CC BY
49
УДК 664.093.8:635.655
Использование биомодифицированной соевой окары
в технологии пищевой продукции
А.А. Кузнецова, канд. техн. наук, Т.Н. Слуцкая, д-р техн. наук, профессор, Л.В. Левочкина, канд. техн. наук, доцент, Л.В. Кушнаренко, канд. техн. наук Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Актуальная задача в пищевой отрасли - разработка технологий получения белоксодержащих компонентов из отечественного сырья, в том числе на основе вторичных ресурсов, использование которых позволяет при улучшении качества готовых изделий снизить их себестоимость. К таким ресурсам относится соевая окара - побочный продукт при получении эмульсии из соевых бобов. По внешнему виду окара представляет собой влажную однородную массу с вкраплениями неэк-
8,5 8 7,5 7
6,5 6 5,5 5
Е 11 —«— 40 ед/а
■ 50 ед/а
тъ:
\ 7.2
\ .6.9
6.15 6.13
6.1 в.1
2 4 6 8
Продолжительность гидролиза, ч
Рис. 1. Влияние дозы целлолюкса Р на остаточное количество клетчатки в окаре
2500 2000 1500 1000 500 0
1
2
3
Рис. 2. Влияние гидролиза на вязкость соевой окары: 1 - окара немодифицированная; 2 - окара модифицированная (целлолюкс Р); 3 - окара модифицированная (целлолюкс Р + протомегатерин Г20х)
страгированной части оболочечного вещества соевых бобов, имеет светло-желтый цвет и чистый нейтральный вкус [1].
Окара - ценный источник белка, липидов и минеральных веществ, а также пищевых волокон [2, 3]. По пищевой ценности окара не уступает продуктам из коровьего молока, а ее белок обладает высокой влагосвязы-вающей и жиросвязывающей способностью.
Пищевые волокна соевой окары, представленные в большей части целлюлозой (0,5-0,7%) и гемицел-люлозой (4,7-5,3 %), характеризуются высокими сорбционными свойствами и проявляют выраженный лечебно-профилактический эффект
[4].
Главный компонент пищевых волокон в окаре - остатки оболочек и семядольных клеток соевых бобов [3], что, несмотря на известные положительные свойства окары, не всегда положительно оценивается при производстве пищевых продуктов.
Вышесказанное послужило основанием для планирования исследований по биомодификации окары с помощью применения ферментов гидролитического действия, частично разрушающих целлюлозу (клетчатку) и белки. Предполагалось, что ферментный гидролиз будет способствовать повышению биодоступности компонентов окары в составе пищевых продуктов, а также улучшению структурно-механических свойств не только окары, но и продукции с ее использованием.
Применение модифицированной соевой окары при производстве пищевых продуктов может быть целесообразно в том случае, если будет установлено положительное влияние на ее органолептические и физико-химические свойства, химический состав, биологическую ценность.
Материалы для исследования: мороженый макрурус, творог, соевая окара, целлолюкс Р, протомегатерин Г20х, модифицированная соевая окара, разработанная кулинарная продукция с добавлением модифицированной соевой окары: рыбные котлеты из макруруса, творожный десерт.
Биологическую ценность биомодифицированной соевой окары исследовали по «Инструкции по сани-тарно-микробиологическому контролю производства пищевой продукции из рыбы и морских беспозвоночных» [5] и «Методическим указаниям к проведению биологической оценки кормов и пищевых продуктов» [6].
Органолептическую оценку проводили с использованием профильного метода и унифицированной шкалы [7]. Учитывали внешний вид, вкус, цвет, запах, консистенцию. Опытные партии продукции готовили в соответствии с нормативной документацией.
Обоснование условий биомодификации соевой окары. Биомодификацию окары проводили путем последовательного гидролиза целло-люксом Р и протомегатерином Г20х.
Для определения рациональных условий ферментолиза были испытаны три концентрации целлолюкса Р: 30, 40 и 50 ед. на 100 г соевой ока-ры.
Большинство целлюлаз имеют оптимум действия при рН 4,0-5,5 и температуре 40...50 0С [8], поэтому гидролиз проводили в течение 8 ч при естественном рН, который соответствует рН соевой окары (4,9) при температуре 45 0С.
Об эффективности гидролиза судили по убыванию количества клетчатки в соевой окаре (рис. 1).
Из полученных данных видно, что рациональное количество фермента составляет 40 ед/100 г окары, поскольку дальнейшее увеличение дозы фермента не влияет на содержание клетчатки, а при концентрации 30 ед/100 г уменьшение клетчатки идет менее интенсивно. Существенные изменения количества клетчатки происходят при всех испытуемых концентрациях после шестичасового гидролиза. Предварительное исследование и сопоставление данных по влиянию температуры (37.50 0С) показали, что наименьшее остаточное количество клетчатки обнаружено после гидролиза при температуре 45 0С.
Далее для исследования возможности увеличения глубины гидролиза и влияния на белковый комплекс окары воздействовали на гидроли-
FOODS FOR OPTIMAL NUTRITION
зованную соевую окару ферментом протеолитического действия прото-мегатерином Г20х. Протеолиз, проведенный при трех концентрациях фермента: 30, 40 и 50 ед. активности на 100 г окары при оптимальной температуре 45 0С в течение 46 ч, приводит к незначительному снижению количества белковых веществ -на 10-12 %.
Дальнейшие исследования показали, что сравнительно невысокая степень гидролиза при последовательном действии двух ферментов тем не менее оказала положительное влияние на реологические и ор-ганолептические свойства окары. Так, существенно снизилась ее вязкость (рис. 2) и повысилась липкость (рис. 3).
Изменение этих показателей свидетельствует о структурных преобразованиях, а также об улучшении технологических свойств соевой окары, что позволяет использовать модифицированный продукт как структурообразующий при производстве пищевых продуктов. Это подтверждается исследованием влияния модификации на органолептическую оценку соевой окары, которое показало, что консистенция, цвет и запах окары заметно изменились (табл. 1).
Результаты по динамике роста тест-системы Те1гаИутепару|^огт1Б (табл. 2) показали, что на рост и развитие простейших наиболее благотворно влияет биомодифицирован-ная окара. Максимальные размеры тест-объекта (0,33-0,40 мкм) характерны для среды с биомодифициро-ванной окарой. Меньшие показатели установлены для контроля (0,200,29 мкм) и для негидролизованной окары (0,30-0,35 мкм).
В результате последовательной ферментации общая биологическая ценность окары увеличилась на 10 %.
В целом установлена более высокая биологическая ценность соевой окары после ее модификации.
Использование биомодифициро-ванной соевой окары в технологии пищевых продуктов. Исследовали возможность использования биомо-дифицированной соевой окары как наполнителя и структурообразовате-ля в формованных изделиях на основе обводненных фаршей из низкобелковых рыб (на примере макру-руса) в качестве заменителя хлеба, предусмотренного в рецептуре котлетной массы.
Рациональному количеству в испытуемых образцах (рыбных котлетах с 20; 30 и 40 %-ным содержанием биомодифицированной окары) соответствовал образец с 30 %-ным
содержанием окары к массе фарша: изделия имели более высокие орга-нолептические показатели, чем контрольные образцы, приготовленные по традиционной технологии (с добавлением 30 % хлеба). Отмечали мягкую и сочную консистенцию, что объясняется более высокой водосвя-зывающей способностью рыбного фарша с биомодифицированной окарой (38,9 и 30,7 % с немодифи-цированной окарой и 26,8 % в контрольном образце с хлебом). По всей вероятности, механизм влагоудер-живания связан с процессом высокой гидратации биомодифициро-ванной окары и набуханием клетчатки, структура которой после ферментного гидролиза становится более рыхлой.
Внешний вид кулинарных изделий выгодно отличался от контрольного образца и образца с немодифициро-ванной окарой за счет более ровной поверхности, хорошо сохраняемой формы. Эксперименты показали, что это происходит за счет увеличения адгезионных свойств фаршевой системы с биомодифицированной окарой (рис. 4).
Один из важных факторов, влияющих на выбор технологии при производстве пищевых продуктов, - потери массы при термической обработке. Применение биомодифици-рованной соевой окары в качестве наполнителя не только улучшает структурно-механические показатели готовых изделий, но и приводит к уменьшению потерь при производстве кулинарной продукции, сопровождающейся тепловой обработкой (жарением) более чем в 2 раза по сравнению с контролем. Можно полагать, что увеличение количества связанной воды при использовании биомодифицированной окары сопровождается усилением степени ее связывания с гидрофильными группами, образовавшимися в результате гидролиза белков и полисахаридов.
Полученные данные были использованы при разработке технологии творожных десертов с целью максимально возможной замены рецептурного количества творога на био-модифицированную соевую окару. При этом целью стал подбор такого количества окары, которое бы не оказывало существенного влияния на реологические и органолептичес-кие показатели готовых изделий.
Для определения рационального количества вводимой окары часть рецептурного творога была заменена на соевую окару в количестве 20, 30 и 40 % от массы основного сырья (творога).
12000 10000 1= 8000
£ 6000
0
1 4000 2000
0
1
2
3
Рис. 3. Влияние гидролиза на липкость соевой окары: 1 - окара немодифицированная; 2 - окара модифицированная (целлолюкс Г); 3 - окара модифицированная (целлолюкс Г + протомегатерин Г20х)
Таблица 1
Органолептические показатели модифицированной и немодифицированной соевой окары
Продукт Консистенция, внешний вид Цвет Запах
Окара Творожистая, Светло- Выра-
немо- крупенчатая масса, с желтый женный
дифи- незначительными бобовый
циро- включениями
ванная оболочек сои
Окара Рыхлая, однородная, Кремовый бобовый
моди- пастообразная масса с легким запах
фициро- без видимых вклю- желтоватым отсут-
ванная чений оболочек сои оттенком ствует
Таблица 2
Общая биологическая ценность соевой окары
Время развития инфузории, ч ОБЦ, %
Исследуемый продукт 0 24 48 72 96
Количество выросших инфузорий
Казеин (контроль) 5 20 50 71 87 100
Соевая окара немодифицированная 5 15 35 50 70 80,4
Соевая окара модифицированная 5 20 45 56 77 88,5
1
2
3
Рис. 4. Влияние биомодифицированной соевой окары на липкость рыбного фарша из макруруса: 1 - фарш + хлеб; 2 - фарш + немодифицированная окара; 3 -фарш + модифицированная окара
В результате органолептической оценки образцов установлено, что десерты с 20-30 %-ным содержанием окары по вкусовым характеристикам практически не отличались от базового образца: у образцов, со-
держащих 20 и 30 % соевой окары, отмечали характерный творожно-сливочный аромат, творожный, в меру сладкий вкус, однородную, устойчивую, слегка уплотненную консистенцию. Десерт с 40 %-ным содержанием окары характеризовался излишне плотной консистенцией в силу того, что в этом случае очень заметно повышались вязкость и липкость продукта, что, наравне с проявлением соевого привкуса, привело к низкой органолептической оценке этого варианта.
Исследование аминокислотного состава показало, что применение биомодифицированной соевой ока-ры приводит к увеличению в экспериментальных образцах количества незаменимых аминокислот за счет валина, лейцина, лизина и фенила-ланина.
Использование биомодифициро-ванной соевой окары способствовало существенному снижению кислотности десерта по сравнению с традиционным образцом. Кислотность базового десерта составляла 102 °Т, с биомодифицированной окарой -78°, что также способствовало повышению органолептической оценки.
Таким образом, обоснована технология получения рыбной и молоч-
ной продукции с использованием биомодифицированной соевой окары как структурообразователя, а также источника пищевых волокон.
Экспериментально установленные условия ферментолиза обеспечивают изменение структурно-механических свойств окары за счет частичного гидролиза клетчатки и белков. Замена части исходного сырья на биомодифицированную окару улучшает реологические, физико-химические и органолептические характеристики пищевых продуктов на основе рыбного и молочного сырья, а также повышает их общую биологическую ценность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Буянова, И.В. Сроки хранения соевой окары для сырной массы/ И.В. Буянова, О.Н. Буянов/Сыроделие и маслоделие. - 2004. - № 4. -С. 21-22.
2. Khare, S.K. Preparation and nutritional evaluation of okara fortified biscuits/S.K. Khale, K. Jha, L.K. Sinha//J. of Dairying, Foods Home Science. - 1995. - Vol. 14. - P. 91-94.
3. Kugimiya, M. Maceration of dietary fibers of okara by successive treatments with acid and alkali/M.
Kugimiya//J. Jpn. Soc. Food Sci.Technol. - 1995. - Vol. 7. Liu, K. S. Soybeans: Chemistry, Technology and Utilization/K. S. Liu. - New York: Aspen Publication, 1997. - 532 p.
4. Садовой, В.В. Соевая пищевая окара в композиционных рецептурах мясных изделий: [исследование на модельных образцах колбасных из-делий]/В.В. Садовой, В.А. Самыли-на//Известия вузов. Пищевая технология. - 2005. - № 1. - С. 46-48.
5. Игнатьев, А.Д. Модификация метода биологической оценки пищевых продуктов с помощью реснитчатой инфузории Тетрахимена Пири-формис/А.Д. Игнатьев, М.К. Исаев, В.А. Долгов//Вопросы питания. -1980. - № 1. - С. 70-71.
6. Игнатьев, А.Д. Использование инфузорий Тетрахимена Пирифор-мис как тест-объекта при биологических исследованиях в сельском хозяйстве/А.Д. Игнатьев, В.Я. Шаб-лий. - М.: ВАСХНИЛ, 1978. - 52 с.
7. Родина, Т.Г. Сенсорный анализ продовольственных товаров/Т.Г. Родина.- М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 208 с.
8. Кислухина, О.В. Ферменты в производстве пищи и кормов/О.В. Кислухина.- М.: ДеЛиПринт, 2002. - 336 с.
Использование биомодифицированной соевой окары в технологии пищевой продукции
Ключевые слова
ферменты; целлолюкс Р; протомегатерин Г20х; соевая окара; котлеты рыбные; десерт творожный.
Реферат
Соевая окара - побочный продукт при получении эмульсии из соевых бобов. Она представляет собой влажную однородную массу с вкраплениями неэкстрагированной части оболочечного вещества соевых бобов, имеет светло-желтый цвет и чистый нейтральный вкус. Пищевые волокна соевой окары, представленные в большей части целлюлозой и гемицеллюлозой, характеризуются высокими сорбционными свойствами и проявляют выраженный лечебно-профилактический эффект. Материалом для исследования служили: макрурус мороженый, творог, соевая окара, целлолюкс Р, протомегатерин Г20х, модифицированная соевая окара, разработанная кулинарная продукция с добавлением модифицированной соевой окары: рыбные котлеты из макруруса, творожный десерт. В результате проведенных исследований были обоснованы условия биомодификации соевой окары ферментами гидролитического действия. Установлено, что при этом улучшаются реологические, органолептические и технологические свойства соевой окары. Показана возможность использования биомодифицированной соевой окары как структурообразователя и наполнителя в технологии кулинарной продукции из рыбного и молочного сырья.
Авторы
Кузнецова Алла Алексеевна, канд. техн. наук,
Слуцкая Татьяна Ноевна, д-р техн. наук, профессор,
Левочкина Людмила Владимировна, канд. техн. наук, доцент,
Кушнаренко Людмила Владимировна, канд. техн. наук
Дальневосточный федеральный университет,
690950, г. Владивосток, о. Русский, Школа биомедицины,
корп. 25, каб. 304, [email protected]
Use of Biomodified Soybean Okara in Food Technology
Key words
enzymes; CelloLux F; protomegaterin G20x; soybean okara, fish patties, cottage cheese dessert.
Abstracts
Soybean okara - a byproduct in the preparation of emulsions of soybean. It is a wet homogeneous mass interspersed with parts of the shell material unextracted soybean, has a light yellow color and a neutral clean taste. Dietary fiber of soybean okara presented in most of the cellulose and hemicellulose, are characterized by high sorption properties and exhibit a pronounced therapeutic effect. Material for the study were: frozen Macrourus, cottage cheese, soybean okara, CelloLux F, protomegaterin G20x, modified soybean okara, developed culinary products with the addition of modified of soybean okara: fishcakes of Macrourus, cottage cheese dessert. The studies have been substantiated conditions of soybean okara biomodification by hydrolytic action of enzymes. It has been established that this improved rheological, organoleptic and technological properties of soybean okara. The possibility of using biomodified soybean okara as nucleated and filler technology in culinary production of fish and raw milk.
Authors
Kuznetsova Alla Alekseevna, Candidate of Technical Science, Slutskaya Tatyana Noevna, Doctor of Technical Science, Professor, Levochkina Lyudmila Vladimirovna, Candidate of Technical Science, Docent,
Kushnarenko Lyudmila Vladimirovna, Candidate of Technical Science Far Eastern Federal University,
School of Biomedicine, bldg. 25, room 304, Russian Island, Vladivostok, 690950, [email protected]
