CC BY
1УДК [639.64+582.272.46]:663.86
М.А. Григорьев1, И.А. Русских1, М.В. Благонравова2
1 Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ), Москва, 125080; 2 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: irus65@list.ru
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФЕРМЕНТАЦИИ МОРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ РОДА LAMINARIA ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Статья посвящена исследованиям возможности использования морских водорослей - ламинарии в качестве исходного сырья для производства функциональных безалкогольных напитков. В статье рассмотрен способ улучшения органолептических показателей продуктов, приготовленных из морской капусты, методом микробной ферментации. Изучены основные направления биотехнологии производства основы функционального напитка. В заключение дан анализ полученных результатов и обоснована возможность применения данной биотехнологии.
Ключевые слова: ламинария, микробная ферментация, напитки на основе водорослей, конструирование функциональных напитков, здоровьесберегающие технологии.
M.A. Grigoriev1, I.A. Russkih1, M.V. Blagonravova2
1 Russian Biotechnological University (ROSBIOTECH), Moscow, 125080; 2 Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: irus65@list.ru
PROSPECTS FOR USING FERMENTATION OF MARINE ALGAE OF THE GENUS LAMINARIA TO CREATE FUNCTIONAL SOFT DRINKS
The article is devoted to research on the possibility of using kelp algae as a feedstock for the production of functional soft drinks. The article considers a method for improving the organoleptic characteristics of products made from seaweed by microbial fermentation. The main directions of biotechnology for producing the basis of a functional drink have been studied. In conclusion, an analysis of the results obtained is given and the possibility of using this biotechnology is substantiated.
Key words: kelp, microbial fermentation, algae-based beverages, functional beverage design, health-saving technologies.
Одним из природных богатств Дальнего Востока России являются возобновляемые биологические морские ресурсы. К большому сожалению, в настоящее время в России наименее востребованной и развитой является добыча и переработка морских водорослей. Однако использование в пищевом рационе человека водорослей активно развито в соседних странах Тихоокеанского региона - Японии, Корее и Китае. Для этих стран основой многих пищевых продуктов являются бурые водоросли рода Laminaria. Из них готовят первые и вторые блюда, различные соусы и приправы, а также используют в производстве мороженого, йогуртов, разного вида кондитерских изделий, напитков.
Исследования, проводимые в ФГУП ВО «РОСБИОТЕХ», показали, что нетрадиционные виды растительного сырья могут быть активно применены для производства функциональных и спортивных напитков. Перспективным направлением исследований является создание/конст-
руирование напитков с заданными физико-химическими и органолептическими свойствами с извлечением полезных химических соединений из растительного сырья [1, 2].
Морские бурые водоросли характеризуются уникальным составом природных биоактивных соединений. Наиболее ценными из ламинариевых водорослей в промысловом отношении является сахарина японская (Saccharina japónica), которая уже много столетий используется для приготовления продуктов, входящих в ежедневный рацион населения стран Азиатско-Тихоокеанского региона.
Общее содержание углеводов в сахарине японской достигает 70% от сухой массы, из них наибольшую ценность представляет альгиновая кислота (до 30%) и фукоидан (до 20%). Содержание белка достигает 12%, при этом преобладающими аминокислотами являются аспарагино-вая кислота, аланин и пролин (до 1000 мг/100 г), также установлены значительные количества лизина, валина, лейцина и др. [3].
Содержание минеральных веществ в сахарине японской представлено практически всеми существующими химическими элементами и составляет от 30 до 50%, из них особое значение для организма человека имеют железо, калий, магний. Известно, что ламинариевые водоросли являются ценным источником йода, основная его часть водорастворима, легко извлекается из водорослей вместе с другими биогенными элементами, полисахаридами, аминокислотами. Экстракты из ламинарии можно рекомендовать в качестве средства противозобной профилактики. Водоросли характеризуется сбалансированным соотношением жиро- и водорастворимых витаминов: РР, биотина, фолиевой кислоты, аскорбиновой кислоты и витаминов групп А, Е, D, В [4]. Таким образом, ламинария является ценнейшим источником необходимых человеку микро-и макронутриентов.
Необходимо отметить, что основным критерием, определяющим возможность промышленного использования морских водорослей в качестве растительного сырья, являются их органо-лептические показатели. Надо отметить, что ламинария характеризуется специфическим вкусом и запахом, требующими корректировки. Органолептические показатели ламинариевых водорослей являются одним из основных ограничительных факторов их массового применения.
В настоящее время в России налажен выпуск замороженной продукции из водорослей рода Laminaria. Промышленная переработка включает процессы промывки и заморозки, которые хоть частично и влияют на органолептические показатели морской капусты, но необходима дальнейшая технологическая обработка продукции с целью улучшения (исправления) органолептиче-ских показателей при сохранении полезных химических соединений.
Проведенные ранее исследования по возможности дополнительной обработки мороженой морской капусты (использовали вымачивание, температурное воздействие (кипячение) и сушку) показали незначительное влияние этих процессов на вкусо-ароматические свойства исходного сырья. Вероятно, скорректировать органолептические показатели при создании функциональных напитков из водорослевого сырья возможно путем использования биотехнологических методов, в частности способа твердофазовой микробной ферментации (в массе измельченного влажного сырья) [5].
Целью проведенного исследования явилось изучение возможности коррекции органо-лептических показателей ламинариевых водорослей при помощи микробной ферментации продуцентом Lactococcus lactis. Исходным сырьем в проведенных исследованиях послужили водоросли Saccharina japónica, соответствующие требованиям ГОСТ 31583-2012 «Капуста морская мороженая. Технические условия». В качестве микроорганизма, участвующего в процессе ферментации, была выбрана культура Lactococcus lactis, молочнокислая бактерия, широко используемая в молочной промышленности.
Морскую капусту промывали от песка, отсортировывали от других морских водорослей, шинковали и замораживали. Перед началом исследований материал проходил дефростацию в течение суток при температуре 3-4°С, далее измельчался до однородной массы. Для придания микробной чистоты сырье подвергалось автоклавированию, стерилизация проводилась при температуре 115°С в течение 30 минут. После температурной обработки образцы ламинарии охлаждались до 20-25°С, вносилась культура Lactococcus lactis, рост микроорганизмов происходил на влажном сырье. После внесения посевного материала проводилась ферментация при температуре 23-25°С. По истечении двух недель ферментации на образцах были заметны белые образования, в запахе ощущался характерный молочный оттенок. Далее образцы сушились при температуре 40°С в течение 12 часов, после чего готовился напиток.
Был составлен купаж безалкогольного напитка, в качестве вкусового наполнителя купажа был внесен сухой лист кипрея (в пропорции 1 : 10). Для приготовления напитка готовые образцы сушеных ферментированных водорослей заливали водой температурой 90°С и выдерживали в течение 10 минут. Принципиальная технологическая схема производства безалкогольного напитка на основе водорослевого сырья представлена на рис. 1.
Йод:
;готовка
культуры
Подготовка'
трав
Подготовка ламинарии
N
Купажирование
>
г ч
Стерилизация
ч>
N.
Засев культуры
ч
О
{ \
Ферментация
4. и
N
Сушка
ч
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема производства безалкогольного напитка
на основе водорослевого сырья
На рис. 2 представлена профилограмма органолептической оценки образца купажированного напитка, прошедшего микробную ферментацию молочнокислыми бактериями.
Органолептические показатели
Ряд1 Ряд2
морской
терпкий
сладкий
водорослевый
травяной
цветочный
медовый
Рис. 2. Профилограмма органолептических показателей готового образца (ряд № 1 - запах; № 2 - вкус)
Из рис. 2 видно, что микробная ферментация существенно изменила органолептические показатели исходного сырья - морской капусты - и сделала основу будущего функционального напитка более приятной на вкус. Отмечается, что в напитке полностью отсутствуют запах и вкус ламинарии, появляются привычные показатели травяного чая.
Таким образом, проведенные нами исследования показали возможность использования микробной ферментации морских бурых водорослей вида Saccharina japonica для производства функциональной основы для безалкогольных напитков.
По результатам проведенных исследований установлено следующее:
1. Показана возможность применения для производства безалкогольных напитков нетрадиционного вида сырья - ламинариевых водорослей - как ценного источника микро- и микронут-риентов и важного источника йода.
2. Проведены исследования по коррекции органолептических показателей водорослей при помощи микробной ферментации продуцентом Lactococcus lactis.
3. Разработана принципиальная технологическая схема производства сухой основы безалкогольных напитков.
4. Обоснована возможность выработки нового вида продукта (полуфабриката) из морской капусты, что позволит расширить ассортимент функциональных напитков и напитков специального назначения, а также увеличить объемы переработки водорослевого сырья в тихоокеанском регионе.
Литература
1. Григорьев М.А., Ставцев А.И. Разработка технологии производства экстрактов для безалкогольной отрасли из нетрадиционного сырья на примере цветков липы // Актуальные проблемы прикладной биотехнологии и инженерии: Сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. - Оренбург, 2023.- С. 34-38.
2. Конструирование спортивных напитков быстрого приготовления / А.Д. Мелихова, Е.А. Бе-тева, А.Н. Кречетникова, М.А. Григорьев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2018. -№ 3. - С. 55-61.
3. Состав йодсодержащих экстрактов из ламинарии японской / Н.М. Аминина, Т.И. Вишневская, Т.А. Саяпина, Л.Т. Ковековдева, А.В. Подкорытова // Известия вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 1. - С. 24-27.
4. Барашков Г.К. Химия водорослей / Акад. наук СССР. Мурман. морской биол. ин-т Кольского филиала им. С.М. Кирова АН СССР. - М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1963. -143 с.
5. Кулишов Б.А., Ле Ань Туан. Применение технологий твердофазовой ферментации в производстве биопродуктов [Электронный ресурс] // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - № 2. - URL: https://cyberleninka.m/article/n/primenenie-tehnologii-tverdofaznoy-fermentatsii-v-proizvodstve-bioproduktov ( дата обращения: 25.10.2023).
УДК 664.959:[582.272+597.552.511]
А.А. Ефимов, С.Ю. Чугунков, Б.А. Чмыхалов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: efimoff-a@mail.ru
ПРИМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ В ТЕХНОЛОГИИ СНЕКОВОЙ ПРОДУКЦИИ ИЗ НЕРКИ
Снековая продукция достаточно давно пользуется устойчивым спросом потребителей, особенно молодежи и подростков. В статье представлены результаты исследований, направленных на обоснование возможности расширения ассортимента рыбных снеков за счет применения в качестве основного сырья рыбы средней жирности - нерки - и экстракта ламинарии. Предложено производить посол полуфабриката в растворе пищевой соли в водорослевом экстракте. Также предложено в солевой раствор добавлять измельченные водоросли для придания готовому продукту привлекательных потребительских характеристик - внешнего вида, вкуса и запаха. Результаты проведенных исследований позволили судить о целесообразности применения предложенной технологии для приготовления снековой продукции нового ассортимента.
Ключевые слова: снеки, нерка, ламинария, экстракт, водоросли, посол, сушка.
A.A. Efimov, S.Yu. Chugunkov, B.A. Chmykhalov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: efimoff-a@mail.ru
THE USE OF PLANT EXTRACTS IN THE TECHNOLOGY OF SOCKEYE SALMON SNACK PRODUCTS
Snack products have been in steady demand by consumers especially young people and teenagers for a long time. The article presents the results of research aimed at substantiating the possibility of expanding the range of fish snacks by using medium-fat fish - sockeye salmon - and kelp extract as the main raw material. It is proposed to produce a semi-finished product in a solution of edible salt in an algae extract. It is also proposed to add crushed algae to the salt solution to give the finished product attractive consumer characteristics - appearance, taste and smell. The results of the conducted research allowed us to judge the expediency of using the proposed technology for the preparation of snack products of a new range.
Key words: snacks, sockeye salmon, kelp, extract, algae, salting, drying.
Современные потребители предъявляют высокие требования к ассортименту представленной в торговой сети пищевой продукции, ее качеству и безопасности, удобству в приготовлении. Среди других факторов на потребительские предпочтения все чаще оказывают влияние здоровье и благополучие.
Введение в состав рыбных продуктов ингредиентов растительного происхождения дает возможность не только создавать биологически ценные комплексы, но и позволяет оказывать значительное влияние на органолептические показатели, структурно-механические свойства продукции, ее сохраняемость.
Популярностью среди потребителей всех возрастных групп, и особенно среди молодежи и подростков, пользуются снеки, в том числе рыбные. К особенностям снековой продукции можно отнести простоту и удобство употребления, полную кулинарную готовность, наличие потребительской упаковки, довольно длительный срок годности, небольшую массу порции [1].
Появление снековой продукции относят к 1937 г. Это событие связывают с ассоциацией производителей, в которую входили такие крупные компании, как «Frito-Lay» и «Procter & Gamble».
