CC BY
43
УДК 665.213.9:664.959.5:664.959.2 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПОЛУЧЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ГИДРОЛИЗАТОВ
из голов копченой кильки в технологии обогАщенных
КРЕКЕРОВ Е. Б Сумина, О. Я. Мезенова
STUDIES ON THE PREPARATION AND USE OF HYDROLYSATES
FROM THE HEADS OF SMOKED SPRATS IN THE TECHNOLOGY OF ENRICHED CRACKERS
E. B. Sumina, O. Ya. Mezenova
Исследован биопотенциал голов кильки балтийской горячего копчения (отходов от производства шпрот с рыбоперерабатывающих предприятий) для использования в технологии пищевых гидролизатов. Разработана технология белко-во-липидной добавки из голов копченой кильки на основе процесса гидротермолиза. В головах копченой кильки содержится большое количество полезных биологически активных веществ: белки с незаменимыми аминокислотами, жиры с полиненасыщенными жирными кислотами, витамины группы В и др. Показано рациональное использование белково-липидной добавки в производстве крекеров, в рецептуры которых вместо жира растительного происхождения и воды была введена разработанная добавка на основе шпротного гидролизата. Добавка обогатила состав крекеров ценными жирами и белками, коптильными и водорастворимыми азотистыми компонентами копченых голов кильки. Усовершенствование технологии пищевой добавки заключалось в использовании только термического метода, отсутствие центрифугирования придавало желаемое присутствие натурального килечного жира. Белково-липидная добавка не подвергалась декантированию (не разделялась), а использовалась как белково-липидный комплекс, тем самым повышая органолептические свойства продукта. Пищевая добавка применялась в жидкой и сухой формах. Обогащенные крекеры имеют повышенную пищевую ценность, приятные органолептические характеристики. Пищевая добавка придает продукту приятный запах копчености с рыбным (шпротным) оттенком. Определен химический состав белково-липидной добавки и обогащенных крекеров, описаны преимущества ее изготовления на основе шпротного гидролизата и применения в составе пищевых продуктов. Крекеры с белково-липидной добавкой рекомендуется употреблять здоровым людям без заболевания желудочно-кишечного тракта.
пищевая добавка, белково-липидный гидролизат, рыбные отходы, головы копченой кильки, термогидролиз, крекеры, обогащенный продукт
The paper examines biological potential of Baltic hot-smoked sprat heads (waste from the production of sprat from fish processing enterprises) for use in hydrolysate technology. The technology of protein-lipid supplement made of smoked sprat heads
has been developed on the basis of the hydrothermolysis process. Smoked sprat heads contain a large number of useful biologically active substances: proteins with essential amino acids, fats with polyunsaturated fatty acids, B vitamins and others. It shows the rational use of protein-lipid supplements in the production of crackers, in the formulations of which the developed additive has been introduced instead of vegetable fat and water. The additive enriched the composition of crackers with valuable fats and proteins, smoke and water-soluble nitrogenous components of sprat. Improving the technology of the food additive meant only the use of the thermal method; lack of centrifu-gation gave the desired presence of natural sprat fat. The protein-lipid additive was not decanted (not separated), but was used as a protein - lipid complex, thereby enhancing the organoleptic properties of the product. The food supplement was used in liquid and dry forms. Enriched crackers have an increased nutritional value and pleasant organoleptic characteristics. The food additive gives the product a pleasant smoky smell with a fish (sprat) flovour. The chemical composition of the protein-lipid supplement and enriched crackers has been determined; the advantages of its manufacturing on the basis of sprat hydrolyzate and application in food composition have been described. Crackers with a protein-lipid supplement are recommended to be used by healthy people without gastrointestinal diseases.
food supplement, protein-lipid hydrolyzate, fish waste, smoked sprat heads, thermohydrolysis, crackers, enriched product
ВВЕДЕНИЕ
В Калининградской области остро стоит вопрос о переработке отходов от производства консервов «Шпроты в масле», которые вырабатываются из кильки (или салаки) горячего копчения, предварительно обезглавленной. На основных производителях консервов «Шпроты в масле» в регионе - рыбоконсервном комплексе ООО «РосКон» и СПК «Рыболовецкий колхоз "За Родину"» - за сутки накапливается от 700 кг до 2 т копченых голов кильки, а в ближайшей перспективе их количество вырастет до 6-8 т/сут. Эти отходы не подлежат переработке на рыбную муку, гидролизаты и другую кормовую продукцию, поскольку они содержат коптильные компоненты, которые противопоказаны животным и птице. Их нельзя использовать на удобрения, производство технической продукции, утилизировать сжиганием или другим способом из-за незаконности и экологической опасности [1].
В головах копченой кильки содержится большое количество биологически активных веществ: ценные белки со всеми незаменимыми аминокислотами, уникальные жиры с полиненасыщенными жирными кислотами, витамины группы В, микроэлементы, нуклеиновые кислоты, водорастворимые азотистые соединения, полезные коптильные компоненты [2, 3]. Последние выполняют в сырье функции консервантов, антиоксидантов, вкусоароматических добавок [1].
Актуальным и целесообразным представляется применение гидролизатов в технологии изготовления крекеров в качестве белково-липидной пищевой добавки, дополняющей вкусоароматические характеристики готовой продукции, энергетическую и биологическую ценность, являющейся консервантом, антиоксидантом [2].
Крекер - мучное кондитерское изделие слоистой структуры с маслянистой поверхностью, массовой долей общего сахара не более 10, массовой долей жира -
не менее 10, массовой долей влаги - не более 7 % [4, 5]. Это любимая еда детей, школьников, подростков, студентов, взрослых людей и пенсионеров. Их любят употреблять в качестве закуски к пиву, чаю, сокам и другим напиткам.
Однако в химическом составе крекеров преобладают углеводы, они бедны ценным для нашего организма белком, жирорастворимыми витаминами, полиненасыщенными жирными кислотами и не могут считаться сбалансированным продуктом [4]. В состав теста для крекеров вводят, как правило, жировые композиции на пальмовом масле, включающие гидрированные транс-жиры. Для улучшения вкуса, аромата, повышения пищевой ценности крекеров предлагается вводить вместо традиционной жировой композиции и воды в их состав пищевую белково-липидную добавку (жидкая форма), получаемую из голов копченой кильки методом термогидролиза по технологии Центра передовых технологий белка кафедры пищевой биотехнологии ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» [2, 3]. Данным обогащением можно не только повысить процентное содержание белка и органолептические свойства нового продукта, но и заменить жировую фракцию в составе крекеров на натуральный жир рыб, выделенный из килечных голов и содержащийся в шпротном гидролизате.
Целью работы явилось совершенствование технологии получения липидно-белковых гидролизатов из копченых голов кильки - отходов от производства шпрот и обоснование их использования для производства крекеров. Для достижения поставленной цели исследовали биопотенциал голов кильки балтийской горячего копчения и обосновывали получение из них пищевой добавки на основе процесса гидротермолиза, изучали органолептические свойства и химический состав полученной белково-липидной добавки, названной «Шпротный гидролизат», исследовали возможность ее внесения в состав рецептур традиционных крекеров.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследовании использовали белково-липидный гидролизат, в состав которого входят головы кильки копченой (СПК «Рыболовецкий колхоз 'За Родину"», ООО «РосКон» - Калининградская обл.). Изготовление пищевой добавки проводили при помощи термогидролиза (рыбное сырье : вода - 2 : 1) В состав крекеров входили мука пшеничная (ОАО «Макфа», Челябинская обл.), белково-липидный гидролизат (г. Калининград), соль пищевая «Экстра» (ООО «Руссоль», г. Оренбург) и сода пищевая (АО «Башкирская содовая компания», Республика Башкортостан). Экспериментальные образцы крекеров вырабатывали с добавлением белково-липидного гидролизата в жидкой и сухой форме, а также без добавки (контрольный образец). Определение органолептических показателей проводили по общепринятым методикам. Значения показателей пищевой ценности крекеров определяли расчетным путем. Для определения белка в белково-липидном гидролизате использовали метод Кьельдаля, массовой доли жира - экстракционный способ на приборе Сокслета.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В Центре передовых технологий белка кафедры пищевой биотехнологии ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» проводили исследования по химическому составу голов копченой кильки, взятых на
двух перерабатывающих предприятиях региона (СПК «Рыболовецкий колхоз "За Родину"» и ООО «РосКон»).
Таблица 1. Химический состав голов копченой кильки [6]
Table 1. Chemical composition of smoked sprat heads [6]
Дата взятия проб, предприятие Наименование отходов Содержание, г на 100 г отходов Содержание, г на 100 г сухих веществ
влага жир белок зола сухие вещества сухие вещества жир белок зола
21.09.2017, от Рыболовецк ого колхоза «За Родину» Головы кильки горячего копчения 55,6 20,3 18,3 5,78, в т. ч. соль 1.82 44,36 100 45,78 41,19 13,03, в т. ч. соль 4,10
2.12 2017, от ООО «РосКон» Головы кильки горячего копчения 61,1 15,8 18,1 5,07 38,92 100 40,55 46,53 13,02
Из табл. 1 видно, что головы копченой кильки содержат достаточное количество ценных для организма протеинов и липидов, которые можно использовать в качестве источника белка и жира для изготовления новой пищевой добавки.
На кафедре пищевой биотехнологии ФГБОУ ВО «КГТУ» из копченых голов кильки была разработана пищевая добавка, названная «Шпротный гидроли-зат», представляющая собой жидкость с натуральными компонентами копченой кильки без химических добавок. Она может иметь две формы (сухую и жидкую). Сухая форма компактна и удобна в хранении, транспортабельна. Жидкая предназначена для непосредственного употребления и не требует дополнительной обработки. При обосновании технологии белково-липидной добавки за основу был взят традиционный способ, включающий следующие операции [2, 3]: приём и подготовка сырья; мойка, очистка от посторонних включений; измельчение; добавление воды в соотношении 2:1, подготовка к процессу; термогидролиз (т=3 ч, Т^ЗОХ); фильтрация. В результате рыбное сырье распадается на две фракции -жидкую и твердую. Твердая, получаемая после фильтрации, посылалась на дегидратацию и тонкое измельчение (сухая форма добавки). Жидкая форма добавки (декантированная белково-липидная фракция) направлялась в состав рецептур крекеров.
Усовершенствование технологии добавки заключалось в отсутствии операций ферментолиза, проведение гидролиза обусловило желаемое присутствие жира шпрот в жидкой форме добавки. Белково-липидная фракция не разделялась, а применялась как белково-липидный комплекс. Этим фактом можно не только повысить процентное содержание белка и органолептические свойства нового продукта, но и заменить жировую фракцию в составе крекеров на натуральный рыбий жир. На рис. 1 представлена технология изготовления белково-липидного гидролизата.
Рис. 1. Технологическая схема производства белково-липидного гидролизата Fig. 1. Flow chart showing the production of protein-lipid hydrolysate
Далее была проведена органолептическая оценка качества пищевой добавки с учетом коэффициентов значимости, представленная в табл. 2 [7].
Из табл. 2 видно, что органолептическая оценка «Шпротного гидролизата», рассчитанная с учетом коэффициентов значимости, достаточно высокая и составляет 9,9 баллов. Это позволяет рекомендовать ее использование в составе рецептур оригинальных печений - соленых крекеров, в которых желательным представляется оттенок копченой рыбы. Базовая технологическая схема изготовления крекеров показана на рис. 2.
Таблица 2. Органолептическая оценка качества белково-липидного гидролизата с учетом коэффициентов значимости
Table 2. Organoleptic quality assessment of thy protein-lipid hydrolyzate, taking into account the coefficients of significance
Эксперт Внешний вид Цвет Аромат Вкус Консистенция Сумма
1 5 5 5 4 5 23
2 5 5 5 4 5 23
3 5 5 5 4 5 24
Сумма баллов 15 15 15 12 15 70
Средний балл 5 5 5 4 5 23,2
Коэффициент 0,4 0,3 0,5 0,5 0,3 2
значимости
Суммарная оценка с 2 1,5 2,5 2,4 1,5 9,9
учетом коэффициента значимости, баллы
Формование
T
Выпекание (t=180°C, т=15 мин)
i
Упаковывание, хранение, реализация
Рис. 2. Технологическая схема производства крекеров Fig. 2. Flow chart showing the production of crackers
В экспериментальных исследованиях по разработке нового продукта из рецептуры исключили маргарин, являющийся вредным для организма человека, а также воду, и эти компоненты заменили белково-липидную добавку «Шпротный гидролизат», содержащий рыбный жир и водную фракцию, сахар, дрожжевая суспензию. Разработанное тесто для крекеров использовалось по бездрожжевому типу.
В экспериментах было изготовлено три партии образцов крекеров:
- образец № 1 (контрольный образец) - без внесения пищевой добавки;
- образец № 2 - крекеры с белково-липидной добавкой (жидкая форма);
- образец № 3 - крекеры с белково-липидной добавкой (сухая форма). Органолептическая оценка качества образцов представлена в табл. 3.
Таблица 3. Органолептическая оценка качества экспериментальных образцов крекеров
Table 3. Organoleptic quality assessment of three crackers samples_
Наименование показателя Характеристика
образец №1 образец №2 образец №3
Вкус и запах Выраженный, свойственный вкусу и аромату, сформированному в процессе выпечки, без постороннего привкуса и запаха Выраженный, свойственный вкусу и аромату, сформированному в процессе выпечки, с оттенком копчености, приятный, без постороннего привкуса и запаха Выраженный, свойственный вкусу и аромату, сформированному в процессе выпечки, с оттенком копчености, без постороннего привкуса и запаха
Форма Соответствующая данному виду изделия, в виде рыбы, без вмятин, трещин, повреждений углов и краев Соответствующая данному виду изделия, в виде рыбы, без вмятин, трещин, повреждений углов и краев Соответствующая данному виду изделия, в виде рыбы, без вмятин, трещин, повреждений углов и краев
Поверхность Гладкая, с наличием сквозных проколов, с незначительным наличием вздутий Гладкая, с наличием сквозных проколов, с незначительным наличием вздутий Гладкая, с наличием сквозных проколов, с незначительным наличием вздутий
Цвет Равномерный, светло-соломенный, более темная окраска вздутий и краев Равномерный, соломенный, более темная окраска вздутий и краев Равномерный, соломенный, более темная окраска вздутий и краев
Вид на изломе Пропеченное изделие без следов непромеса, без рыбных компонентов Пропеченное изделие без следов непромеса с незначительным наличием рыбных компонентов Пропеченное изделие без следов непромеса с незначительным наличием рыбных компонентов
Как видно из табл. 3, образец № 1 обладает выраженным вкусом и ароматом, сформированным в процессе выпечки, без постороннего привкуса и запаха. Образцы крекеров, обогащенных добавкой (образцы № 2 и 3), обладают приятным привкусом копченой рыбы и соответствующими ароматическими характеристиками, имеют однородный соломенный цвет, на краях окраска более темная. У всех образцов наблюдается однородная консистенция, поверхность одинаковая, гладкая, с проколами и незначительными вздутиями. На изломе у образцов № 2 и 3 наблюдаются незначительные включения рыбных компонентов.
Также по данным табл. 3 можно наблюдать, как пищевая добавка «Шпротный гидролизат» значительно влияет на изменение органолептических свойств вкуса, показатели увеличиваются в положительную сторону, что свидетельствует
об улучшении вкусовых качеств продукта. Образцы № 2 и 3 незначительно отличаются значениями своих показателей. Из данного факта можно сделать заключение: пищевую добавку можно использовать в жидкой форме, без сушки, что существенно упростит и удешевит технологию и продукт, поскольку можно не использовать дорогостоящую леофильную сушку для получения порошка. Внесение пищевой добавки «Шпротный гидролизат» в сухом и/или жидком виде придает продукту приятный запах копчености с рыбным (шпротным) оттенком, тем самым улучшаются органолептические показатели крекеров как закусочных кулинарных мучных изделий.
На следующем этапе были проведены сравнительные исследования показателей пищевой ценности обогащенных крекеров, названных «Хрустики», изготовленных с добавлением и без добавления белково-липидной добавки. Результаты представлены в табл. 4 и 5 [6].
Таблица 4. Показатели пищевой ценности традиционных крекеров (контроль), г на 100 г
Table 4. Nutritional values of crackers (control), g per 100 g_
Наименование показателей Содержание, г на 100 г сырья
Вода 7,4
Белок 9,6
Жир 13
Углеводы 70
Таблица 5. Показатели пищевой ценности крекеров «Хрустики», обогащенных белково-липидной добавкой «Шпротный гидролизат», г на 100 г Table 5. Nutritional values of "Khrustiki" crackers enriched with the food supplement, g per 100 g_
Наименование показателей Содержание, г на 100 г сырья
Вода 6,8
Белок 10,2
Жир 15
Углеводы 68
Из табл. 5 видно, что белково-липидная добавка повышает пищевую ценность крекеров, обогащая их белком и жиром, содержащим ценные аминокислоты и полиненасыщенные жирные кислоты. Важным фактором при этом является улучшение аромата и вкуса готовой продукции за счет привнесения привкуса насыщенности и приятного аромата копчености.
ВЫВОДЫ
1. Белково-жировая добавка, изготовленная на основе термогидролиза голов копченой кильки и названная «Шпротный гидролизат», характеризуется высоким содержанием натурального килечного жира и рыбного белка, приятными органолептическими свойствами.
2. Усовершенствована технология крекеров, названных «Хрустики», путем внесения в состав рецептуры новой натуральной пищевой добавки «Шпрот-
ный гидролизат» вместо традиционных жировой растительной фракции (маргарина) и воды.
3. Проведена сравнительная органолептическая оценка качества обогащенных крекеров с новой добавкой в жидкой и сухой формах; установлены особенности аромата, вкуса, консистенции новой продукции; готовые крекеры обладают высокими органолептическими свойствами и повышенной пищевой ценностью, имеют приятные вкус и запах с легкими оттенками рыбной копчености.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Биотехнология рационального использования гидробионтов: учебник / под ред. О. Я. Мезеновой. - Санкт-Петербург: «Лань», 2013. - 416 с.
2. Мезенова, О. Я. Биопотенциал вторичного рыбного сырья / О. Я. Мезе-нова, А. Хелинг, Т. Мерзель // Известия вузов. Пищевая технология. - 2018. -№ 1. - С. 11-18.
3. Мезенова, О. Я Перспективы получения и использования протеинов из вторичного рыбного сырья / О. Я. Мезенова // Вестник Международной академии холода. - 2018. - №1. - С. 5-10.
4. Галанов, В. С. Кондитерские изделия / В. С. Галанов. - Москва: Изд-во «Вече», 2003. - 416 с.
5. ГОСТ 14033-2015 «Крекер. Общие технические условия».
6. МакКанс, Р. А. Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов / Р. А. МакКанс, Э. Виддоусон: пер. с англ. / под общ. ред. д-ра мед. наук А. К. Батурина. - Санкт-Петербург: Профессия, 2006. - 416 с. [Robert Alexander McCans, Elsie Widdowson. Chemical composition and energy value of food. London: Royal Society of Chemistry, 2002. 554 р.]
7. Сафронова, Т. М. Органолептическая оценка рыбной продукции: справочник / Т. М. Сафронова. - Москва: Агропромиздат, 1985. - 216 с.
REFERENCES
1. Mezenova O. Ya. Biotekhnologiya racional'nogo ispol'zovaniya gidrobiontov: uchebnik [Biotechnology of the rational use of hydrobionts]. Saint-Petersburg, Lan', 2013, 416 p.
2. Mezenova O. Ya., Heling A., Merzel' T. Biopotencial vtorichnogo rybnogo syr'ya [Biological potential of secondary fish raw materials]. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya, 2018, no. 1, pp. 11-18.
3. Mezenova O. Ya. Perspektivy polucheniya i ispol'zovaniya proteinov iz vtorichnogo rybnogo syr'ya [Prospects for the production and use of proteins from secondary fish raw materials]. Vestnik Mezhdunarodnoy Akademii Holoda, 2018, no. 1, pp. 5-10.
4. Galanov V. S. Konditerskie izdeliya [Confectionery]. Moscow, Veche, 2003,
416 p.
5. GOST 14033-2015 Kreker. Obshchie tekhnicheskie usloviya [Crackers. General technical specifications].
6. Baturina A. K., McCance R. A., Widdowson E. Chemical composition and energy value of foods. 6th ed. London, Royal Society of Chemistry, 2002. 554 p. (Russ. Ed.: Baturina A. K., MakKans R. A., Viddouson E. M. Himicheskij sostav i ehnergeti-cheskaya cennost' pishchevyh produktov. Saint-Petersburg, Professiya, 2006, 416 p.).
7. Safronova T. M. Organolepticheskaya ocenka rybnoy produktsii: spravochnik [Organoleptic evaluation of fish products: reference book]. Moscow, Agropromizdat, 1985, 216 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Сумина Елена Борисовна - Калининградский государственный технический университет; студент; E-mail: [email protected]
Sumina Elena Borisovna - Kaliningrad State Technical University, student; E-mail: [email protected]
Мезенова Ольга Яковлевна - Калининградский государственный технический университет; доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой пищевой биотехнологии; E-mail: [email protected]
Mezenova Olga Yakovlevna - Kaliningrad State Technical University; Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Food Biotechnology; E-mail: [email protected]
