CC BY
50
промышленности
УДК 637.544
Использование модифицированных биополимерных систем семян нута и рапса при производстве эмульгированных мясных изделий
Using biopolymer systems modification seeds of chickpeas and rapeseed in the production of spreadable meat products
Доцент E.E. Курчаева, профессор В.И. Манжесов, аспирант А.Н. Кубасова, доцент И.В. Максимов, профессор И.А. Глотова,
(Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I) кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, тел. 8(473)253-74-88 E-mail: [email protected]
профессор А.В. Востроилов (Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I) кафедра частной зоотехнии, тел. 8(473)253-92-04
Assistant Professor E.E. Kurchaeva, Professor V.I. Manzhesov, Postgraduate Student A.N. Kubasova, Assistant Professor I.V. Maxsimov, Professor I.A. Glotova, (Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great) chair of technology of storage and processing of agricultural products, tel. 8(473)253-74-88 E-mail: [email protected]
Professor A.V. Vostroilov (Voronezh state agrarian University named after Emperor Peter I) chair of private animal husbandry, tel. 8(473)253-92-04
Реферат. Качество и безопасность пищевых продуктов наряду с экологией человека являются важнейшими факторами, определяющими здоровье населения. Для получения продукции высокого качества с содержанием в оптимальном соотношении пищевых веществ и функциональных ингредиентов необходимо комплексное использование сырьевых ресурсов растительного и животного происхождения, нивелирующих недостатки основного сырья, а также улучшающих обменные процессы, протекающие в организме человека. В качестве физиологически функциональных и функционально-корректирующих компонентов при получении эмульгированных мясных систем были использованы: мука из биоактивированных путем проращивания семян нута, изолят белка рапса, полученный на основе ферментных технологий. Молочный белок «Анисомин» обладает высокими эмульгирующими свойствами. Красное пальмовое масло «CAROTINO» содержит в составе каротинопды, токоферолы и токотриенолы и кофермент Q10. Обоснована целесообразность использования изолята белка рапса в качестве альтернативы соевому изоляту при получении стабильных эмульгированных мясных систем сбалансированного аминокислотного состава. На основе компьютерного моделирования рецептуры эмульгированных изделий оптимизированы по химическому, аминокислотному и витаминному составу. Определены органолептические и физико-химические показатели разработанных продуктов. Массовый выход изделий с заменой 7,5 % мясного сырья на муку из проростков бобов нута и 6 % на изолят белка рапса составил 115 и 110 % соответственно. Показатели пищевой ценности разработанных изделий позволяют рекомендовать их в качестве профилактического питания людей с недостатком белков в рационе.
Summary. Quality and food safety, along with human ecology, are critical determinants of population health. To produce products of high quality with the content in an optimal ratio of nutrients and functional ingredients necessary complex use of raw materials of vegetable and animal origin, leveling the shortcomings of the main raw material, and also improves the metabolic processes in the human body. As physiologically functional and functional-corrective component in obtaining emulsified meat
<c> Курчаева E.E., Манжесов В.И., Кубасова А.Н., Максимов И.В., Глотова И.А., Востроилов A.B., 2017
systems was used flour from bioactivating by germination of chickpea protein isolates canola obtained based on enzyme technology. Milk protein «Anisoin» has a high emulsifying properties. .Red palm oil «CAROTINO» includes carotenoids, Tocopherols and tocotrienols, and coenzyme Q10. It justifies expediency of use of canola protein isolate as an alternative to soy isolate in obtaining stable emulsified meat systems a balanced amino acid composition. On the basis of computer simulation of the formulation of emulsified products are optimized for chemical, amino acid and vitamin composition. Defined organoleptic and physical-chemical indicators of the developed products. The mass yield of products with replacement of 7,5 % of raw meat flour from sprouts beans chickpeas and б % rapeseed protein isolate was 115 and 110 %. Indicators of the nutritive value of the developed products allow us to recommend them as a preventive nutrition with little protein in the diet.
Ключевые слова: биополимеры, нут, рапс, субпродукты, эмульгированные изделия, биологическая ценность.
Keywords: biopolymers, chickpeas, canola, products, emulsified products, biological value.
На сегодняшний день перед пищевой промышленностью стоит проблема доведения качества отечественной продукции до уровня мировых стандартов и обеспечения ее конкурентоспособности на мировом рынке. В связи с этим возникает необходимость пересмотра ассортимента и качества вырабатываемой продукции. Поэтому переработка вторичного мясного сырья с целью создания функциональных пастообразных мясных изделий приобретает особую значимость. Одно из основных требований при создании этой группы изделий заключается в отсутствии негативного влияния вводимых компонентов на пищевую ценность продукта. Установлено, что продукты, содержащие в своем составе белок только животного или растительного происхождения, обладают меньшей биологической ценностью, чем их совместное использование в оптимальном соотношении [1, 2].
Растительное сырье в отличие от мясного богато макро- и микроэлементами, витаминами, включая клетчатку, и является источником биологически активных веществ, что дает возможность обогатить новые виды мясных изделий не только функциональными ингредиентами и повысить усвояемость, но и получить продукты, соответствующие физиологическим нормам питания [3].
Актуальной проблемой при разработке мясных продуктов обогащенного состава является, с одной стороны, максимальное использование натуральных сырьевых источников, а с другой - обеспечение экономически целесообразных технологических решений рецептурно-компонентного состава изделий, основную долю в себестоимости которых составляют затраты на сырье.
Резервом снижения себестоимости мясных продуктов является широкое использование вторичных сырьевых ресурсов, в частности, субпродуктов II категории. Однако особенности их морфологического строения, обусловленные физиологическими функциями на организменном уровне биообъектов, обусловливают необходимость предварительной обработки. К традиционным ее видам относятся способы термической обработки, обеспечивающие сваривание и гидротермический распад коллагеновых белков, выполняющих структурную функцию в составе органов и тканей сельскохозяйственных животных. Исходя из традиционных технологических схем производства мясных продуктов, органичным является подход, реализующий замену части субпродуктов I категории на композиты из низкосортного мясного сырья в сочетании с растительными ингредиентами, при условии балансирования и оптимизации аминокислотного состава проектируемых пищевых композиций с использованием средств и методов компьютерного моделирования рецептурно-компонентных решений пищевых источников.
Мясопродукты, в том числе пастообразные, к которым относится паштет, являются высокопитательными продуктами и представляют собой однородную, тон-коизмельченную массу пастообразной консистенции с ароматом пряностей.
При получении паштетных изделий, которые относятся к эмульгированным продуктам, особое внимание уделяется функционально-технологическим свойствам исходного фарша. Для нивелирования свойств исходного сырья и получения стабильных систем перспективно применять комбинирование белков растительного и животного происхождения. Белки растительного происхождения вводят в состав мясопродуктов в сухом или гидратированном состоянии, что позволяет рационально использовать мясное сырье и регулировать потребительские свойства конечной продукции.
Цель исследования - разработка рецептур комбинированных пастообразных мясных продуктов на основе вторичного мясного сырья с использованием продуктов биокаталитической модификации биополимерных систем нута в составе его семян и рапса в составе жмыха или шрота.
Объектами исследования служили эмульгированные пищевые системы комбинированного состава на основе сырья животного и растительного происхождения, полученные в соответствии с рецептурно-компонентными решениями, оптимизированными по комплексу показателей: органолептические характеристики, функционально-технологические свойства, относительная биологическая ценность. Ингредиенты животного происхождения подвергали предварительной термической обработке. Ингредиенты растительного происхождения - муку из биоактивированных семян нута и изолят белка рапса -предварительно гидратировали в соотношении 1:3.
Методология проектирования рецептурно-компонентного состава пищевых смесей основывалась на рекомендациях, изложенных в работе проф. Г.И. Касьянова [4]. Для проведения статистического анализа расчетных данных по рецептурам комбинированных пастообразных мясных изделий использовали программный комплекс БТАИБИСА, обладающий широким набором расчетных функций [5].
Для исследования химического состава органолептических, функционально -технологических свойств и показателей биологической ценности рецептурных ингредиентов и технологических форм изделий кулинарной готовности пользовались стандартными методиками в соответствии с рекомендациями [6].
Среди вторичных продуктов убоя скота значительную долю составляют субпродукты. Выход субпродуктов первой категории, по данным Всероссийского научно-исследовательского института мясной промышленности, составляет 3 %, а второй категории - 7 % к живой массе скота [7]. По химическому составу субпродукты, используемые для производства изделий комбинированного состава, отличаются достаточно высоким содержанием белка - от 10,0 % (сердце) до 20,8 % (печень). Промежуточное положение занимают селезенка и мясо говяжьих голов (табл. 1).
Таблица 1
Массовая доля компонентов в составе субпродуктов
Наименование сырья Массовая доля, %
влаги белка жира золы
Селезенка 77,3 16,0 2,3 1,1
Печень 73,7 20,8 3,3 1,4
Сердце 56,0 10,0 17,7 0,8
Мясо говяжьих голов 64,3 18,1 16,6 1,0
Показатели функционально-технологических свойств имеют приоритетное значение при определении степени приемлемости белковых изолятов для производства пищевых продуктов (табл. 4). По функциональным свойствам изолят белка рапса превосходит изолят белков сои.
Таблица 4
Функциональные свойства изолированных белков рапса и сои
Показатели Изоляты белков
рапса сои
Водосвязывающая способность,% 75 60
Влагоудерживающая способность, % 87 66
Жироудерживающая способность, % 122 82
Эмульгирующая способность, % 86 82
При характеристике пищевых ресурсов важнейшее значение имеет состав входящих аминокислот, главным образом, незаменимых как критерий оценки биологической ценности. Результаты исследований и расчетов показателей биологической ценности изолята белков рапса и сои по методикам, приведенным в [6], представлены в табл. 5.
Таблица 5
Результаты расчета показателей биологической ценности соевого и рапсового изолятов
Объект БЦ, % и, ед с, мг Д КРАС
Рапсовый изолят 74,57 0,77 109,42 25,43
Соевый изолят 63,85 0,68 168,89 36,15
Белковый препарат из рапса содержит полный набор незаменимых аминокислот. Биологическая ценность данного препарата достаточно высока и превышает биологическую ценность соевого белка. Таким образом, рапсовый изолят служит источником пищевых и биологически активных веществ.
Источником полиненасыщенных жирных кислот служило красное пальмовое масло «Сагойпо». Красное пальмовое масло имеет ярко-оранжевый цвет, что обусловлено высоким содержанием каротиноидов, обладает приятным вкусом и запахом, а также высокой стойкостью к окислению. В настоящее время значительно возросло потребление пальмового масла в качестве пищевого в производстве спредов, маргаринов и кулинарных жиров. Пальмовое масло подобно другим маслам и жирам легко усваивается и перерабатывается в нормальном процессе обмена веществ. Оно выполняет важную роль поставщика в организм человека энергии и незаменимых жирных кислот. Пальмовое красное масло содержит каротиноиды, их содержание составляет 100-120 мг/100 г. Как известно, они являются предшественниками витамина А, который содержится только в животных жирах. Помимо каротиноидов, пальмовое масло содержит около 80 мг/100 г комплекса токоферолов и токотриенолов и 0,43 мг/100 г кофермента 010. Жирнокислотный состав красного пальмового масла включает миристиновую, пальмитиновую, пальмитолеиновую, стеариновую, олеиновую, линолевую, линоленовую, арахидоновую кислоты [10].
Использование молочного белка «Анисомин» способствует улучшению функционально-технологических свойств фарша, образует вязкопластичную структуру, что способствует высокоэмульгированной консистенции фарша.
На основе компьютерного моделирования был оптимизирован состав рецептур пастообразных изделий на основе субпродуктов: мяса говяжьих голов, сердца, селезенки, печени, муки из биоактивированных семян нута, полученных путем проращивания, изолята белков рапса, препарата молочного белка «Анисомин» (Нессе, Германия), с использованием в качестве жирового
компонента красного пальмового масла САЖЭТШО. Рецептуры новых пастообразных мясных изделий, реализованные в виде паштета «Новый» и мясного крема «Френди», представлены в табл. 6.
Таблица б
Рецептурный состав пастообразных мясных изделий
Наименование компонента Масса, кг/100 кг
Паштет «Новый» Мясной крем «Френди»
Мясо говяжьих голов 30,0 19,5
Печень говяжья 39,0 46,0
Сердце говяжье - 20,0
Селезенка говяжья 17,0 -
Мука пз проростков бобов нута гидратированная 7,0
Изолят белка рапса гидратированный - 5,5
Лук репчатый пассерованный 1,5 1,5
Морковь бланшированная 2,0 2,0
Пальмовое масло Саго1:то 2,0 4,0
Молочный белок Анисомин 1,0 1,0
Соль поваренная 0,5 0,5
Итого 100 100
Опытными образцами служили пастообразные системы, полученные с заменой мясного сырья на муку, полученную из проростков бобов нута в количестве 7,5 % (паштет «Новый»), и изолят белка рапса в количестве 6 % (мясной крем «Френди»), которые вносили в гидратированном состоянии в соотношении 1:3. В качестве контроля использовали паштет «Для завтрака».
Полученные образцы изделий имеют мажушуюся пастообразную консистенцию, привлекательный внешний вид, оригинальный аромат и вкус, свойственный данному виду изделий (табл. 7). Анализ химического состава эмульгированных изделий показал, что продукты сбалансированы по незаменимым аминокислотам, витаминам и минеральным веществам (табл. 8).
Таблица 7
Органолептические показатели эмульгированных изделий
Наименование показателя Характеристика показателя для продукта
паштет «Новый» мясной крем «Френди»
Внешний вид Батоны с чистой сухой поверхностью, без повреждения оболочки
Консистенция Мажущаяся Пастообразная
Цвет фарша От бежевого до розового, допускается серый оттенок
Вид фарша на разрезе Фарш равномерно перемешан и содержит кусочки моркови и грибов
Запах и вкус Свойственные данному продукту. Вкус в меру соленый. Запах растительных компонентов. Без посторонних привкуса и запаха
Форма, размер и вязка батонов Прямые батоны длиной до 25 см
Таблица 8
Показатели пищевой и биологической ценности эмульгированных изделий
Показатели Паштет «Новый» Мясной крем «Френди»
Влага, % 62,6 68,2
Белок, % 13,5 16,2
Жир, % 10,5 8,5
Углеводы, % 9,0 7,0
Зола,% 1,2 1,3
Аминокислотный состав, г/100 г белка
Лейцин 8,2 9,30
Изолейцин 3,9 4,16
Лизин 8,4 6,54
Метионин + цистин 4,2 6,12
Фенилаланин + тирозин 7,6 5,09
Треонин 5,12 10,00
Триптофан 1,5 5,08
Валин 5,1 6,05
Витаминный состав, мг/100 г
Тиамин В1 0,7 0,80
Рибофлавин В2 0,4 0,12
Пиридоксин В6 0,65 0,70
Токоферол Е 2,3 1,80
Ниацин РР 1,2 2,70
Минеральный состав, мг/100 г
Калий 520 420,0
Кальций 170 185,0
Железо 5,08 6,7
Магний 56 67,0
Натрий 25 28,0
Выход изделий с заменой 7,5 % мясного сырья на муку из проростков составил 115 %, с заменой мясного сырья на 6 % изолята белка рапса - 110 %, что объясняется составом биополимеров вводимых растительных добавок и их композиций с молочным белком Анисомин, обладающих свойствами гидроколлоидов. Способностью модифицированных полимерных систем нута и рапса и их композиций с белком Анисомин связывать воду обусловлен повышенный массовый выход пастообразных продуктов кулинарной готовности в виде мясного паштета и крема.
В результате изучения биологической ценности мясорастительных продуктов путем наращивания биомассы тест-объекта установили, что оба продукта по этому показателю примерно находятся на одном уровне (табл. 9).
Таблица 9
Относительная биологическая ценность белков
Объект исследования Относительная биологическая ценность, % к эталону
Белок яйца 100,0
Паштет «Новый» 83,5
Мясной крем «Френди» 81,6
Паштет «Для завтрака» (контроль) 56,3
Таблица 8
Показатели пищевой и биологической ценности эмульгированных изделий
Показатели Паштет «Новый» Мясной крем «Френди»
Влага, % 62,6 68,2
Белок, % 13,5 16,2
Жир, % 10,5 8,5
Углеводы, % 9,0 7,0
Зола,% 1,2 1,3
Аминокислотный состав, г/100 г белка
Лейцин 8,2 9,30
Изолейцин 3,9 4,16
Лизин 8,4 6,54
Метионин + цистин 4,2 6,12
Фенилаланин + тирозин 7,6 5,09
Треонин 5,12 10,00
Триптофан 1,5 5,08
Валин 5,1 6,05
Витаминный состав, мг/100 г
Тиамин В1 0,7 0,80
Рибофлавин В2 0,4 0,12
Пиридоксин В6 0,65 0,70
Токоферол Е 2,3 1,80
Ниацин РР 1,2 2,70
Минеральный состав, мг/100 г
Калий 520 420,0
Кальций 170 185,0
Железо 5,08 6,7
Магний 56 67,0
Натрий 25 28,0
Выход изделий с заменой 7,5 % мясного сырья на муку из проростков составил 115 %, с заменой мясного сырья на 6 % изолята белка рапса - 110 %, что объясняется составом биополимеров вводимых растительных добавок и их композиций с молочным белком Анисомин, обладающих свойствами гидроколлоидов. Способностью модифицированных полимерных систем нута и рапса и их композиций с белком Анисомин связывать воду обусловлен повышенный массовый выход пастообразных продуктов кулинарной готовности в виде мясного паштета и крема.
В результате изучения биологической ценности мясорастительных продуктов путем наращивания биомассы тест-объекта установили, что оба продукта по этому показателю примерно находятся на одном уровне (табл. 9).
Таблица 9
Относительная биологическая ценность белков
Объект исследования Относительная биологическая ценность, % к эталону
Белок яйца 100,0
Паштет «Новый» 83,5
Мясной крем «Френди» 81,6
Паштет «Для завтрака» (контроль) 56,3
Результаты проведенных исследований доказывают целесообразность применения муки из проростков бобов нута и изолята белков рапса для частичной замены мясного сырья в пастообразных изделиях. Использованные растительные компоненты служат не только как источник аминокислот, комплиментарных аминокислотам мясного сырья, но и как функционально-корректирующие добавки. Показатели пищевой ценности разработанных изделий позволяют рекомендовать их в качестве дополнительного питания людей, рационы которых дефицитны по количеству и качеству белков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Даниелян, И.С. Разработка технологии мясорастительного паштета профилактической направленности [Текст] / И.С. Даниелян // Матер. Междунар. науч.-практ. конф., поев, памяти В.М. Горбатова. - 2016. - Ne 1. - С. 114.
2. Лисицын, А.Б. Современное состояние и перспективы развития мясной отрасли АПК [Текст] / А.Б. Лисицын, Н.Ф. Небурчилова, И.В. Петрунина // Проблемы прогнозирования. - 2016. - № 1. - С. 50-61.
3. Мартемьянова, Л.Е. Свойства растительных белковых препаратов отечественного производства в мясных системах [Текст] /Л.Е. Мартемьянова / / Вестник алтайской науки. - 2015. - № 1 (23). - С. 434-436.
4. Касьянов, Г.И. Особенности конструирования рецептур продуктов героди-етического питания [Текст] / Г.И. Касьянов // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. - 2016. - № 10. - С. 174-186.
5. http://soft.mydiv.net/win/download-STATISTICA.html (Дата обращения 22.07.2017).
6. Антипова, Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов [Текст] / Л.В. Антипова, И.А. Глотова. - М., 2007. - 346 с.
7. Ковалева, O.A. Субпродукты сельскохозяйственных животных как сырье для новых видов консервов функционального назначения [Текст] / O.A. Ковалева, Л.В. Шульгина // Технические науки - от теории к практике. - 2014. - № 38. - С. 100-104.
8. Агунова, Л.В. Оптимизация жирового состава печеночных паштетов функционального назначения [Текст] / Л.В. Агунова // Технологический аудит и резервы производства. - 2015. - Т. 2, № 4 (22). - С. 29-34.
9. Королькова, Н.В. Модификация белковых фракций рапса и подсолнечника под действием экзогенных ферментных комплексов [Текст] / Н.В. Королькова, А.Н. Кубасова, В.И. Манжесов [и др.] // Матер. IX Междунар. конгр. «Биотехнология: состояние и перспективы развития». - 2017. - С. 276-278.
10. Тыщенко, Е.А. Исследование состава и свойств красного пальмового масла, используемого в качестве функционального компонента эмульсионных кремов [Текст] / Е.А. Тыщенко, Л.В. Терещук, Е.Г. Павельева // Техника и технология пищевых производств. - 2010. - Т. 16, No 1. - С. 43-46.
REFERENCES
1. Danielyan I.S. Razrabotka tekhnologii myasorastitel'nogo pashteta profil-akticheskoy napravlennosti [Development of technology of meat and cereal paste a preventive orientation] Mater. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posv. pamyati V.M. Gorbatova, 2016, No 1, P. 114 (Russian).
2. Lisitsyn A.B., Neburchilova N.F., Kovalev I.V. Sovremennoe sostoyanie i per-spektivy razvitiya myasnoy otrasli APK [Current state and prospects of development of meat industry of AIC] Problemy prognozirovaniya, 2016, No 1, pp. 50-61 (Russian).
промышленности
3. Martemyanova L.E. Svoystva rastitel'nykh belkovykh preparatov otechestven-nogo proizvodstva v myasnykh sistemakh [Properties of vegetable protein preparations domestic production in meat systems] Vestnik altayskoy nauki, 2015, No 1 (23), pp. 434-436 (Russian).
4. Kasyanov G.I. Osobennosti konstruirovaniya retseptur produktov gerodietich-eskogo pitaniya [The Peculiarities of designing of formulations products elderly persons nutrition] Nauchnye trudy Kubanskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo univer-siteta, 2016, No 10, pp. 174-186 (Russian).
5. http://soft.mydiv.net/win/download-STATISTICA.html (accessed 22.07.2017).
6. Antipova L.V., Glotova I .A. Metody issledovaniya myasa i myasnykh produktov [Research methods of meat and meat products], Moscow, 2007, 346 pp. (Russian).
7. Kovaleva O.A., Shul'gina L.V. Subprodukty sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh kak syr'e dlya novykh vidov konservov funktsional'nogo naznacheniya [Farm animal by-products as raw materials for new types of canned food of a functional purpose] Tekhnicheskie nauki - ot teorii k praktike, 2014, No 38, pp. 100-104 (Russian).
8. Ahunova L.V. Optimizatsiya zhirovogo sostava pechenochnykh pashtetov funktsional'nogo naznacheniya [Optimization of fat composition in liver pâté with functional purpose] Tekhnologicheskiy audit i rezervy proizvodstva, 2015, T. 2, No 4 (22), pp. 29-34 (Russian).
9. Korolkova N.V., Kubasova A.N., Manzesov V.I., Kurchaeva E.E., Glotova I.A. Modifikatsiya belkovykh fraktsiy rapsa i podsolnechnika pod deystviem ekzogennykh fermentnykh kompleksov [Modification of the protein fractions of canola and sunflower under the action of exogenous enzyme complexes] Mater. IX Mezhdunar. kongr. «Biotekhnologiya: sostoyanie i perspektivy razvitiya», 2017, pp. 276-278 (Russian).
10. Tyshchenko E. A., Tereshchuk L. V., Pavelyev E. G. Issledovanie sostava i svoystv krasnogo pal'movogo masla, ispol'zuemogo v kachestve funktsional'nogo kom-ponenta emul'sionnykh kremov [The Study of the composition and properties of red palm oil used as a functional component of the emulsion creams] Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv, 2010, T. 16, No 1, pp. 43-46 (Russian).
