CC BY
0М.Б. Данилов, д-р техн. наук, проф., e-mail: tmkp@mail.ru А.Ю. Иванов, аспирант, e-mail: aprilpolina@mail.ru Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 664.9
ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ БЕЛКОВО-ЖИРОВОЙ ЭМУЛЬСИИ
ИЗ МОЛОК ЛОСОСЕВЫХ РЫБ
В статье даны результаты изучения биологической ценности и технологических свойств бел-ково-жировой эмульсии на основе молок лососевых рыб (кеты тихоокеанской). Исследованиями выявлено, что белково-жировая эмульсия на основе молок кеты тихоокеанской обладает высокими технологическими характеристиками. Высокая гидрофильность и стабильность эмульсии после тепловой обработки обусловлены значительным содержанием белка и введением стабилизатора «Гелеон-179М». Анализ аминокислотного состава белковой фракции выявил, что в белково-жировой эмульсии сумма незаменимых аминокислот составляет 33,9 %. Высокие значения скора установлены у таких незаменимых аминокислот, как валин (100 %), лизин (128 %), сумма ароматических соединений (фе-нилаланин +тирозин) (146 %). На основе результатов исследований установлено, что белково-жиро-вая эмульсия на основе молок лососевых рыб обладает хорошей биологической ценностью белковой фракции и высокими технологическими свойствами.
Ключевые слова: белково-жировая эмульсия, биологическая ценность, аминокислотный состав, скор, технологические характеристики.
M.B. Danilov, Dr. Sc. Engeneering, Prof.
A.Yu. Ivanov, P.G.
STUDY OF THE BIOLOGICAL VALUE OF PROTEIN-FAT EMULSION
FROM SALMON MILT
The article presents the results of studying the biological value and technological properties ofprotein-fat emulsion based on salmon milk (Pacific chum salmon). Studies have shown that the protein -fat emulsion based on Pacific chum salmon has high technological characteristics. The high hydrophilicity and stability of the emulsion after heat treatment are due to the significant protein content and the introduction of the Geleon-179M stabilizer. Analysis of the amino acid composition of the protein fraction revealed that the amount of essential amino acids in the protein-fat emulsion is 33.9 %. High scores were found for such essential amino acids as valine (100 %), lysine (128%), and the sum of aromatic compounds (phenylalanine +tyrosine) (146%). Based on the results of research, it was found that the protein-fat emulsion based on salmon milt has a good biological value of the protein fraction and high technological properties.
Key words: protein-fat emulsion, biological value, amino acid composition, skor, technological characteristics
Современное экономическое развитие нашей страны неразрывно связано с обеспечением ее продовольственной безопасности, оказывающей предопределяющее влияние на сохранение и укрепление здоровья граждан. Здоровое питание - один из факторов, обеспечивающих нормальное развитие организма человека и создающих необходимые условия для адекватной адаптации его к окружающей среде.
В настоящее время существует проблема здорового питания человека, обусловленная дефицитом питательных веществ в целом и белков в частности, необходимых для обеспечения всех видов жизнедеятельности человеческого организма.
Особое значение в рационе человека имеют белки (протеины), особенно животного происхождения. В настоящее время в мире существует дефицит пищевого белка. В результате имеет место нарушение пищевого статуса, что негативно сказывается на здоровье населения.
Один из путей ликвидации дефицита протеинов - изыскание новых пищевых ресурсов для создания продуктов питания с адекватной биологической ценностью. При этом важно помнить, что при создании продуктов здорового питания они не только должны быть ценными в биологическом отношении, но и отличаться доступностью всем слоям населения страны.
Известно, что пищевые достоинства рыбному сырью придают полноценные белки, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, богатый микро- и макроэлементный состав. Важной особенностью рыбного сырья, особенно морского происхождения, является способствование расщеплению холестерина и, следовательно, предупреждение развития многих заболеваний. Однако в натуральном виде рыбное сырье не является продуктом питания, сбалансированным по основным питательным веществам и полностью удовлетворяющим суточную потребность человека в них [1]. Поэтому разработка технологий биологически полноценных пищевых продуктов, в том числе рыбных, является перспективным и актуальным направлением.
Авторы материала, представленного в статье [2], провели анализ научно-технической литературы, характеризующей существующие на сегодня основные направления и способы повышения биологической ценности рыбных продуктов. В статье было показано, что повышение биологической ценности готового продукта за счет внесения пищевых и биологически активных добавок, обладающих повышенной биологической ценностью, является наиболее распространенным способом. Авторы также отмечают, что разработка и совершенствование технологии рубленых рыбных полуфабрикатов позволяет получать продукт с высокой биологической ценностью, так как обеспечивается равномерное распределение вводимых компонентов по всему объему полуфабриката, что увеличивает эффективность технологического использования нерыбных компонентов.
Целью работы [3] было проведение исследований по определению относительной биологической ценности рыбных паст с использованием икры сельди тихоокеанской. В результате авторами было выявлено, что рыбные пасты с использованием икры сельди тихоокеанской, обогащенные растительными добавками, имеют высокую относительную биологическую ценность. Микробиологические исследования рыбных паст показали, что разработанные продукты после 96 ч хранения удовлетворяют требованиям ТР ЕАЭС 040/2016, что свидетельствует о гарантированной безопасности готовой продукции.
В статье [4] представлен материал, посвященный исследованию возможности использования при производстве фаршевой и кулинарной продукции в качестве основного сырья гигантского тихоокеанского кальмара. Для получения фарша повышенной биологической ценности предложено добавлять в него биологически активные добавки, представленные в виде высокоминерализованной смеси из вторичного сырья от разделки лососевых рыб. Авторы доказали, что при внесении в фарш из кальмара высокоминерализованной добавки из вторичного сырья от разделки горбуши в количестве 20% готовый продукт отвечает всем необходимым требованиям (органолептическим, физико-химическим, микробиологическим) и показателям безопасности. При этом полученный продукт можно отнести по современной классификации к продуктам функционального питания.
В работе [5] учеными были проведены исследования, посвященные изучению биологической ценности рыбных продуктов, предназначенных специально для рациона питания людей, страдающих глютеновой энтеропатией. Результаты показали, что биологическая ценность рыбного фарша, изготовленного с использованием соевой муки и пюре из облепихи, на 2,5 % выше по сравнению с рыбным фаршем, выработанным по традиционной рецептуре. Поэтому разработанный фарш рекомендовано использовать при выработке кулинарной продукции для больных глютеновой энтеропатией.
Однако необходимо отметить, что, по мнению ученых, создание полностью сбалансированного продукта питания по всем показателям практически невозможно [2]. Поэтому на сегодня разработки по созданию продуктов здорового питания направлены преимущественно на корректировку отдельных составляющих пищевой ценности продукта.
Одним из путей решения проблемы дефицита пищевого белка станет создание и внедрение в промышленное производство белково-жировой эмульсии, в которой основным источником белковых веществ являются молоки лососевых рыб, используемые совместно с традиционными многофункциональными пищевыми добавками.
Цель работы - изучение биологической ценности белково-жировой эмульсии из молок лососевых рыб и ее технологических свойств.
Материалы и методы исследования
При переработке рыб семейства лососевых остается большой объем пищевых отходов, к которым относятся и молоки. При этом на предприятиях не существует рациональных технологий, предусматривающих полное использование молок, обычно они направляются на реализацию в мороженом виде. В результате этого использование молок для получения белково-жировых эмульсий с необходимыми биологической ценностью и технологическими характеристиками является актуальным для рыбной отрасли. Молоки - ценное пищевое сырье, источник белка, липидов, витаминов, минеральных веществ.
Объектами исследования в работе были молоки лососевых (кета тихоокеанская) мороженые, хранившиеся не более 3 мес. при температуре минус 18 °С, отвечающие требованиям нормативной документации (ТУ 9267-055-33620410-05), ТР ЕАЭС 040/2016, ТР ТС 021/2011, прошедшие дефростацию [6]; белково-жировая эмульсия (БЖЭ), выработанная с использованием сырых дефростированных молок, шпика свиного, белкового препарата «Гелеон 179М» (ТУ 9187-001-51070597-2008 Добавки пищевые комплексные многофункциональные) и сыворотки молочной (ГОСТ 34352-2017 Сыворотка молочная - сырье. Технические условия).
Технология приготовления БЖЭ включает следующие операции: измельчение до эмульсионной массы, добавление в нее сыворотки и перемешивание в куттере-смесителе в течение 2-3 мин. Далее в массу вводят белковый стабилизатор «Гелеон 179 М» в сухом виде и жиро-сырье и продолжают эмульгирование еще в течение 3-4 мин.
Экспериментальные исследования проводились на кафедре «Технология мясных и консервированных продуктов» ФГБОУ ВО «ВСГУТУ», в центре коллективного пользования «Прогресс» ФГБОУ ВО «ВСГУТУ», научно-исследовательской лаборатории БНЦ СО РАН (г. Улан-Удэ).
В объектах исследования массовую долю влаги определяли методом высушивания при температуре 100-105 °С, белковых веществ - макрометодом, жира - методом экстракции в аппарате Сокслета, минеральных веществ - методом сухого озоления. Технологические свойства эмульсии характеризовали показателями: водоудерживающая способность (ВУС) и стабильность, при их оценке использовали термогравиметрические методики.
Биологическую ценность объектов исследований оценивали по значениям, полученным при применении следующих методов: аминокислотный состав - метод капиллярного электрофореза; коэффициенты биологической ценности: коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС), потенциальная биологическая ценность (ПБЦ), коэффициент утилитарности аминокислоты и коэффициент сопоставимой избыточности аминокислоты - расчетными методами [7, 8].
Результаты исследования и их обсуждение
Известно, что эффективным методом повышения функционально-технологических характеристик мясных и рыбных продуктов является использование в их составе заранее приготовленных эмульсионных систем. Сбалансированное содержание в эмульсии основных веществ можно достичь, комбинируя белок и жиросодержащие компоненты. Ранее проведенными исследованиями была разработана рецептура белково-жировой эмульсии на основе молок тихоокеанских лососей [8]. Использование молок как отходов рыбоперерабатывающей отрасли способствует рациональному использованию животного сырья. Рецептура БЖЭ представлена в таблице 1.
Таблица 1
Рецептура белково-жировой эмульсии
Компоненты Количество, %
Молоки тихоокеанских лососей 39,0
Стабилизатор «Гелеон-179М» 1,0
Шпик свиной 30,0
Сыворотка молочная 30,0
Итого 100,0
Как видно из данных таблицы 1, в состав эмульсии включены белковый компонент -молоки тихоокеанских лососей, жировой компонент - шпик свиной, также внесены в состав рецептуры - стабилизатор «Гелеон-179М», как структуроформирующее вещество, и сыворотка молочная, предназначенная для нивелирования «рыбного» запаха в эмульсии.
Белково-жировую эмульсию с использованием молок кеты вырабатывали в соответствии с технологической инструкцией по производству БЖЭ и с соблюдением требований безопасности ТР ТС 021/2011, ТР ЕАЭС 040/2016.
Химический состав белково-жировой эмульсии представлен в таблице 2.
Таблица 2
Химический состав белково-жировой эмульсии
Показатели Значение, %
Влаги 57,6±0,2
Белка 8,7±0,1
Липидов 30,8±0,1
Углеводов 1,5±0,1
Минеральных веществ 1,4±0,1
Итого 100
Как свидетельствуют данные, представленные в таблице 2, белково-жировая эмульсия имеет высокое содержание белка (8,7 %) и жирового компонента (30,8 %). Содержание углеводов составило 1,5 %, минеральных веществ - 1,4 %. Содержание влаги равно 57,6 % относительно общей массы эмульсии.
Далее были исследованы водоудерживающая способность и стабильность эмульсии (рис).
Рисунок - Функционально-технологические характеристики белково-жировой эмульсии
Данные, представленные на рисунке, свидетельствуют о высоких гидрофильных способностях эмульсии, ВУС достигает 98,1 % и стопроцентной стабильности системы после тепловой обработки за счет высокого содержания белка и введения стабилизатора.
Далее были определены показатели биологической ценности белково-жировой эмульсии, изготовленной с использованием молоки тихоокеанских лососей, полученные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
Аминокислотный состав белково-жировой эмульсии
Показатели Содержание
г/100 г белка «Идеальный белок», г Скор, %
Заменимые аминокислоты, сумма, %
Всего 66,1 - -
Незаменимые аминокислоты, сумма, %
Валин 5,0 5,0 100,0
Изолейцин 3,2 4,0 80,0
Лейцин 4,9 7,0 70,0
Лизин 6,2 5,5 128,0
Треонин 2,9 4,0 72,5
Триптофан 0,8 1,0 80,0
Метионин + цистин 2,1 3,5 60,0
Фенилаланин + тирозин 8,8 6,0 146,0
Всего 33,9
Данные аминокислотного состава белково-жировой эмульсии, приготовленной с использованием молок тихоокеанских лососевых, свидетельствуют о том, что в эмульсии присутствуют и заменимые, и незаменимые аминокислоты. Из заменимых аминокислот, которые в сумме составляют 66,1 %, наибольшее содержание имеют глутаминовая кислота (15 %) и про-лин (13,6 %), наименьшее - цистеин (1,1 %), гистидин (2,0 %), серин (3,6 %) и аспарагиновая кислота (4,9 %).
Анализ количества и качества незаменимых аминокислот показал, что в белках БЖЭ присутствуют все незаменимые аминокислоты. Сумма незаменимых аминокислот в белке бел-ково-жировой эмульсии составляет 33,9 %. Анализ значений аминокислотного скора показал, что в структуре белка БЖЭ имеются аминокислоты, скор которых ниже ста процентов: мети-онин+цистин (60 %), триптофан (80 %), треонин (72,5), лейцин (70 %), изолейцин (80 %). К незаменимым аминокислотам, скор которых равен 100 % и выше, относятся валин (100 %), лизин (128 %), сумма ароматических соединений (фенилаланин + тирозин) (146 %).
Далее на основе аминокислотного состава были вычислены показатели биологической ценности, которые представлены в таблице 4.
Таблица 4
Показатели биологической ценности белков эмульсии
Показатели Характеристика показателя Содержание
Коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС) Характеризует среднюю величину избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо НАК 36,7 %
Потенциальная биологическая ценность (ПБЦ) Потенциальная биологическая ценность белоксодер-жащего продукта можно расчитать как ПБЦ = 100 -КРАС 63,3 %
Коэффициент утилитарности аминокислот Отражает сбалансированность НАК по отношению к эталону 0,6
Коэффициент сопоставимой избыточности Характеризует суммарную массу НАК, не используемых (из-за несбалансированности аминокислотного состава) на анаболические цели, в таком количестве белка, которое по содержанию потенциально утилизируемых НАК эквивалентно их количеству в 100 г эталонного белка 20,0
Анализ показателей биологической ценности белка показал, что БЖЭ из молок лососевых рыб тихоокеанского региона характеризуется невысоким уровнем потенциальной биологической ценности - 63,3 %, это можно объяснить дисбалансом между лизином и серусодер-жащими аминокислотами более, чем в 2 раза. Следует отметить, что при оценке технологических характеристик рыбного сырья скор лизина, равный 100 % и более, обычно служит показателем высокой биологической ценности продукта. В разработанной добавке эмульсионного типа скор лизина - 128 %, поэтому, несмотря на невысокие значения коэффициента утилитарности белка и показателя сопоставимой избыточности, можно отнести БЖЭ к продукту с хорошей биологической ценностью белковой фракции.
Заключение
В результате проведенных исследований выявлено, что белково-жировая эмульсия на основе молок лососевых рыб обладает высокими функционально-технологическими характеристиками. Высокая гидрофильность и стабильность эмульсии после тепловой обработки обусловлена высоким содержанием белка, который удерживает влагу, и введением стабилизатора «Гелеон-179М». Анализ аминокислотного состава выявил, что в БЖЭ сумма незаменимых аминокислот в белковой фракции составляет 33,9 %. Значение скора выше ста у таких незаменимых кислот, как валин (100 %), лизин (128 %), сумма ароматических соединений (фенил-аланин+тирозин) (146 %). На основе скора аминокислот рассчитаны показатели биологической ценности, которые показали, что БЖЭ можно отнести к продукту с хорошей биологической ценностью белковой фракции.
Библиография
1. Байдалинова Л.С., Лысова А.С. Биотехнология морепродуктов. - М.: МИР, 2006. - 560 с.
2. Гусева Л.Б., Корниенко Н.Л. Биологическая ценность рыбных продуктов и способы ее повышения // Научные труды Дальрыбвтуза. - Владивосток, 2015. - Т. 34. - С. 116-121.
3. Ким Г.Н., Дементьева Н.В., Богданов В.Д. и др. Исследование безопасности и биологической ценности рыбных паст с икрой сельди тихоокеанской // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - Воронеж, 2016. - № 5. - С. 48-53.
4. Шевченко В.В, Асфондьярова И.В., Демченко В.А. и др. Фарш из морепродуктов повышенной биологической ценности // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.
- СПб., 2017. - № 1 (46). - С. 129-134.
5. Корнева О.А., Лысенко О.С., Журавлёв Р.А. Оценка биологической ценности кулинарных изделий из рыбного фарша с использованием соевой муки и пюре из облепихи // Материалы XIX Меж-дунар. науч.-практ. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». -Барнаул, 2018. - С. 97-100.
6. Cафронова Т.М. Технология комплексной переработки гидробионтов. - Владивосток, 2002. -
512 с.
7. Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: КолосС, 2001. - 376 с.
8. Забалуева Ю.Ю., Баженова Б.А., Попова А.О.и др. Биологическая ценность мясораститель-ных котлет с белково-углеводно-жировыми суспензиями // Мясные технологии. - 2016. - № 12 (168).
- С. 46-49.
9. Данилов М.Б., Иванов А.Ю. Белково-жировая эмульсия для фаршевых изделий // Вестник ВСГУТУ, 2018. - № 2 (69). - С. 60-66.
Bibliography
1. BaydalinovaL.S., Lysova A.S. Seafood Biotechnology. - M.: MIR, 2006. - 560 p.
2. Guseva L.B., Kornienko N.L. Biological value of fish products and ways to increase it // Scientific works of Dalrybvtuz. - Vladivostok, 2015. -Vol. 34. - P. 116-121.
3. Kim G.N., Dementieva N.V., Bogdanov V.D. et al. Study of the safety and biological value of fish pastes with Pacific herring caviar // Technologies of the food and processing industry of the agro-industrial complex - healthy food products. - Voronezh, 2016. - N 5. - P. 48-53.
4. Shevchenko V.V., Asfondyarova I.V., Demchenko V.A. et al. Minced seafood of increased biological value // Bulletin of the St. Petersburg State Agrarian University. - SPb., 2017. - N 1 (46). - P. 129-134.
5. Korneva O.A., Lysenko O.S., Zhuravlev R.A. Assessment of the biological value of culinary products made from minced fish using soy flour and sea-buckthorn puree // XIX International Scientific and Practical Conference "Modern Problems of Food Engineering and Technology". - Barnaul, 2018. - P. 97-100.
6. Safronova T.M. Technology of complex processing of hydrobionts. - Vladivostok, 2002. - 512 p.
7.AntipovaL.V. Methods for the study of meat and meat products: textbook and study guide for students of a higher educational institution. - M.: KolosS, 2001. - 376 p.
8. Zabalueva Yu.Yu., Bazhenova B.A., Popova A.O. et al. The biological value of meat and vegetable cutlets with protein-carbohydrate-fat suspensions // Meat technologies. - 2016. - N 12 (168). - P. 46-49.
9. DanilovM.B., IvanovA.Yu. Protein-fat emulsion for minced products // Bulletin of ESSUTM. - 2018. - N 2 (69). - P. 60-66.
