of Commodity Science and Customs,
tel. 8(4862) 41-98-99
E-mail: evdokimova [email protected]
Associate Professor I.V. Butenko (ORCID 0000-0003-0695-9901), (Oryol State University of Economics and Trade) chair of Accounting, Analysis and Audit, tel. 8(4862)41-98-60 E-mail: [email protected]
Head of Department E.A. Pyanikova (ORCID 0000-0003-4424-7323), Associate Professor A.E. Kovaleva (ORCID 0000-0001-7807-1755)
(South-West State University) chair commodity science, technology and examination of goods department, tel. 8(4712)32-46-66 E-mail: [email protected]
Реферат. В последнее время при разработке ассортимента продуктов для здорового и функционального питания повышенное внимание уделяется нетрадиционным видам сырья. В нашем случае таким сырьем является смесь из следующих ингредиентов: гречневый продел, подвергнутый термической обработке, семена тыквы, корень аира, шрот расторопши, спирулина. Основные исследования были направлены на определение витаминного состава отдельных ингредиентов и процента удовлетворения суточной потребности в отдельных витаминах. В состав исследуемых ингредиентов входит большое количество витаминов (С, РР, Е, группы В, fi-каротин). Гречневый продел, подвергнутый термической обработке, семена тыквы, корень аира, шрот расторопши, спирулина с использованием прибора «Милихром б» (высокоэффективная жидкостная хромотография) были подвергнуты анализу. В результате проведенного исследования подтверждено содержание вышеперечисленных витаминов и сопоставление их с суточной потребностью. Расчетным путем установлено, что все виды исследуемого растительного сырья содержат более 15 % суточной потребности витаминов С, РР, Е, группы В, fi-каротин. Эти результаты свидетельствуют о том, что все они являются функциональными ингредиентами. Из данных ингредиентов (взяв их в определенном соотношении) можно приготовить питательную смесь и внести ее в рецептуру разрабатываемого продукты. Также можно использовать каждый ингредиент в отдельности. Например, обогащения плавленых сыров.
© Н.С. Евдокимов, И.В. Бутенко, Э.А. Пьяникова, А.Е. Ковалева, 2021
Summary. Recently, when developing a range of products for healthy and functional nutrition, increased attention has been paid to non-traditional types of raw materials. In our case, an example of such raw material is a mixture of the following ingredients: heat-treated buckwheat, pumpkin seeds, calamus root, milk thistle meal, spirulina. The main research was aimed at determining the vitamin composition of individual ingredients and determining the percentage of satisfaction of the daily requirement for individual vitamins. The composition of the investigated ingredients includes a large amount of vitamins (С, PP, E, group B, j8-carotene). Heat treated buckwheat, pumpkin seeds, calamus root, milk thistle meal, spirulina were analyzed using a Milichrom 6 device (high performance liquid chromatography). As a result of the study, the content of the above vitamins was confirmed and their comparison with the daily requirement. Carried out calculations have discovered that all types of the studied plant raw materials (buckwheat, heat-treated, pumpkin seeds, calamus root, milk thistle meal, spirulina) contain more than 15 % of the daily requirement for vitamins C, PP, E, group B, /J-carotene. These results indicate that they are all functional ingredients. From these ingredients (taking them in a certain ratio), you can prepare a nutritional mixture and add it to the formulation of the developed products. You can also use each ingredient separately. In this regard, heat-treated buckwheat, pumpkin seeds, calamus root, milk thistle meal, spirulina can be used to enrich processed cheeses.
Ключевые слова: витамины, суточная потребность, семена, функциональные ингредиенты, растительное сырье.
Keywords: vitamins, daily requirement, seeds, functional ingredients, vegetable raw materials.
Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо поступление в его организм различных питательных веществ и их усвоение. Правильное питание является источником энергии, витаминов, минеральных веществ и воды для организма человека. Нормы питания основываются на данных научных исследований обмена жиров, белков, углеводов, воды, минеральных веществ, витаминов у различных возрастных групп населения. Существуют нормы, разработанные Всемирной организацией здравоохранения, и нормы, утвержденные в отдельных странах. В России действуют «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (Методические рекомендации MP 2. 3. 1. 2432-08). В настоящее время потребители все больше осознают важность правильного питания и чаще предпочитают выбирать функциональные пищевые продукты [1]. В развитых обществах растущая осведомленность о сильной связи между диетой и здоровьем человека значительно изменила вкусовые предпочтения. Потребители чаще обращают внимание на пищевую ценность и функциональную направленность продуктов питания [2, 3].
В этом смысле функциональные продукты являются отличными вариантами питания. Они направлены на улучшение качества жпзнп и поддержание здоровья путем предотвращения заболеваний, связанных с неправильным питанием [4].
В последние годы все большее внимание ученых уделяется созданию и продвижению на потребительский рынок функциональных и специализированных продуктов питания за счет обогащения их нетрадиционными ингредиентами, богатыми биологически активными веществами. Разработаны научные принципы обогащения пищевых продуктов микронутриентами [5] и теоретические и практические аспекты разработки таких продуктов [6-9].
Сыр как многофункциональный пищевой продукт занимает определенную нишу на потребительском рынке. Плавленые сыры являются удобным объектом для обогащения их ингредиентами с целью повышения пищевой ценности. В ГОСТ 33630 - 2015 «Сыры и сыры плавленые. Методы контроля органолептических показателей» приведено 48 наименований плавленых сыров. Учеными запатентованы десятки рецептур и технологий плавленых сыров с продуктами переработки зерна, плодов и овощей, дикорастущих растений, морепродуктов и мясопродуктов, вторичных молочных продуктов. Нами предлагается в качестве наполнителей использовать муку из гречневого продела, подвергнутую термической обработке, семена тыквы, корень аира, шрот расторопши, спирулину в виде питательной смеси [10, 11], а также отдельных ингредиентов.
Цель работы - исследование витаминного состава отдельных ингредиентов и определение процента удовлетворения суточной потребности в отдельных витаминах. Для исследования применялась высокоэффективная жидкостная хромотогра-фия с использованием прибора «Милихром 6». В качестве экстрагента применяли 70 %-ый спиртовой раствор. Сущность жидкостной хроматографии состоит в том, что разделяемые вещества перемещаются через слой сорбента вместе с подвижной фазой с разной скоростью вследствие различной сорбируемости.
В классическом варианте жидкостной хроматографии через хроматографиче-скую колонку, заполненную сорбентом, пропускают элюент - жидкость, которая движется под воздействием силы тяжести. Скорость движения элюента можно регулировать. Пробу анализируемой смеси помещают в верхнюю часть колонки, по мере продвижения пробы по колонке происходит разделение компонентов и через определённые промежутки времени отбирают фракции элюента, которые подвергают анализу с целью определения концентраций анализируемых компонентов. При хроматографировании образцов использована колонка Luna 5 и С18, размер колонки 150*3,0мм, 5 мкм. Подвижная фаза: вода - ацетонитрил в соотношении 30:70. Объем вкладываемой пробы 20 мкл, скорость потока 0,5 мл/мин.
Витамины как участники и биологические катализаторы химических реакций, протекающих в живой клетке, необходимы для функционирования всех органов и систем для осуществления жизненно важных функций. Микронутриенты, в том числе витамины, играют важную роль в питании здоровых и больных людей [7, 9]. При недостаточном потреблении витаминов в организме человека наступают специфические нарушения (таблица).
Таблица
Витаминный состав растительного сырья, мг/100 г
Витамин, мг Суточная потребность, мг Семена тыквы Корень аира Шрот расторопши Спирулина Гречневый продел
С 70 28,15 126,0 20,9 12,82 -
РР 20 5,11 0,21 2,87 9,45 3,76
Bi 1,5 0,31 0,11 0,14 2,81 0,48
В2 1,8 0,23 1,6 0,81 2,15 0,22
Вг, 5,0 2,11 0,83 1,9 1,92 1,87
в6 2,0 0,36 0,2 0,87 0,87 0,63
Е 15,0 12,18 5,11 1,11 0,07 15,19
В 5,0 2,87 2,12 0,08 0,03 -
На рисунке приведены данные о степени удовлетворения физиологических потребностей в отдельных витаминах при использовании отдельных ингредиентов.
Как показали результаты исследований, наибольшим содержанием витамина С отличается корень аира (126 мг/ 100 г) и семена тыквы (28,15 мг/ 100 г). Суточная потребность в этом витамине удовлетворяется соответственно на 180 % и 40,20 %. Меньшее содержание установлено в шроте расторопши и спирулине. В гречневом проделе данный витамин не обнаружен.
Витамин С играет важную роль в обмене веществ, выполняет различные функции, которые основаны на его свойстве легко подвергаться как восстановлению, так и окислению. В организме человека он проявляет выраженные антиокси-дантные свойства, нейтрализуя свободные радикалы, предохраняет липиды от пе-рекисного окисления и восстанавливает ионы металлов, которые входят в состав ферментов.
Витамин РР обнаружен во всех объектах, максимальное количество установлено в спирулине (9,45 мг/100 г) и семенах тыквы (5,11 мг/100 г), минимальное содержание установлено в корне аира. Процент удовлетворения суточной потребности в семенах тыквы составляет 25,6 % , в спирулине 47,25 %. Витамин РР стабилизирует уровень сахара в крови, способствует выработке инсулина поджелудочной железы. Недостаток его вызывает утомляемость и слабость.
Наибольшее содержание витамина В1 установлено в спирулине (2,81 мг/100 г) и гречневом проделе (0,48 мг/100 г). Степень удовлетворения суточной потребности в витамине В1 составляет 187,3 %в спирулине и 32,0 %- в гречневом проделе. Витамин В1 препятствует повреждению нервных клеток, недостаточность витамина проявляется в утомлении и раздражительности, при этом в организме накапливается пировиноградная кислота, которая вызывает развитие полпнерпта, нарушается сердечно-сосудистая и нервная системы.
Значительное содержание витамина В2 установлено в спирулине и корне аира (соответственно 2,15 и 1,6 мг/100 г), степень удовлетворения суточной потребности данного витамина составляет соответственно 119,4 и 88,9 % в спирулине и корне аира.
Вб
В5
В2
В1
РР
187,3
180 200
I гречневый продел I корень аира
спирулина семена ты ивы
шрот расторопши
Рисунок. Удовлетворение суточной потребности в отдельных витаминах
В ходе проведенных исследований установлено высокое содержание витамина В5 в семенах тыквы, шроте расторопши, спирулине и гречневом проделе: оно колеблется от 1,87 мг/100 г в гречневом проделе до 2,11 мг/100 г - в семенах тыквы. От суточной потребности составляет более 30 %. Данный витамин играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, участвует в метаболизме жирных кислот, нормализует липидный обмен п активирует окислительно-восстановительные процессы в организме.
Высоким содержанием витамина Вб отличаются шрот расторопши и спирулина (более 0,87 мг/100 г). Процент удовлетворения суточной потребности составляет 43,5 %. Минимальное количество данного компонента (0,2 мг/100 г) установлено в корне аира. Витамин Вб необходим для использования железа в синтезе гемоглобина, обеспечивает нормальный обмен белков, недостаток витамина вызывает расстройство нервной системы, склеротические изменения в со судах.
Витамин Е в большом количестве обнаружен в семенах тыквы (12,18 мг/ 100 г), корне аира (5,11 мг/100 г) и гречневом проделе (5,19 мг/100 г). Процент удовлетворения суточной потребности составляет соответственно 81,2 , 34,1 и 34,6 %. Незначительное количество витамина Е обнаружено (менее 10 %) в шроте расторопши и спирулине. Витамин, являясь мощным антиоксидантом, подавляет оксислительную деградацию липидов, происходящую под действием свободных радикалов. Кроме того, он является стабилизатором клеточных мембран, необходим для функционирования сердечной мышцы и снижает уровень холестерина в крови.
Высокое содержание /1-каротина установлено в семенах тыквы и корне аира (соответственно 2,87, и 2,12 мг/100 г). От удовлетворения суточной потребности 57,4 и 42,4 %. Минимальное содержание в шроте расторопши и спирулине, гречневом проделе не обнаружено. fi-Каротин обладает выраженным иммуномоделирую-гцим действием. В организме человека расщепляется с образованием витамина А, обладает антиоксидантными свойствами.
Для плавленых сыров особо важное значение имеют витамин С, fi-каротин и витамин Е, обладающие выраженным антиоксидантным действием. Проведенные исследования витаминного состава отдельных видов растительного сырья позволили установить следующее:
- семена тыквы содержат максимальное количество обнаружено витамина Е, fi - каротина (от суточной потребности 81,2 и 57,4 %), остальные витамины превышают - 15 % суточной нормы;
- корень аира содержит в большом количестве витамины С, Во, (3-каротин и токоферол (от суточной потребности 180, 88,9, 42,4 и 34,1 %), в ничтожно малых количествах обнаружены витамины РР, Bi;
- шрот расторопши отличается высоким содержанием витаминов Вг, Вб, Bs -(от суточной потребности 45,0 , 43,5 и 38 %);
- спирулина богата витаминами Bi, В2, Вб и РР, (от суточной потребности соответственно составляет 187,3 , 119,4 , 47,3 и 43,5 %);
- гречневый продел удовлетворяет потребность более чем на 30% в витаминах Bi, В5, Вб, и Е.
Таким образом, все виды растительного сырья содержат более 15 % суточной потребности отдельных витаминов. Это позволяет их использовать как функциональные ингредиенты для обогащения плавленых сыров. При этом их можно применять в определенном соотношении как в виде питательной смеси, так и в виде отдельных ингредиентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Laura Domínguez Díaz, Virginia Fernández-Ruiz, Montaña Cámara. An international regulatory review of food health-related claims in functional food products labeling. Journal of Functional Foods, Volume 68, May 2020, 103896
2. J. Bogue, О. Collins, A.M. Troy. Market analysis and concept development of functional foods. D. Bagchi, S. Nair (Eds.), Developing new functional food and nutraceutical products, Elsevier Science Publishing Co Inc, Cambridge (2017), pp. 29-45
3. G. Pappalardo, J.L. Lusk. The role of beliefs in purchasing process of functional food. Food Quality and Preference, 53 (2016), pp. 151-158.
4. L. Domínguez Díaz, V. Fernández-Ruiz, M. Cámara The frontier between nutrition and pharma: The international regulatory framework of functional foods, food supplements and nutraceuticals. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-9 (2019).
5. Кухаренко, А.А. Научные принципы обогащения пищевых продуктов микро-нутриентами / А.А. Кухаренко, А.Н. Богатырев, В.М. Короткий, М.Н. Дадышев // Пищевая промышленность. - 2008. - № 5. - С. 62-64.
6. Смирнова, Е.А. Теоретические и практические аспекты разработки пищевых продуктов, обогащенных эссенциальными нутриентами / Е.А. Смирнова, А.А. Кочетко-ва, И.С. Воробьева, В.М. Воробьева / / Пищевая промышленность. - 2012. -№ 11. - С. 8-12.
7. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология / В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковский; под общ. ред. В.Б. Спиричева. - 2-е изд., стер. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. -548 с.
8. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами: научные принципы и практические решения / В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк // Пищевая промышленность. - 2010. - № 4. - С. 20-24.
9. Тутельян, В. А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека [Текст] / В. А. Тутельян, В. Б. Спиричев, Б.П. Суханов, В.А. Кудашева. - М. : Колос, 2002.-424 с.
10. Овчинникова Е.В., Ковалева А.Е. Обоснование использования сухой питательной смеси для улучшения качественных характеристик хлебобулочных и мучных кондитерских изделий / / Сборник: Проблемы импортозамещения и безопасности регионального потребительского рынка. Материалы форума. Кафедра товароведения и таможенного дела Института биотехнологии и биоинженерии Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева. 2017. С. 157-162.
11. Пьяникова Э.А., Ковалева А.Е. Разработка рецептуры и оценка потребительских свойств обогащенных бисквитных полуфабрикатов / / Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2017. № 3 (44). С. 66-70.
REFERENCES
1. Laura Domínguez Díaz, Virginia Fernández-Ruiz, Montaña Cámara. An international regulatory review of food health-related claims in functional food products labeling. Journal of Functional Foods, Volume 68, May 2020, 103896.
2. J. Bogue, О. Collins, A.M. Troy. Market analysis and concept development of functional foods. D. Bagchi, S. Nair (Eds.), Developing new functional food and nutraceutical products, Elsevier Science Publishing Co Inc, Cambridge (2017), pp. 29-45.
3. G. Pappalardo, J.L. Lusk. The role of beliefs in purchasing process of functional food. Food Quality and Preference, 53 (2016), pp. 151-158.
4. L. Domínguez Díaz, V. Fernández-Ruiz, M. Cámara The frontier between nutrition and pharma: The international regulatory framework of functional foods, food supplements and nutraceuticals. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-9 (2019).
5. Kukharenko, A.A. Scientific principles of food products enrichment with micronutri-ents / A.A. Kukharenko, A.N. Bogatyrev, V.M. Ivorotkiy, M.N. Dadyshev // Food industry. -2008. - No. 5. - S. 62-64.
6. Smirnova, E.A. Theoretical and practical aspects of the development of food products enriched with essential nutrients / E.A. Smirnova, A.A. Kochetkova, I.S. Vorobyova, V.M. Vorobyov // Food industry. - 2012. - No. 11. - S. 8-12.
7. Spirichev, VB Fortification of food products with vitamins and minerals. Science and technology / V.B. Spirichev, L.N. Shatnyuk, V.M. Poznyakovsky; under total, ed. V.B. Spi-richeva. - 2nd ed., Erased. - Novosibirsk: Sib. univ. publishing house, 2005 .— 548 p.
8. Spirichev, V.B. Enrichment of food with micronutrients: scientific principles and practical solutions / V.B. Spirichev, L.N. Shatnyuk // Food industry. - 2010. - No 4. - S. 2024.
9. Tutelyan, V.A. Micronutrients in the nutrition of a healthy and sick person [Text] / V.A. Tutelyan, V.B. Spirichev, B. P. Sukhanov, V. A. Kudasheva. - M.: Kolos, 2002 .- 424 p.
10. Ovchinnikova E.V., Kovaleva A.E. Justification of the use of dry nutritional mixture to improve the quality characteristics of bakery and flour confectionery products / / Collection: Problems of import substitution and safety of the regional consumer market. Forum materials. Department of Commodity Science and Customs, Institute of Biotechnology and Bioengineering, Oryol State University named after I.S. Turgenev. 2017.S. 157-162.
11. Pyanikova E.A., Kovaleva A.E. Formulation development and assessment of consumer properties of enriched biscuit semi-finished products / / Technology and commodity science of innovative food products. 2017. No. 3 (44). S. 66-70.
70
