CC BY
59
УДК: 663.5
Новая каротинсодержащая биологически активная добавка (БАД) «Тыкверон» -
характеристика и способ получения
Л. П. Бессонова, д-р техн. наук, профессор, Л. В. Антипова, д-р техн. наук профессор,
А. В. Черкасова, аспирант
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Одним из важных направлений развития пищевой промышленности является разработка инновационных технологий, позволяющих расширить ассортимент, повысить конкурентоспособность, улучшить качество и функциональность выпускаемой продукции.
Инновационные технологии в отрасли развиваются по различным направлениям, включая:
• хранение и комплексную переработку сельскохозяйственного сырья;
• производство обогащенных продуктов питания, функционального и специализированного назначения;
• производство пищевых биологически активных добавок (БАД) и др.
Все перечисленные направления тесно взаимосвязаны между собой, и от степени их разработки зависит конкурентоспособность отрасли и привлечение на ее предприятия дополнительных средств.
В условиях санкций, введенных против России странами ЕС и их партнерами, нам особенно важно расширять ассортимент функциональных и специализированных продуктов питания, способствующих укреплению здоровья населения.
Эти группы продуктов можно получать на основе БАД, состоящих из обезвоженного растительного и животного сырья.
Получение БАД нередко базируется на применении инстант-технологий. Инстант-продуктами принято называть продукты в максимальной степени приготовленные к непосредственному безопасному употреблению и имеющие заданный состав, физико-химические свойства и микробиологические показатели [1].
Инстант-технологии, как правило, базируются на традиционных технологических приемах, например, термообработке, диспергировании, смешивании и сушке, позволяющих получить БАД в виде порошков, готовых к употреблению.
Основными преимуществами таких БАД являются:
многокомпонентный состав композиций, смоделированных из высоко-
витаминного сырья, который способствует улучшению химического состава готового продукта функционального назначения;
простота дозирования и технологий введения в обогащаемый продукт;
обеспечение синергетического эффекта, поскольку входящие в состав БАД компоненты усиливают действие друг друга.
Растительное сырье является источником веществ различных классов, обладающих биологической активностью, что широко используют в пищевых технологиях при его переработке. Употребление в пищу продуктов с высоким содержанием каротиноидов связывают со снижением риска различных заболеваний, большинство из которых обусловлено окислительным стрессом, основываясь на антиоксидантной активности соединений этого класса [2]. Это вызывает пристальное внимание к проблемам повышения эффективности использования каротинсодержащего сырья, к которому относится тыква, имеющая при достаточно высоком содержании пектиновых веществ довольно значительное содержание в-каротина [3].
Цель исследования - разработка новой биологически активной добавки «Тыкверон», содержащей бета-каротин
При получении БАД «Тыкверон» в качестве каротинсодержащего сырья использовали тыкву сорта Витаминная. Тыква этого сорта по внешнему виду больше напоминает округлую форму. Плоды могут вырастать по 10-13 кг, транспортабельны, лёжкие и имеют оранжево-зеленый цвет: отличаются высокой урожайностью. Содержание сахаров в тыкве до 7%, сухих веществ - до 12%, каротина -до 30 мг/100 г. Выбор сорта Витаминная обусловлен достаточно высоким содержанием в ней каротина.
Еще одним компонентом, входящим в БАД «Тыкверон», являлся желток куриного яйца, также содержащий каротин. Наибольшее содержание каротиноидов в желтке весной и летом, когда и в рационе используют зеленые
растительные корма. Содержание каротиноидов в желтке яиц уменьшается обычно в конце зимы, когда в корм добавляют травяную муку, в которой при длительном хранении происходит разрушение каротина.
В соответствии с технологией, предложенной компанией DSM Nutritional Products, позволяющей получить водорастворимые формы жирорастворимых ингредиентов, активная субстанция (в нашем случае каротиноиды) внедряется в матрицу-носитель (желток), которая защищает ее от влаги, кислорода, влияния перекисей, активных форм металлов. В результате изменяются физические характеристики (растворимость, дисперсность), повышается механическая устойчивость [4].
Для увеличения устойчивости эмульсии, образующейся в процессе взбивания желтка куриного яйца (матрицы) с активной субстанцией (тыквой), и повышения усвояемости каротиноидов [5], ее предварительно варили на пару и измельчали.
С целью сохранения всех полезных свойств яичный желток варили при температуре Т = 60 °С в течение 1,5-2,0 ч. При этом желток приобретает консистенцию помадки, которая в дальнейшем хорошо сбивается и эмульгируется.
Для получения витаминизированной смеси кремообразного вида проводили взбивание яичного желтка (термически обработанного) до увеличения его объема в два раза, а затем в желток добавляли различное количество тыквы, сваренной на пару, а также сахар и лимонную кислоту (для стабилизации смеси) и подвергали сублимационной сушке
Для оптимизации состава БАД «Тыкверон» проводили планирование полнофакторного эксперимента (табл. 1), на основании которого были получены оптимальные сочетания компонентов в смеси и построена функция желательности (рис. 1).
Как видно из рис. 1, оптимальное содержание измельченной тыквы в смеси составляет Х = 123,17, сахара Х4 = 20,0 и лимонной кислоты Х5 = 3,5 г соответственно; тогда со-
ф
УНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
ТЕМА НОМЕРА
Таблица 1
План полнофакторного эксперимента
№ Масса измельченной тыквы, Х1 Масса сахара, Х2 Масса лимонной кислоты, Х3 Содержание бета-каротина, Y1
1 95,23 10,00 2,00 78,00
2 123,17 10,00 2,00 82,70
3 95,23 20,00 2,00 78,00
4 123,17 20,00 2,00 87,40
5 95,23 10,00 3,50 78,00
6 123,17 10,00 3,50 82,70
7 95,23 20,00 3,50 78,00
8 123,17 20,00 3,50 96,72
Рис. 1. Профили предсказанных значений и функции желательности состава витаминизированной смеси
Физико-химические характеристики БАД «Тыкверон»
Таблица 2
Сыпучесть Влажность, Гранулометрический состав
Объемная масса, кг /м3 Скорость вытекания Угол естест. откоса, град Диаметр сита, мм Остаток на сите Форма и размер
% г %
434,7 3,46 30 Х1=5,0 3,0 0 0 Углы неровные,
3,55 30 Х2=3,0 12,0 0 0 кристалличе-
3,40 35 1,0 0 0 ское вещество; средний размер частиц менее
3,38 30 0,5 0 0
3,49 530 0,2 0 0 1 мм, max = 5 мм; А = 0,05; L43 = 0,05 ср '
Дно 15 100
Хр=3,456 хср= 30,6 X =4 0 ср 15,0 100,0
0,2 0,18 Ь 0,16
0
Ёо 0,14
1 0,12
0 0,1
1 0,08
ГО '
s 0,06
U '
° 0,04 | 0,02 0
II
100 150 200
Содержание тыквы в добавке, г Рис. 2. Изменение антиоксидантной активности в зависимости от массовой доли тыквы в БАД «Тыкверон»
держание бета-каротина в витаминизированной смеси будет равно У = 90,885 мг.
Оптимизированный рецептурный состав использовали при приготовлении БАД «Тыкверон». Витаминизированную смесь, приготовленную по оптимальной рецептуре, подвергали сублимационной сушке.
Порошок, полученный в результате сушки, имел оранжево-желтый цвет и приятный, ярко выраженный тыквенный вкус. На заключительном этапе определяли его физико-химические свойства: сыпучесть, объемную массу, гранулометрический состав и растворимость (табл. 2).
Как видно из табл. 2, порошок БАД характеризуется низкой влажностью, высокой сыпучестью, о чем свидетельствуют скорость вытекания и угол естественного откоса, однородным гранулометрическим составом, так как 100% порошка прошло через сита.
Растворимость порошка в воде определяли методом измерения массы сухого остатка; она составила 58%.
Содержание витаминов определили в Воронежской областной ветеринарной лаборатории. Характеристика состава БАД «Тыкверон» приведена в табл. 3.
Таблица 3 Характеристика состава БАД «Тыкверон»
Показатель БАД «Тыкверон»
Витамин, А, МЕ/г 4,619 ± 0,924
Витамин Е, МЕ/г 73,422 ± 23,495
Витамин Д3, МЕ / г < 0,04
Сырой протеин, % 9,85 ± 0,3
Далее в БАД «Тыкверон» определяли антиоксидантную активность (табл. 4).
Таблица 4 Антиоксидантная активность БАД «Тыкверон»
Масса тыквы в БАД «Тыкве- Антиоксидантная активность, ммоль акт. кислорода/кп
рон», г
100 0,13379
150 0,15648
200 0,19909
Более наглядно данные табл. 4 представлены на рис. 2.
Как видно на рис. 2, увеличение массы тыквы в БАД ведет к росту антиоксидантной активности.
На заключительном этапе на основании результатов выполненных исследований была разработана структурная схема создания БАД функционального назначения (рис. 3).
Как видно из рис. 3, разработка БАД «Тыкверон» функционального
Новая каротинсодержащая биологически активная добавка (БАД) «Тыкверон» - характеристика и способ получения
Ключевые слова
бета-каротин; инстант-технологии; планирование полнофакторного эксперимента; физико-химические показатели; функциональные продукты
Реферат
В статье рассматривается способ получения новой каротинсодер-жащей биологически активной добавки «Тыкверон», которая обладает антиоксидантными, антиканцерогенными и иммуномодулирующими свойствами и способствует оздоровлению. Отличительной особенностью получения БАД «Тыкверон» является совместное использование животного (желток куриного яйца) и растительного (тыква) сырья, применение инстант-технологий, которые позволяют получить БАД в виде порошка, готового к обогащению пищевых продуктов без предварительной подготовки. Кроме того, использование куриного желтка в качестве матрицы каротинидов позволяет получить водорастворимые формы за счет образования наноэмульсий, о чем свидетельствует показатель растворимости БАД. Рецептурный состав витаминизированной смеси включает: яичный желток, сваренный при температуре 60 °С в течение 1,5-2,0 ч до консистенции помадки; тыкву, сваренную на пару до готовности и измельченную; сахар и лимонную кислоту. Соотношение компонентов, входящих в состав витаминизированной смеси, получено в ходе планирования полнофакторного эксперимента с помощью программы БТАТ1БТ1СА. Исходные компоненты взбивали и подвергали вакуум-сублимационной сушке при остаточном давлении 30-50 Па до влажности 4,0%. Полученный после сушки порошок имел оранжево-желтый цвет и приятный, ярко выраженный тыквенный вкус. В статье приведены результаты исследований физико-химических и химических показателей качества БАД «Тыкверон». Экспериментальные исследования проводили в условиях НИЛ кафедры технологии переработки продуктов животного происхождения (ТПЖП) Воронежского государственного университета инженерных технологий (ВГУИТ). Содержание витаминов определяли в Воронежской областной ветеринарной лаборатории.
Авторы
Бессонова Людмила Павловна, д-р техн. наук, профессор, Антипова Людмила Васильевна, д-р техн. наук профессор, Черкасова Анна Владимировна, аспирант
Воронежский государственный университет инженерных технологий, 394036, г. Воронеж, пр. Революции, д. 19, [email protected]
назначения состоит из трех основных этапов:
1. Разработка основных принципов.
2. Выбор сырья.
3. Разработка технологии получения БАД.
Указанные этапы тесно взаимосвязаны между собой, а последовательное их выполнение дает возможность получить БАДы функционального назначения, отвечающие требованиям, предъявляемым к ним ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
ЛИТЕРАТУРА
1. Воскобойников, В. А. Основные методы производства инстант-продук-тов/В. А. Воскобойников // Пищевая промышленность. - 2015. - № 7. - С. 21-23.
2. Johnson, E. J. The role of carotenoids in human health/E. J. Johnson // Nutr. Clin. Care. - 2002. - № 5. - Р. 56-65.
3. Бакулина, О. Н. Каротиноиды: извлекаем пользу/О. Н. Бакулина, Т. Э. Некрасова // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. - 2009. - № 1. - С. 44-46.
4. Шатнюк, Л. Н. Использование инновационных ингредиентов в молочной индустрии: научное обоснование и практический опыт/Л. Н. Шатнюк, В. М. Ко-денцова, О. А. Вржесинская// Пищевая индустрия. - 2012. - № 2. - С. 22-25.
5. Бессонова Л. П. Разработка новой биологически активной добавки «Бета-рон»/Л. П. Бессонова [и др.] // Пищевая промышленность. - 2015. - № 7. -С. 40-43.
New Carotene-Containing Dietary Supplement «Tykveron» -Characteristics and Method of Producing
Key words
beta carotene; an insant - technologies; planning of full-factorial experiment; physical and chemical indicators; functional products
Abstracts
In article the way of receiving the new karotinsoderzhashchy Tykveron dietary supplement containing a beta - carotene is considered. which possesses antioxidant, anti-cancerogenic and immunomodulatory properties and promotes improvement. Distinctive feature of receiving Tykveron dietary supplement is sharing of an animal (an egg yolk) and vegetable (pumpkin) raw materials, application an insant - technologies which allow to receive dietary supplement in the form of the powder ready to enrichment of foodstuff without preliminary preparation. Besides, use of a chicken yolk as a matrix of karrotinid, allows to receive water-soluble forms of these ingredients, due to formation of nanoemulsions to what the indicator of solubility of dietary supplement testifies. The prescription structure, the vitaminized mix includes: the egg yolk welded at a temperature of 600C within 1,5-2,0 hours to a fondant consistence, the pumpkin cooked on couple to readiness and crushed sugar and lemon acid. The ratio of the components which are a part of the vitaminized mix is received during planning of full-factorial experiment by means of the STATISTICA program. Initial components were shaken up and subjected vacuum - sublimation drying with a residual pressure of 30-50 Pas to humidity - 4,0%. The powder received after drying, had orange-yellow color and pleasant, pronounced pumpkin taste. Results of researches of physical and chemical and chemical indicators of quality of Tykveron dietary supplement are given in article. Pilot studies were conducted in conditions NILE of chair of technology of processing of products of an animal origin (TPZhP) of the Voronezh State University of Engineering Technologies (VSUET). The content of vitamins was defined in the Voronezh regional veterinary laboratory.
Authors
Bessonova Lyudmila Pavlovna, Doctor of Technical Science, Professor, Antipova Lyudmila Vasilyevna, Doctor of Technical Science, Professor, Cherkasova Anna Vladimirovna, Graduate Student Voronezh State University of Engineering Technology, 19, Pr. Revolyutsii, Voronezh,394036, [email protected]
