CC BY
25
УДК 613.2:664.66:664.68(045) DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10191
оценка минерального состава мучных изделий функционального назначения
Н.С. Родионова, д-р техн. наук, профессор; Е.С. Попов*, д-р техн. наук, профессор; Д.И. Матвеев; М.Н. Прошина; А.А. Дьяков
воронежский государственный университет инженерных технологий
Дата поступления в редакцию 26.06.2019 * [email protected]
Дата принятия в печать 28.12.2019 © Родионова Н.С., Попов Е.С., Матвеев Д.И., Прошина М.Н., Дьяков А.А., 2019
Реферат
Эффективное функционирование физиологических систем организма определяется наличием эссенциальных веществ, к которым относятся макро- и микроэлементы, недостаток которых приводит к различным нарушениям гомеостаза. В связи с этим разработка новых ежедневно употребляемых продуктов питания, обладающих направленным корректирующим воздействием в отношении пищевого статуса организма человека, является важной и актуальной задачей. Обогащение сухарей, галет, хлебцев биологически активными веществами растительного происхождения позволяет получить экономически доступные для широких слоев населения продукты, обладающие длительным сроком годности. Объектами исследований являлись галеты, содержащие обогащающую композицию из частично обезжиренной муки зародышей пшеницы «Вита-зар» и отрубей пшеничных. В состав образцов галет дополнительно вводили порошок из морской капусты, изолят соевого белка, изолят горохового белка, частично обезжиренную муку семян черного тмина. Контролем служили образцы галет, изготовленные по традиционной технологии. Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с помощью квадрупольного масс-спектрометра Nexion 300D (РегкшЕ1тег, США) проанализирован минеральный состав опытных образцов галет. Установлена возможность повышения степени обеспечения потребности организма в широком спектре макро-и микроэлементов благодаря введению в состав перечисленных компонентов. По Са, Мд, N8, Р, Со, Сг, I, Мп обогащенные галеты удовлетворяют суточную потребность организма более чем на 50%. Разработанные мучные изделия рекомендованы для введения в рацион питания с целью позитивной коррекции пищевого статуса организма человека и профилактики микроэлементозов.
Ключевые слова
макро- и микроэлементы, мучные изделия, пищевой статус, растительные биокорректоры, удовлетворение суточной потребности организма
Для цитирования
Родионова Н.С., Попов Е.С., Матвеев Д. И., Прошина М.Н., Дьяков А.А. (2019) Оценка минерального состава мучных изделий функционального назначения // Пищевая промышленность. 2019. № 12. С. 76-80.
Evaluation of the mineral composition of functional flour products
N.S. Rodionova, Doctor of Technical Sciences, Professor; E.S. Popov*, Doctor of Technical Sciences, Professor; D.I. Matveev; M.N. Proshina; A.A. D'yakov
Voronezh State University of engineering technologies
Received: June 26, 2019 * [email protected]
Accepted: December 28, 2019 © Rodionova N.S., Popov E.S., MatveevD.I., Proshina M.N., D'yakov A.A., 2019
Abstract
The effective functioning of the physiological systems of the body is determined by the presence of essential substances, which include macro - and microelements, the lack of which leads to various disorders of homeostasis. In this regard, the development of new daily consumed food products that have a directed corrective impact on the nutritional status of the human body is an important and urgent task. Enrichment of rusks, biscuits, loaves with biologically active substances of plant origin, makes it possible to obtain products that are economically affordable for the general population with a long shelf life. The objects of research were the biscuits containing the enriching composition of partially defatted wheat germ flour «Vitazar» and wheat bran. The composition of the samples galet additionally introduced powder from seaweed, soy protein isolate, pea protein isolate, partially defatted black seed seed flour. Served as control samples of galet, made by traditional technology. The method of mass spectrometry with inductively coupled plasma was analyzed using a Nexion 300D quadrupole mass spectrometer (PerkinElmer, United States) to analyze the mineral composition of prototypes of biscuits. The possibility of increasing the degree of ensuring the needs of the body in a wide range of macro - and micronutrients, due to the introduction of the listed components. According to Ca, Mg, Na, P, Co, Cr, I, Mn, enriched biscuits satisfy the daily need of the body by more than 50%. Developed flour products are recommended for introduction into the diet with a view to a positive correction of the nutritional status of the human body and the prevention of microelementoses.
Key words
vegetable biocorrectors, flour products, macro- and microelements, nutritional status, satisfaction of the daily needs of the body For citation
RodionovaN.S., PopovE.S., MatveevD.I., ProshinaM.N., D'yakov A.A. (2019) Evaluation of the mineral composition of functional flour products // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 20l9. No. 12. P. 76-80.
76
12/2019 пищевая промышленность issn 0235-2486
Введение. По данным Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи, пищевой статус населения РФ не является оптимальным и полноценным, что считается алиментарной причиной роста численности патологических состояний населения. В настоящее время отмечается снижение содержания витаминов и минеральных веществ в основных их источниках - продуктах питания вследствие применения интенсивных агротехнологий: биостимуляции интенсивности окраски плодов и овощей, интенсификации созревания и повышения урожайности злаковых, бобовых культур, плодоовощной продукции. Употребление в пищу продуктов, произведенных из обедненного сырья, приводит к разного рода микроэлементо-зам, выражающимся в различных обменных нарушениях и аутоиммунных состояниях. Это обусловлено тем, что именно микроэлементы, как правило, являются активными коцентрами гормонов, ферментов и иных субстанций организма, регулирующих более 2000 протекающих обменных реакций [1, 2].
Цель исследования. Корректировка рациона питания введением эффективных источников жизненно важных биокор-ректирующих нутриентов (минеральных элементов, витаминов и иных биологически активных веществ) в состав продуктов питания ежедневного потребления [3, 4] - актуальная технологическая и нутрицио-логическая задача. Сухари, галеты, хлебцы представляют важную часть рациона питания населения России. Обогащение данных продуктов биологически активными веществами открывает новые возможности направленного позитивного био-корректирующего влияния на различные функции организма с целью профилактики и лечения широкого круга заболеваний алиментарного характера [5]. Наиболее перспективным источником биологически активных веществ и минералов природного происхождения являются продукты глубокой переработки растительного сырья: зародышей пшеницы, гороха, сои, морской капусты, семян черного тмина. Это источники не только протеина и углеводов (глюкогенных и фруктогенных моно- и дисахаров, олиго- и полисахаридов, пищевых волокон), обладающих выраженными пребиотическими и деток-сикационными свойствами, но и широкого спектра витаминов: А, D, Е, С, группы В, каротиноидов, поликозанола, различных антиоксидантов, макро- и микроэлементов [6-10].
Объектами исследований являлись мучные изделия (галеты), в базовый состав которых входили тапиоковый крахмал, куриные яйца, сычужный сыр жирностью не менее 45%, растительное масло, вода питьевая (контрольный образец № 6). В качестве обогащающих источников биологически активных веществ в состав галет вводили композицию из частично обезжиренной муки зародышей пшеницы «Витазар» и отрубей пшеничных в соотношении 1:1 (образец № 1). Дополнительно в рецептуру вводили порошок из морской капусты (образец № 2), изо-лят соевого белка (образец № 3), изолят горохового белка (образец № 4), частично обезжиренную муку семян черного тмина (образец № 5). Минеральный состав объектов исследования определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с помощью квадру-польного масс-спектрометра Nexion 300D (РегктЕ1тег, США).
Результаты исследования макроэле-ментного состава мучных изделий представлены на рис. 1, степень удовлетворения суточной потребности приведена в табл. 1 [11].
Оценка макроэлементного состава опытных образцов мучных изделий показала, что исследуемые объекты являются источниками кальция, калия, магния, натрия и фосфора. Контрольный образец практически не содержал калия и магния. Введение в состав опытных изделий растительных биокорректоров позволило повысить степень удовлетворения суточной потребности организма по сравнению с контрольным образцом в 1,5-2,0; 4,7-6,0; 8,3-14,2; 1,1-1,2; 1,90-2,43 раза соответственно в кальции, калии, магнии, натрии и фосфоре.
Результаты определения микроэлементов и степень удовлетворения суточной потребности в них представлены на рис. 2 и в табл. 2.
Таблица 1
Удовлетворение суточной потребности организма (%) в макроэлементах при употреблении 100 г мучных изделий
Микроэлемент Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 Образец № 4 Образец № 5 Образец № 6 (контроль)
Ca 44,4 55,9 55,6 48,7 42,3 27,5
K 16,1 16,2 16,0 15,1 19,3 3,2
Mg 31,7 54,2 51,7 45,4 47,3 3,8
Na 60,8 62,6 61,7 64,1 49,8 54,8
Р 64,5 62,4 50,6 59,7 69,0 26,5
п
р
Рис. 1. Содержание макроэлементов (мкг/г) в мучных изделиях
Таблица 2
Удовлетворение суточной потребности организма (%) в жизненно необходимых микроэлементах при употреблении 100 г мучных изделий
Микроэлемент Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 Образец № 4 Образец № 5 Образец № 6 (контроль)
Co 50,0 50,0 50,0 50,0 60,0 4,0
Cr 284,0 216,0 186,0 134,0 270,0 56,0
Cu 25,8 34,0 24,9 28,6 44,1 2,6
Fe 26,0 44,30 41,76 46,49 31,68 8,61
I 0,2 9,0 7,9 7,6 0,1 0,07
Mn 164,5 153,1 128,1 137,05 199,4 1,9
Se 21,4 25,7 27,1 22,8 24,28 15,7
Zn 36,4 35,8 34,8 37,3 43,2 10,8
5 6
1 : | | «и с 5 in Iii о С 4 2 3 234 >
11 0 с iii Iii u 1 Ii.
2 -1 1 43 мкг/г u s ; в а s s s 5 (Ii
»
0 1 Мп 3 2 5 „ 5
9 Рис. 2. Содержание жизне 4 1 4 1 Iii Hill. е Zn нно необходимых микроэлементов (мкг/г) в мучных изделиях
Таблица 3
Удовлетворение суточной потребности организма (%) в условно жизненно необходимых микроэлементах при употреблении 100 г мучных изделий
Микроэлемент Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 Образец № 4 Образец № 5 Образец № 6 (контроль)
B 17,4 28,7 27,7 24,1 42,1 1,61
Li 3,0 5,4 4,8 4,8 7,8 1,2
Ni 26,2 34,7 29,7 26,9 51,7 5,6
Si 1,2 1,3 1,4 0,9 1,3 1,55
V 0,0045 5,0 10,0 30,0 4,5 10,0
На основе количественного анализа жизненно необходимых микроэлементов в контрольном образце практически отсутствовали кобальт, медь, железо, йод, марганец. Во всех экспериментальных образцах идентифицировано значительное содержание хрома и марганца - 1,35-1,42±0,14 мкг / г соответственно. В образцах № 2-4 зафиксирован йод в количестве 38,43-45,03 мкг/г, что позволяет рекомендовать употребление разработанных галет жителям йоддефицитных областей или лицам, подвергающимся рентгеноблучению. По степени удовлетворения суточной потребности организма экспериментальные образцы превысили контрольный по кобальту - в 12,5-15,0 раза; по хрому - в 2,3-5,1 раза; по меди -в 9,5-16,9 раза; по железу - в 3,1-5,4 раза; по йоду - в 1,4-118,6 раза; по марганцу - в 67,4-104,9 раза; по селену -в 1,3-1,7 раза; по цинку - в 3,2-4,0 раза. Результаты определения содержания условно жизненно необходимых элементов в мучных изделиях представлены на рис. 3. Удовлетворение суточной потребности исследуемых условно жизненно необходимых элементов в соответствии с рекомендациями Скального А.В. [12, 13] представлено в табл. 3.
Определение содержания условно жизненно необходимых микроэлементов в исследуемых образцах показало, что образец № 5 является источником бора и никеля, их содержание составляет 6,56±0,65 и 0,73±0,087 мкг/ г соответственно. Образцы № 3 и 4 являются источниками ванадия - 0,02±0,003 и 0,06±0,008 мкг/г соответственно.
Из результатов анализа минерального состава образцов обогащенных галет следует, что они обеспечивают суточные потребности организма в широком спектре макро- и микроэлементов и могут быть рекомендованы в качестве профилактических продуктов при различных микроэлементозах.
Анализ содержания условно токсичных элементов в опытных изделиях свидетельствует об их незначительных количествах, не превышающих среднесуточную интенсивность поступления в организм при употреблении до 1000 г/день исследуемых продуктов (табл. 4).
Заключение. Таким образом, убедительно доказана возможность применения мучных изделий - галет - с включением биоактивных растительных компонентов для покрытия физиологических потребностей организма в широком спектре макро-и микроэлементов. Полученные данные позволяют констатировать удовлетворение суточной потребности организма
lllllll.
As
lllll.
Li
Ni
2 1
I I I I I I л -,
57 V
Рис. 3. Содержание условно жизненно необходимых микроэлементов (мкг/г) в мучных изделиях
Таблица 4
Содержание условно токсичных элементов в мучных изделиях (мкг/г)
Токсичный элемент Образец № 1 Образец № 2 Образец № 3 Образец № 4 Образец № 5 Образец № 6 (контроль)
Al 1,63±0,16 6,34±0,63 5,99±0,6 7,45±0,74 6,28±0,63 0,81±0,097
Cd 0,03±0,004 0,07±0,01 0,07±0,01 0,05±0,008 0,03±0,004 <0,00048
Hg <0,0036 <0,0036 <0,0036 <0,0036 <0,0036 <0,0036
Pb 0,01±0,002 0,06±0,008 0,06±0,009 0,05±0,008 0,05±0,007 0,005±0,0009
Sn 0,004±0,0007 0,02±0,002 0,01±0,002 0,02±0,003 0,007±0,0014 0,003±0,0006
Sr 4,48±0,45 131±13 122±12 99,65±9,96 25,69±2,57 2,7±0,27
5
4
6
разработанными образцами мучных изделий более чем на 50% по следующим макро- и микроэлементам: Са, Мд, Na, Р, Со, Сг, I, Мп. Результаты проведенных исследований позволяют отнести разработанные продукты к группе функциональных, что имеет практическое значение при проектировании ежедневных рационов питания биокорректирующего, профилактического и лечебного действия для различных групп населения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Скальный, А.В. Биоэлементы в медици-не/А.В. Скальный, И.А. Рудаков. - М., 2004.
2. Скальная, М. Г. Макро- и микроэлемент в питании современного человека: эколого-физиологические и социальные
аспекты/ М.Г. Скальная, С.В. Нотова. - М.: РОСМЭМ, 2004. - 310 с.
3. Агаджаняни, М. А. Основы физиологии питания. - М.: РУДН, 2000. - 408 с.
4. Антипова, Л. В. Молекулярно-биологические основы питания/Л.В. Антипова, С. А. Сторублевцев, М. Е. Успенская. Воронежский государственный университет инженерных технологий. - Воронеж, 2015. -542 с.
5. Антипова, Л. В. Тенденции развития научных основ проектирования пищевых продуктов/ Л. В. Антипова, Н. С. Родионова, Е.С. Попов // Известия вузов. Пищевая технология. - 2018. - № 1. - С. 8-10.
6. Коротышева, Л. Б. Функциональные ингредиенты, используемые в пищевых продуктах для профилактики йоддефицитных состояний/Л.Б. Ко-
ротышева, Т. В. Пилипенко // Технико-технологические проблемы сервиса. -
2014. - № 1. - С. 81-84.
7. Родионова, Н. С. Нутриентные корректоры пищевого статуса на основе продуктов глубокой переработки низкомасличного сырья: монография/Н.С. Родионова, Е.С. Попов, О.А. Соколова. Воронежский государственный университет инженерных технологий. -Воронеж, 2016. - 240 с.
8. Пожидаева, Е. А. Разработка технологии замороженного молочного продукта с биокоррегирующими свойствами/Е.А. Пожидаева, М.А. Швырева, Я.А. Дымовских // Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. Материалы IV Международной заочной научно-технической конференции. Воронежский государственный университет инженерных технологий. - 2017. -С. 677-679.
9. Родионова, Н. С. Функциональные композиции биокорректирующего действия на основе продуктов глубокой переработки низкомасличного сырья/ Н. С. Родионова, Е. С. Попов, Т. Н. Колесникова // Пищевая промышленность. - 2017. - № 6. - С. 54-56.
10. Родионова, Н.С. Гигиенические аспекты и перспективы отечественного производства продуктов глубокой переработки зародышей пшеницы/ Н. С. Родионова, Т.В. Алексеева, Е.С. Попов [и др.] // Гигиена и санитария. -2016. - № 1. - С. 74-79.
11. Нормы физиологической потребности в пищевых веществах и энергии для различных групп населения. - М.: Медицина, 2008. - 44 с.
12. Скальный, А.В. Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция // Микроэлементы в медицине. - 2000. -Т. 1. № 1. - С. 2-8.
13. Скальный, А.В. Введение в медицинскую элементологию: учебное посо-бие/И.В. Радыш, А.В. Скальный. - М.: РУДН,
2015. - 200 с.
REFERENCES
1. Skal'nyj AV, Rudakov IA. Bioelementy v medicine [Bioelements in medicine]. Moscow. 2004.
2. Skal'naya MG, Notova SV. Makro- i mikroelement v pitanii sovremennogo cheloveka: ekologo-fizmologicheskie i social'nye aspekty [Macro- and microelement in the nutrition of modern man: environmental-
специализированное питание
physiological and social aspects]. Moscow: ROSMEM. 2004. 310 p.
3. Agadzhanyani MA. Osnovy fiziologii pitaniya [Basics of nutrition physiology]. Moscow: RUDN. 2000. 408 p.
4. Antipova LV, Storublevcev SA, Uspenskaya ME. Molekulyarno-biologicheskie osnovy pitaniya [Molecular Biological Basics of Nutrition]. Voronezhskyi gosudarstvenny universitet inzhenernykh tekhnologyi [Voronezh State University of Engineering Technologies]. Voronezh. 2015. 542 p.
5. Antipova LV, Rodionova NS, Popov ES. Tendencii razvitiya nauchnyh osnov proektirovaniya pishchevyh produktov [Trends in the development of the scientific foundations of food design]. Izvestiya vuzov. Pish-chevaya tekhnologiya [News of higher educational institutions. Food Technology]. 2018. No. 1. P. 8-10.
6. Korotysheva LB, Pilipenko TV. Funkcio-nalnye ingredienty, ispolzuemye v pishchevyh produktah dlya profilaktiki joddeficitnyh sos-toyanij [Functional ingredients used in food for the prevention of iodine deficiency disorders]. Tekhniko-tekhnologicheskie probtemy servisa [Technical and technological service issues]. 2014. No. 1. P. 81-84.
7. Rodionova NS, Popov ES, Sokolova OA. Nutrientnye korrektory pishchevogo statusa na osnove produktov glubokoj pererabotki niz-komaslichnogo syr'ya: monografiya [Nutrient proofreaders of food status based on products of deep processing of low oil raw materials: monograph]. Voronezhskyi gosudarstvenny universitet inzhenernykh tekhnologyi [Voronezh State University of Engineering Technolo-gies].Voronezh, 2016. 240 p.
8. Pozhidaeva EA, Shvyreva MA, Dymovskih Ya A. Razrabotka tekhnologii zamorozhennogo molochnogo produkta s biokorregpruyushchimi svojstvami [Development of technology for frozen dairy product with biocorrective properties]. Innovacionnye tekhnologii v pish-chevoj promyshlennosti: nauka, obrazovanie i proizvodstvo. Materialy IV Mezhdunarodnoj zaochnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii. Voronezhskij gosudarstvennyj universitet inzhenernyh tekhnologij [Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2017. P. 677-679.
9. Rodionova NS, Popov ES, Kolesnikova TN. Funkcional'nye kompozicij biokorrek-tiruyushchego dejstviya na osnove produktov glubokoj pererabotki nizkomaslichnogo syr'ya [Functional compositions of biocorrective action based on products of deep processing of
low oil raw materials]. Pishchevaya promysh-lennost [Food industry]. 2017. No. 6. P. 5456.
10. Rodionova NS, Alekseeva TV, Popov ES, Kalgina Yu 0, Natarova AA. Gigienicheskie aspekty i perspektivy otechestvennogo proiz-vodstva produktov glubokoj pererabotki zaro-dyshej pshenicy [Hygienic aspects and prospects of domestic production of products for the deep processing of wheat germ]. Gigiena i sanitariya [Hygiene and sanitation]. 2016. No. 1. P. 74-79.
11. Normy fiziologicheskoj potrebnosti v pishchevyh veshchestvah i energii dlya razlichnyh grupp naseleniya [Norms of physiological nutritional requirements and energy for various groups of the population]. Moscow: Medicina, 2008. 44 p.
12. Skal'nyj AV. Mikroelementozy cheloveka: gigienicheskaya diagnostika i korrekciya [Human microelementoses: hygienic diagnosis and correction]. Mikroelementy v medicine [Trace elements in Medicine]. 2000. V. 1. No. 1. P. 2-8.
13. Radysh IV, Skal'nyj AV. Vvedenie v medicinskuyu elementologiyu: uchebnoe po-sobie [Introduction to medical elementology]. Moscow: RUDN. 2015. 200 p.
Авторы
Родионова Наталья Сергеевна, д-р техн. наук, профессор, Попов Евгений Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, Матвеев Дмитрий Игоревич, Прошина Марина Николаевна, Дьяков Андрей Александрович
Воронежский государственный университет инженерных технологий, 394036, г. Воронеж, пр-т Революции, д. 19, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Authors
Natalya S. Rodionova, Doctor of Technical Sciences, Professor, Evgeny S. Popov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Dmitry I. Matveev, Marina N. Proshina, Andrey A. D'yakov
Voronezh State University of engineering technologies, 19, Revolution avenue, Voronezh, Russia, 394036, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
