Научная статья на тему 'Оценка биологической ценности консервированного молочного продукта на основе изолята соевого белка'

Оценка биологической ценности консервированного молочного продукта на основе изолята соевого белка Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
464
76
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОЛОЧНЫЙ / КОНСЕРВИРОВАННЫЙ / СОЕВЫЙ БЕЛОК / ИЗОЛЯТ / БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ / DAIRY / CANNED / SOY PROTEIN / ISOLATE / BIOLOGICAL VALUE

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Егоров Максим Леонидович, Гнездилова Анна Ивановна

В работе была проведена сравнительная оценка биологической ценности консервированного молочного продукта, разработанного на основе изолята соевого белка и контрольного образца. В качестве критериев оценки были выбраны следующие показатели: коэффициент сбалансированности аминокислотного состава, показатель сопоставимой избыточности, индекс незаменимых аминокислот и коэффициент утилитарности. В результате было установлено, что разработанный продукт превосходит контрольный образец по всем вышеперечисленным критериям оценки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Егоров Максим Леонидович, Гнездилова Анна Ивановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Bioavailability Estimation for Canned Dairy Product on the Basis of Soy Protein Isolate

In the work the biological value of a canned dairy product developed on the basis of soy protein isolate and a control sample has been compared. For estimation the following criteria have been taken: the ratio of amino acid profile balance, the index of comparable redundancy, the index of irreplaceable amino acids and the ratio of utility attitude. As a result, it has been found that the developed product exceeds the control sample in all the above mentioned estimation criteria.

Текст научной работы на тему «Оценка биологической ценности консервированного молочного продукта на основе изолята соевого белка»

УДК 637.14

Оценка биологической ценности консервированного молочного продукта на основе изолята соевого белка

Егоров Максим Леонидович, студент технологического факультета,

e-maИ:maks.egoroff.2016@yandex.ш

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Гнездилова Анна Ивановна, доктор технических наук, профессор кафедры технологического оборудования

e-mail:[email protected]

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Аннотация. В работе была проведена сравнительная оценка биологической ценности консервированного молочного продукта, разработанного на основе изо-лята соевого белка и контрольного образца. В качестве критериев оценки были выбраны следующие показатели: коэффициент сбалансированности аминокислотного состава, показатель сопоставимой избыточности, индекс незаменимых аминокислот и коэффициент утилитарности. В результате было установлено, что разработанный продукт превосходит контрольный образец по всем вышеперечисленным критериям оценки.

Ключевые слова: молочный, консервированный, соевый белок, изолят, биологическая ценность.

Направление по комбинированию молочного и растительного сырья весьма перспективный путь, позволяющий использовать обширный круг доступных ресурсов и представляющий огромный интерес как для аграрной, так и для пищевой отрасли. Сочетание животных и растительных компонентов, их полезных качеств позволяет получать гармоничные по составу и свойствам композиции, взаимно дополняет продукты недостающими макро- и микронутриентами, обеспечивает получение пищевых композиций с заданным химическим составом и свойствами [1].

В настоящее время в мире наблюдается дефицит белковой пищи. Эффективность обмена белков в организме человека в значительной степени зависит от качественного и количественного состава пищи [2,3]. При поступлении с пищей белков ниже рекомендуемых норм в организме начинают распадаться белки тканей, а образующиеся аминокислоты - расходоваться на синтез ферментов, гормонов и других необходимых для организма биологически активных соединений. Состояние белкового обмена в большой степени зависит от недостатка или отсутствия незаменимых аминокислот (НАК). Клетки организма человека не могут синтезировать необходимые белки, если в составе пищи отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота. Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты вызывает отрицательный азотистый баланс, нарушение деятельности центральной нервной системы, остановку роста и тяжелые клинические последствия типа авитаминоза. Нехватка одной незаменимой аминокислоты приводит к неполному усвоению других.

Зависимость функционирования организма от количества незаменимых аминокислот используется при определении биологической ценности белков химическими методами. Наиболее широко применяется метод Х. Митчела и Р. Блока, в соответствии с которым рассчитывается показатель аминокислотного скора [2]. Скор выражают в процентах или безразмерной величиной, представляющей собой отношение содержания НАК в исследуемом белке к ее количеству в эталонном белке. Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения белков.

Для восполнения дефицита белковой пищи известно использование композиционных белковых добавок из семян масличных и бахчевых растений, а также применения белковых продуктов из семян нута [4-5]. Для повышения биологической ценности известно использование также ядер арахиса и соевого молока [6, 7].

С целью повышения биологической ценности продуктов был разработан консервированный молочный продукт (КМП) с сахаром, в котором 10% сухого обезжиренного молока (СОМ) заменялось на изолят соевого белка (СБ) и 10% сахара на композицию сиропов калины и черники, в соотношении 1:1.

Для обоснования целесообразности разработки КМП с использованием изолята соевого белка и сиропов была проведена оценка его биологической ценности.

При разработке рецептуры проектируемого продукта за основу была принята рецептура ВНИМИ ТУ 9227-3532-00419785-08 [8]. Рецептура разрабатываемого продукта 8,5% жирности с добавлением изолята соевого белка и композиции сахарных сиропов в сравнении с контрольным образцом представлена в табл. 1.

Таблица 1. Рецептура консервированного молочного продукта с сахаром на 1000 кг

Наименование компонентов, кг КМП с сахаром (контроль) КМП с заменой 10% СОМ изолятом соевого белка и 10% сахара сиропами

Сухое обезжиренное молоко, 95% сухих веществ, 1% жира 230,0 207,0

Изолят соевого белка, 95% сухих веществ, 1% жира 23,0

Сахар-песок, 99,86 % сухих веществ, 99,75 % сахарозы 435,0 391,5

Композиция сиропов, сухих веществ 60%. - 43,5

Масло «Крестьянское», жира 72,5% 114,1 114,1

Мелкокристаллическая лактоза 0,2 0,2

Вода 220,7 220,7

С учетом составленной рецептуры были выработаны образцы консервированного молочного продукта с сахаром и изолятом соевого белка и композицией сиропов и контрольный образец - без добавки солодового экстракта.

Технологию реализуют следующим образом. Сухое обезжиренное молоко и изолят соевого белка растворяют в воде, нагретой до температуры 37±2 °С, при постоянном перемешивании и выдерживают в течение 2 часов при этой температуре. Затем смесь нагревают до 62±2 °С и к ней при непрерывном перемешивании добавляют расчетное количество нагретого до температуры 60±5 °С молочного жира. После эмульгирования в полученную смесь по рецептуре вводят предварительно просеянный через сито сахар, смесь нагревают до 82±2 °С для полного растворения компонентов. Далее проводят пастеризацию при 82±2 °С при выдержке 5-15 минут.

После этого продукт при постоянном перемешивании охлаждают со скоростью 1 град./мин. до температуры массовой кристаллизации лактозы 34±3 °С и затем в него при этой температуре вводят затравку мелкокристаллической лактозы с размером кристаллов не более 4 мкм в количестве не менее 0,02 % к массе продукта. Мелкокристаллическую лактозу перед использованием просеивают и прокаливают в сушильном шкафу при температуре 103±2 °С. Далее продукт доохлаждают до 20 °С. Пастеризованную композицию сиропов вносят перед охлаждением продукта.

В соответствии с представленной рецептурой (см. табл. 1) были выработаны образцы продуктов. В них были определены физико-химические показатели качества: массовая доля влаги, активная кислотность, вязкость, активность воды, средний линейный размер кристаллов лактозы, а также органолептические показатели. Массовая доля сухих веществ (влаги) измерялась рефрактометром, вязкость - вискозиметром Гепплера, активная кислотность - рН-метром, активность воды с помощью гигрометра Яо^отс НудгоРа1т, линейный размер кристаллов лактозы - с помощью интерференционно-поляризационного микроскопа BIOLAR. Результаты анализа проб готового продукта представлены в таблице 2.

Таблица 2. Физико-химические показатели качества консервированного молочного продукта с сахаром

Показатели

Массовая доля влаги, % Массовая доля сахарозы, % Активная кислотность, рН Вязкость, Па-с

Средний линейный размер кристаллов лактозы, 1ср., мкм

Активность воды, ед.

КМП с сахаром (контроль)

26,5 ± 0,10 43,5 ± 0,25 6,4 ± 0,05 2,67±0,06

4,40±0,12 0,798 ± 0,005

КМП с заменой 10% СОМ изолятом СБ и 10% сахара сиропами

26,5 ± 0,10 39,2 ± 0,25 6,3 ± 0,05 3,98±0,06

4,32±0,12 0,791 ± 0,005

Органолептический анализ показал, что продукт имеет приятный кремовый цвет, обладает однородной вязкой консистенцией, имеет молочный вкус и запах.

Для оценки его биологической ценности согласно рецептуре и данным о содержании в изоляте соевого белка аминокислот [9-10] был проведен расчет содержания аминокислот в разработанном продукте. Аминокислотный состав контрольного образца был принят по данным, приведенным в работе [11]. Полученные данные по содержанию незаменимых аминокислот в консервированном молочном продукте с сахаром приведены в таблице 3.

Таблица 3. Содержание незаменимых аминокислот в консервированном молочном продукте с сахаром,

мг/100 г продукта

Аминокислота Содержание, мг/100 г продукта

КМП с сахаром (контроль) КМП с заменой 10 % СОМ изолятом СБ и 10% сахара сиропами

Лизин 0,504 0,606

Изолейцин 0,418 0,520

Валин 0,453 0,488

Треонин 0,304 0,447

Лейцин 0,340 0,934

Фенилаланин + тирозин 0,320 1,017

Метионин + цистин 0,210 0,290

Триптофан 0,094 0,118

Оценку аминокислотного состава осуществляли путем сравнения сбалансированности аминокислотных шкал эталонного и исследуемого белка по методикам [12, 13]. Для этого был проведен расчет отношения массовой доли незаменимых аминокислот в продукте по отношению к необходимой физиологической норме по формуле:

Л,

С,=-

Л

¡эт.

где О - скор j-той незаменимой аминокислоты, % или доли ед.; Аj - содержание j-той незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка; Аjэт. - содержание j-той незаменимой аминокислоты в идеальном белке, г/100 г белка.

Для пересчета содержания аминокислот в г/100 г продукта на их содержание в г/100 г белка содержание белка в контрольном образце было принято по данным [11] и составило 7,2 г/100г продукта, в разработанном образце этот по-

казатель составляет 8,7 г/100г продукта.

Результаты расчета скора незаменимых аминокислот в консервированном молочном продукте с сахаром представлены в таблице 4.

Таблица 4. Скор незаменимых аминокислот в консервированном молочном продукте с сахаром

Наименование продуктов

Аминокислота §2 КМП с сахаром (контроль) КМП с заменой 10 % СОМ изолятом СБ и 10% сахара сиропами

3 * 5 п В со содержание, г/100 г белка скор, % содержание, г/100 г белка скор, %

Лизин 5,5 7,00 127,27 6,97 126,72

Изолейцин 4 5,80 145,00 5,98 149,53

Валин 5 6,29 125,80 5,61 112,26

Треонин 4 4,22 105,50 5,14 128,52

Лейцин 7 4,69 67,00 10,74 153,47

Фенилаланин + тирозин 6 4,44 74,00 11,69 194,83

Метионин + цистин 3,5 2,92 83,4 3,33 95,14

Триптофан 1 1,31 131,00 1,36 135,70

Как следует из таблицы, лимитирующей аминокислотой в контрольном образце является лейцин, а в разработанном продукте метионин+цистин.

На основании полученных данных были рассчитаны показатели биологической ценности по методике [12, 13].

Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава (КСАС) характеризует сбалансированность незаменимых аминокислот в отношении эталонного белка и рассчитывается по формуле:

У А

I ¡ г. /—1 ¡эт.

иУ А, ■

где Стт - минимальный скор незаменимых аминокислот исследуемого белка по отношению в идеальному белку, % или доли ед.

Коэффициент разбалансированности аминокислотного состава (КРАС) характеризует суммарную массу не использованных в процессах метаболизма незаменимых аминокислот:

У А

р-1 с ^ ¡эт

р- 1 стп у а '

А также свидетельствует о более высокой сбалансированности незаменимых аминокислот в отношении эталонного белка в разработанном продукте на основе изолята соевого белка и сиропа калины (табл. 5).

Таблица 5. Показатели биологической ценности консервированного молочного продукта с сахаром

Наименование показателя

Обозначение показателя

КМП с сахаром (контроль)

КМП с заменой 10 % СОМ изолятом СБ и 10% сахара сиропами

1 Коэффициент сбалансированности аминокислотного состава КСАС 0,657 0,674

2 Коэффициент разбалансированности аминокислотного состава КРАС 0,343 0,326

3 Показатель сопоставимой избыточности о 18,80 16,46

4 Индекс незаменимых аминокислот ИНАК 1,04 3,24

5 Коэффициент утилитарности КУНА 0,67 0,95

Показатель сопоставимой избыточности позволяет выявить суммарную массу незаменимых аминокислот, которые не используются организмом для анаболических целей в белке исследуемого продукта, равном такому же количеству потенциально утилизируемого содержания 100 г идеального белка. Расчет этого показателя ведут по следующей формуле:

У(А-С •А )

\ 1 тп jэт.|

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

С

тт

Показатель сопоставимой избыточности в разработанном продукте ниже. Это означает, что незаменимые аминокислоты разработанного продукта в большей степени используются (усваиваются) организмом в ходе метаболических процессов.

Определение индекса незаменимых аминокислот (ИНАК) относят к отдельному методу установления биологической ценности исследуемого продукта, который учитывает содержание всех незаменимых аминокислот в продукте. Формула для расчета ИНАК: _

ИНАК —

А

| \ эт.

Количество незаменимых аминокислот в продукте с изолятом соевого белка и сиропа калины выше на 68 %, чем в контроле, об этом свидетельствует показатель ИНАК.

Коэффициент утилитарности всего аминокислотного состава (КУНА), рассчитывается по формуле:

У( А,- К1)

КУНА—-, У А, эт

где К] - коэффициент утилитарности для каждой j-незаменимой аминокислоты, рассчитывается по формуле:

Стп

Кг~с;,

где Сп1'п - минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли ед.;

С1 - скор ]-незаменимой аминокислоты по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли ед.

КУНА является численной характеристикой, отражающей сбалансированность

незаменимых аминокислот по отношению к эталону и их полную утилизацию. Как следует из таблицы 3, подтверждается более высокая сбалансированность незаменимых аминокислот в разработанном продукте на основе изолята соевого белка и сиропа калины.

Выводы

1. Проведена сравнительная оценка биологической ценности консервированного молочного продукта, разработанного на основе изолята соевого белка и сиропа калины и контрольного образца.

2. В качестве критериев оценки были выбраны следующие показатели: коэффициент сбалансированности аминокислотного состава, показатель сопоставимой избыточности, индекс незаменимых аминокислот и коэффициент утилитарности.

3. В результате было установлено, что разработанный продукт превосходит контрольный образец по всем вышеперечисленным критериям оценки.

Список литературных источников:

1. Горощенко, Л.Г. Импорт и экспорт молочной продукции / Л.Г.Горощенко // Молочная промышленность. - 2016. - №2. - С. 12 - 14.

2. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А.Кочеткова и др.; под ред. А.П. Нечаева. 4-е изд. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640 с.

3. Химия пищи. В 2 кн. Кн. 1. Белки: структура, функции, роль в питании / И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко и др. - М.: Колос, 2000. - 384 с.

4. Шульвинская, И.В. Композиционные белковые добавки из семян масличных и бахчевых растений / И.В. Шульвинская, О.А. Доля, О.В. Широкорядова // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 5-6. - С. 40-42.

5. Аникеева, Н.В. Перспективы применения белковых продуктов из семян нута / Н.В. Аникеева // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 5-6. - С. 33-35.

6. Пат. 2266660 Российская Федерация, МПК A23C9/18. Способ получения сгущенного молочного продукта с сахаром / Жуков Л.Л., Жукова Э.Г.; заявитель и патентообладатель Орловсий ГТУ. - № 2004120652/13; заявл. 06.07.2004; опубл. 27.12.2005.

7. Пат. 2189752 Российская Федерация, МПК A23C9/18. Способ получения сгущенного молочно-белкового продукта с сахаром / Доценко С.М., Алексеенко Л.Н.; заявитель и патентообладатель Дальневосточный государственный аграрный университет - № 2000143272/10; заявл. 19.07.2000; опубл. 27.09.2002.

8. Краткий справочник специалиста молочно-консервного производства / А.Г. Галстян, И.А. Радаева, С.Н. Туровская и др.; под ред. А.Г. Галстяна. - М.: Ритм, 2011. - 152с.

9. Соевый протеин, изолят - содержание аминокислот [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://fitaudit.ru/food/135815/amino

10. Калина [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pharmacognosy. com.ua/index.php/vashe-zdorovoye-pitanije/frukty-i-yagody/kalina

11. Охрименко, О.В. Химия пищи: учебное пособие / О.В. Охрименко. - Вологда ; Молочное: ИЦ ВГМХА, 2015. - 244 с.

12. Оценка аминокислотного состава рецептурной смеси пищевых продуктов / П.А. Лисин [и др.] // Аграрный вестник Урала. - 2012. - №3(95). - С. 26-28.

13. Методология оценки сбалансированности аминокислотного состава многокомпонентных пищевых продуктов / П.А. Лисин [и др.] // Вестник Омского госу-

дарственного аграрного университета. - 2013. - №3(11). - С 53 - 58.

References:

1.Goroshchenko L.G. Import and export of dairy products. Molochnaya promyshlennost' [Dairy Industry], 2016, no. 2, pp. 12 - 14 (in Russian).

2. Nechaev A.P., Traubenberg S.E., Kochetkova A.A. and others. Pishchevaya khimiya [Food Chemistry]. St. Petersburg, GIORD, the 4 th ed., 2007. 640 p.

3. Rogov I.A., Antipova L.V., Dunchenko N.I. et al. Khimiya pishchi. V 2 kn. Kn. 1. Belki: struktura, funktsii, rol' v pitanii [Chemistry of Food. In 2 books. Book no. 1. Proteins: Structure, Functions, Role in Nutrition]. Moscow, Kolos, 2000. 384 p.

4. Shul'vinskaya I.V., Dolya O.A., Shirokoryadova O.V. Composite Protein Additives from Oilseeds and Gourds Plants. Izv. vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [Proceedings of Universities. Food technology], 2007, no. 5-6, pp. 40-42 (in Russian).

5. Anikeeva N.V. Prospects of using protein products from chickpea seeds. Izv. vuzov. Pishchevaya tekhnologiya [Proceedings of Universities. Food Technology], 2007, no. 5-6. pp. 33-35 (in Russian).

6. Zhukov L.L., Zhukova E.G. Sposob polucheniya sgushchennogo molochnogo produkta s sakharom [Method for Obtaining Condensed Milk Product with Sugar]. Patent 2266660 RF, no. 2004120652/13, 2005.

7. Dotsenko S.M., Alekseenko L.N. Sposob polucheniya sgushchennogo molochno-belkovogo produkta s sakharom. [Method for Obtaining a Condensed Milk Protein Product with Sugar]. Patent 2189752 RF, no. 2000143272/10, 2002.

8. Galstyan A.G., Radaeva I.A., Turovskaya S.N. and others. Kratkiy spravochnik spetsialista molochno-konservnogo proizvodstva. [Brief Reference Book of Specialist for Milk-Canning Production]. Moscow, LLC Rhythm Publishing house, 2011. 152 p. 9. Soevyy protein, izolyat — soderzhanie aminokislot [Soy Protein, Isolate - Content of Amino Acids]. Available at: https://fitaudit.ru/food/135815/amino

10. Kalina [High Cranberry]. Available at: http://www.pharmacognosy.com.ua/ index.php/vashe-zdorovoye-pitanije/frukty-i-yagody/kalina

11. Okhrimenko O.V. Khimiya pishchi: Uchebnoe posobie [Chemistry of food: Textbook]. Vologda - Molochnoe, VGMHA Publ., 2015. 244 p.

12. Lisin P.A. and others. Amino acid composition estimation of recipe mixture for food products. Agrarnyy vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2012, no. 3 (95), pp. 26 - 28 (in Russian).

13. Lisin P.A. and others. Methodology for evaluating the balance of the amino acid composition of multicomponent foods. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Omsk State Agrarian University], 2013, no. 3 (11), pp. 53 - 58 (in Russian).

Bioavailability Estimation for Canned Dairy Product on the Basis of Soy Protein Isolate

Egorov Maksim Leonidovich, a student of the Technological Faculty

e-mail: [email protected]

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Gnezdilova Anna Ivanovna, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, the Dairy Plant and Equipment Chair

e-mail: [email protected]

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Abstract: in the work the biological value of a canned dairy product developed on the basis of soy protein isolate and a control sample has been compared. For estimation the following criteria have been taken: the ratio of amino acid profile balance, the index of comparable redundancy, the index of irreplaceable amino acids and the ratio of utility attitude. As a result, it has been found that the developed product exceeds the control sample in all the above mentioned estimation criteria.

Keywords: dairy, canned, soy protein, isolate, biological value.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.