Обоснование использования биологически-активных растительных экстрактов при создании комбинированных пищевых продуктов с функциональными свойствами Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Данный алгоритм был разработан и реализован средствами математического пакета Mathcad 11.0.

Зависимость динамической вязкости модельных водных растворов с одновременным присутствием крахмала, каррагинана и пектина от их дозировок в системе представлена на рис. 2.

По структуре, расположению и степени близости линий уровня регрессионной поверхности (рис. 2) можно утверждать, что динамическая вязкость раствора с совместным присутствием крахмала, каррагинана

и пектина увеличивается, а также сделать вывод о степени влияния концентрации структурообразователей на динамическую вязкость и расположить рассматриваемые факторы в ряд по убыванию: массовая доля крахмала - массовая доля каррагинана - массовая доля пектина.

Работа выполнена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России » на 2009-2013 гг.

Поступила 17.09.09 г.

USAGE OF MATHEMATICAL MODELING WHEN ELABORATING COMPOSITE STRUCTURE-BUILDERS

N.A. BUGAETS, S.V. USATIKOV, M.YU. TAMOVA, I.A. BUGAETS

Kuban State Technological University,

2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; ph.: (861) 259-65-92, e-mail: bugaec-iv@yandex.ru

With the view to create a composite structure-builder for food concentrates an algorithm of data-processing has been developed and realized by means of mathematical packet Mathcad 11,0 in order to build Gauss Triangle in technologically acceptable concentration range of structure-builders.

Key words: food concentrates, starch, carraginan, pectin, mathematical modeling, Gauss triangle.

637.1

ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХЭКСТРАКТОВ ПРИ СОЗДАНИИ КОМБИНИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Л.В. ЕНАЛЬЕВА, А.А. БОЧКОВ

Донской государственный аграрный университет,

346493, Ростовская область, пос. Персиановский; тел. : (86360) 3-66-39, электронная почта: dongau@mail.ru

Изучена возможность использования ячменного солодового экстракта в технологии молочно-растительного творожного десерта. На основе органолептических, физико - химических, гистологических показателей определена оптималь -ная дозировка солодового экстракта. Установлено повышение пищевой и биологической ценности нового продукта, возможность использования его в функциональном питании.

Ключевые слова: творожный продукт, ячменный солодовый экстракт, биологическая ценность, продукты функционального питания.

Анализ современной литературы свидетельствует, что солодовые ростки содержат значительное количество биологически активных веществ: 10 водорастворимых витаминов и 11 аминокислот. При солодораще-нии расщепляется около 10-20% крахмала, оставшийся крахмал претерпевает физические изменения, в результате чего амилазная часть крахмала увеличивается с 25 до 80%. Количество свободных аминокислот возрастает. Особенно значительно возрастает содержание глицина, аланина, лейцина. Часть белковых веществ в результате расщепления образуют янтарную, яблочную, молочную и другие кислоты.

Таким образом, солодовый экстракт является ценным источником многих функциональных ингредиентов, используемых для биокоррекции различных патологических состояний [1-3].

Цель настоящего исследования - разработка техно -логии комбинированного молочно-растительного творожного десерта - продукта функционального назначения с добавлением ячменного солодового экстракта с комплексом парафармацевтических свойств.

Солодовый экстракт ячменя, по нашему мнению, окажет положительное влияние на функционально-технологические свойства продукта, вследствие содержания в нем свободных аминокислот и белков, выступающих в качестве эмульгаторов и стабилизаторов и улучшающих пищевую ценность продукта.

В соответствии с задачами исследований были отобраны образцы и определена биологическая ценность ячменных солодовых экстрактов, произведенных на различных пивзаводах Ростовской области: Шахтин-ском, Новочеркасском, Ростовском.

Как видно из представленных данных (табл. 1), существенных различий по аминокислотному составу солодовых экстрактов не наблюдалось.

Таблица 1

Аминокислота

Содержание в ячменном солодовом экстракте различных заводов, мг/100 г продукта

Шахтинский Новочеркасский Ростовский

Глутаминовая Аспарагиновая Лизин Изолейцин Общее количество незаменимых АК, % Общее содержание АК

1173.7 ± 0,01 1140,2 ± 0,01 1161,6 ± 0,01

980.1 ± 0,02 960 ± 0,04 956 ± 0,04

689.7 ± 0,03 696 ± 0,04 592,9 ± 0,03

738.1 ± 0,02 708 ± 0,03 738,1 ± 0,02

44

37,3

43,7

8423,8 ± 0,2 8013,5 ± 0,3 8091,9 ± 0,3

Следует отметить, что по общему содержанию аминокислот солодовый экстракт Шахтинского пивзавода превышает образцы, выработанные на Ростовском и Новочеркасском пивзаводах.

Биологическую ценность солодовых экстрактов определяли путем расчета аминокислотного скора, основанного на сравнении результатов определения аминокислотного состава белков продукта с соответствующим аминокислотным составом «идеального» белка, рекомендованного ФАО/ВОЗ в 1973 г.

Оценивая качество белков исследованных солодовых экстрактов, можно отметить, что они отличаются хорошей сбалансированностью. Лимитирующими аминокислотами являются фенилаланин + тирозин, изолейцин, лейцин, метионин + цистин - скор 46,6; 77,5; 84,3; 88,5% соответственно. Содержание особо дефицитной аминокислоты в «идеальном» белке 5,5 г на 100 г белка, тогда как в исследуемых экстрактах 5,8; 6,8; 4,9 г на 100 г белка. Триптофана в «идеальном» белке 1 г на 100 г белка, в исследуемых экстрактах 1,4; 1,3; 1,6 г на 100 г белка.

В дальнейших исследованиях использовали солодовые экстракты, приготовленные на Шахтинском пивзаводе.

Чтобы обосновать использование ячменного солодового экстракта в качестве биологически активной добавки, нами проведено исследование его витаминного состава. Установлено, что солодовый экстракт содержит значительное количество биологически активных веществ, богат аскорбиновой кислотой и пиридок-сином - 143 ± 2,15 и 0,42 ± 0,004 мкг/100 г соответственно.

Таким образом, ячменный солодовый экстракт содержит качественно полноценный белок, свободные незаменимые аминокислоты, витамины, что позволяет использовать его как эффективную добавку, повышающую биологическую ценность комбинированных продуктов, приближая их химический состав по основным пищевым веществам к формуле сбалансированного питания.

Следующим этапом исследования была разработка технологии молочно-растительного творожного десерта. С этой целью провели эксперименты по определению дозы вносимого растительного экстракта на основе исследования органолептических, физико-химических, гистологических показателей.

Технология творожного десерта предусматривает использование творожной основы, выработанной традиционным способом с применением кислотно-сычужного сквашивания, а также масла сливочного, экстракта ячменного солода, сахара-песка, стабилизатора Grindsted SB 271, воды. Стабилизатор и экстракт ячменного солода оказывают существенное влияние на формирование структуры готового продукта и способствуют повышению его пищевой и биологической ценности.

На основании органолептических и физико-химических исследований установлено, что наиболее рациональная доза вносимого экстракта 7,5%. Данный показатель обеспечивает более пластичную консистенцию, приятный солодовый привкус, цвет топленого молока. Гистологические исследования образцов творожного десерта с различной концентрацией солодовых экстрактов (0,5-10%) приведены на рис. 1. Микрорельеф творожного десерта с введением 7,5% ячменного солодового экстракта к творожной массе (а) характеризуется однородной зернисто-белковой структурой, в которой равномерно распределен мелкодиспергиро-ванный молочный жир и наполнитель по сравнению с грубодисперсной массой, полученной при введении 0,5% солодового экстракта (б) и излишне рыхлой при введении 2,5% солодового экстракта (в). Белковые молекулы солодового экстракта идентифицируются от других белковых компонентов в виде сферических структур.

Результаты реологических исследований были обработаны математически. Зависимости N (M), построенные по экспериментальным данным и по полученной показательной формуле (рис. 2) позволили установить наиболее рациональную концентрацию - 7,5%,

■ | и -jp. гц

L“

б

да

■->

- Ж.-, .

**■, 1 ■■

а

в

Рис. 1

После преобразования:

5630,7493а0 + а1 = 0,06414; -98,0466а0 + аі = 0,0011125.

Вычитая из 1-го уравнения 2-е, получим

5728,7959а0 = 0,06303; а0 = 0,000011; а1 = 0,0011125 + 0,0010785 = 0,002191; а2 = 2,6509 - 0,1269 - 0,6524 = 1,8715.

4.5

4

3.5 3

2.5 2

1.5 1

0,5

0 50 100 150

♦ Экспериментальные данные ■ Теоретические данные

Рис. 2

что подтвердило результаты гистологических исследований.

Таблица 2

0 70 80 90 100 110 120 125

у 0,76 0,8 1,25 2,0 3,0 3,6 4

Для заданных значений (табл. 2) 0 (М) и у (Ы) методом наименьших квадратов подобрали квадратичную функцию у = а002 + а10 + а2. В табл. 3 представлены значения для получения математического уравнения.

Таблица 3

к Хк Х2 х3 Ук хУк Х2 Ук

1 70 4900 343000 24010000 0,76 53,2 3724

2 80 6400 512000 40960000 0,8 64 5120

3 90 8100 729000 65610000 1,25 112,5 10125

4 100 10000 1000000 100000000 2,0 200 20000

5 110 12100 1331000 146410000 3,0 330 36300

6 120 14400 1728000 207360000 3,6 432 51840

7 125 15625 15656120 241025625 4,0 500 62500

2 695 71525 21299120 825375625 15,41 1691,7 189609

Получена система уравнений:

71525а0 + 695а1 + 7а2 = 15,41;

21299120а0 + 71525 а! + 695а2 = 1691,7; 825375625а0+ 21299120а!+71525а2= 189609,

после преобразования которой имеем

10217,8571а0 + 99,2857 а: + а2 = 2,2014; 30646,2158а0 + 102,9137а! + а2 = 2,4341; 11539,6802а) + 297,7857а! + а2 = 2,6509.

Вычитая из 2-го уравнения 1-е, а из 3-го 2-е, получим

20428,3588а0 = 3,628а! = 0,2327; -19106,5356а0 + 194,872а! = 0,2168.

В результате имеем квадратичную функцию у (Л) = 0,0000 !102 + 0,00219 1 0 + 1,8715.

Из полученной формулы видно, что с ее помощью нельзя описать результаты эксперимента, так как при любом 0 значение у будет больше 1,8715, что не соответствует действительности.

Для заданных значений 0 и у методом наименьших квадратов подберем степенную функцию у = А0Ч.

Таким образом, подтверждена возможность регулирования структурно-реологических свойств белковых систем, а следовательно и консистенции творожного продукта путем варьирования качественного и количественного состава ингредиентов.

Конечным этапом работы была разработка технологии и исследование пищевой ценности выработанного продукта.

Экспериментальные данные пищевой ценности комбинированного десерта показывают, что удовлетворение суточной потребности организма человека по белку составляет 18,8%, по углеводам 27,6%, по жиру 5,5%.

Проведенные исследования свидетельствуют, что выработанный комбинированный молочно-растительный продукт с экстрактом ячменного солода является ценным источником многих функциональных ингредиентов, используемых для биокоррекции различных патологических состояний. Производство данного продукта экономически выгодно, так как позволяет частично решить проблемы экономии сырьевых молочных ресурсов за счет использования ценного растительного сырья и одновременно расширить ассортимент конкурентоспособных функциональных продуктов.

ЛИТЕРАТУРА

!. Зобкова З.С. Функциональные продукты питания // Мо -лочная пром-сть. - 2006. - № 3.

2. Шендеров Б .А. Современное состояние и перспективы развития концепции «Функциональное питание» // Пищевая пром-сть. - 2003. - № 5.

3. Баринов Э.В. Перспективы применения антиоксидан -тов в пищевых продуктах / Под ред. И.И. Протопович, Е.И. Титова, Н.А. Тихомировой // Кафедре технологии молока и молочных про -дуктов МГУПБ 60 лет. - М.: МГУПБ, 2005. - 187 с.

Поступила 22.09.09 г.

FOUNDATION OF USING BIOLOGICALLY ACTIVE VEGETABLE EXTRACTS IN DEVELOPING COMPLEX FOOD PRODUCTS WITH FUNCTIONAL PROPERTIES

L.V. ENALYEVA, A.A. BOCHKOV

Don State Agrarian University,

Persianovsky, Rostov region, 346493; ph. : (86360) 3-66-39, e-mail: dongau@mail.ru

The possibility of the barley malt extract use in milk-plant curds dessert technology is studied. On the basis of organoleptic, physico-chemical, histologic indexes, the optimum dose of the malt extract is determined. It is determined the increase of food and biological value of the new product, the possibility of using it in the functional diet.

Key words: curds product, barley malt extract, biological value, products of the functional diet.

663.97

ПРОИЗВОДСТВО КРЕТЕКА С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СМОЛЫ И НИКОТИНА

С.А. КУТУКОВ, ИИ. ТАТАРЧЕНКО

Кубанский государственный технологический университет,

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел. : (861) 274-67-42

Производство кретека с пониженным содержанием смолы и никотина включает экстрагирование пряно-ароматическо -го растительного сырья жидкой двуокисью углерода, пропитку полученной мисцеллой смеси резаного табака, гвозди -ки и пластификатора, формирование курительного изделия.

Ключевые слова: кретек, СО2-экстракты, табачное сырье.

Способ производства индонезийских сигарет - кретека - с пониженным содержанием смолы и никотина основан на экстрагировании пряно-ароматического растительного сырья жидкой двуокисью углерода [1] и пропитке полученной мисцеллой смеси центральной жилки листа табака с гвоздикой с одновременным повышением давления. Последующее снижение давления до атмосферного ведут со скоростью, обеспечивающей замерзание мисцеллы с двуокисью углерода, а нагревание «сухого» льда - со скоростью, обеспечивающей возгонку двуокиси углерода и получение вспученной структуры табака, из которой формируют курительное изделие.

Для экстракции используют сухие выжимки - вишневую, яблочную, ананасовую, цитрусовую; банановую кожуру; цветки жасмина, розы, липы; лаванду, чай черный.

Резаный табак смешивают с гвоздикой в соотношении по массе 2 : 1, как в традиционных кретеках, и любым известным в производстве курительных табачных изделий пластификатором. Полученную смесь загружают в герметичную емкость, в которую подают мис-целлу, полученную путем экстракции эфироносного растения жидкой двуокисью углерода [2].

Давление в емкости автоматически повышают до

5 МПа, что соответствует давлению насыщенных паров двуокиси углерода при температуре мисцеллы 20°С. Полученную смесь выдерживают в течение 15 с для пропитки смеси. Это время определяют по известным закономерностям массообмена, т. е. исходя из градиента концентраций вычисляют скорость диффузии [3].

При этом происходит впитывание двуокиси углерода тканями центральной жилки листа табака, насыще-

ние компонентов смеси содержащимися в мисцелле ароматическими веществами и перераспределение собственных ароматических веществ, что выравнивает содержание ароматических веществ между компонентами смеси.

Содержание экстрактивных веществ в табачной жилке необходимо поддерживать на уровне 1-1,4%, что соответствует содержанию эфирных масел в исходном табачном листе.

Концентрация экстрактивных веществ в мисцелле и соотношение фаз на стадиях экстрагирования и пропитки приведены в таблице.

Таблица

Сырье Выход экстракта к сырью, % Концентрация экстрактивных веществ в мисцелле, % Соотношение фаз на стадии

экстрагирования (рас -творитель/ сырье) пропитки (мисцелла табачный продукт)

Выжимки:

вишневая 2,5-3,0 96,8 6 1 1 16

ябло чная 2,7-3,2 96,9 6 1 1 16

ананасовая 5,0-7,0 97,7 7 1 1 13

цитрусовая 4,0-4,5 97,2 7 1 1 13

Банановая

кожура 1,5-2,0 95,0 5 1 1 19

Цветки:

жас мина 3,5-4,5 96,8 6 1 1 16

розы 3,2-4,2 96,9 6 1 1 16

липы 3,0-3,9 97,7 7 1 1 13

Лаванда 3,1-3,8 97,2 7 1 1 13

Чай черный 1,7-2,3 95,0 5 1 1 19