CC BY
240
664.8:338.436.33
ПОДСОЛНЕЧНЫЙ ШРОТ - ЭКОНОМИЧЕСКИ ПЕРСПЕКТИВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫХ ПРОДУКТОВ
О.В. ШИРОКОРЯДОВА, А Д. МИНАКОВА, И В. ШУЛЬВИНСКАЯ, Е В. САПРУНОВА, В.Г. ЩЕРБАКОВ
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: к-Ькіш@киЬзіи.ги
Предложен способ безреагентного получения пищевых функциональных продуктов из производственного подсолнеч -ного шрота алейроновых фракций с высоким содержанием белков и полисахаридов. Рассмотрено влияние ферментативного гидролиза белков семян препаратом, полученным из пророщенных семян, на функциональные и технологические свойства белковых продуктов из подсолнечных семян. Выполнен расчет экономической эффективности использо -вания белково-полисахаридного продукта в рецептурах пищевых продуктов.
Ключевые слова: подсолнечный шрот, функциональные свойства продуктов, безреагентное концентрирование, ферментные препараты.
Получение из семян подсолнечника по традиционной технологии пищевых белковых продуктов связано с применением активных химических реагентов, неизбежно ухудшающих их биологическую ценность и технологические свойства, а также экономические показатели производства. Экспериментальное обоснование и разработка способа безреагентного «сухого» концентрирования белков семян подсолнечника и продуктов их переработки, а также получение на их основе пищевых белковых продуктов с повышенной биологической ценностью и заданными функционально-технологическими свойствами, являются актуальными и имеют теоретическое и прикладное значение для технологии жиров и пищевой технологии [1-3].
В настоящее время разработаны способы выделения белковых тел (алейроновых зерен) из семян сои с помощью дифференциального центрифугирования в смесях хлопкового масла и 4-хлористого углерода с различной плотностью. Известны также методы центрифугирования и воздушного сепарирования кукурузных зерен и семян сои с целью выделения алейроновых зерен. Получение белковых фракций, обогащенных алейроновыми зернами, из традиционной масличной культуры нашей страны - подсолнечника и продуктов его переработки ранее не производилось [4, 5].
Цель исследования - разработка способа безреагентного получения из производственного подсолнечного шрота алейроновых фракций, обогащенных белками и полисахаридами.
Объектом исследования служил производственный шрот, полученный в экстракционном цехе МЭЗ ОАО «МЖК Краснодарский» из заводской смеси семян подсолнечника современных сортов по традиционной технологии форпрессование-экстракция. В качестве контроля использовали шрот, полученный в лабораторных условиях из ядра семян подсолнечника сорта СПК, освобожденного от плодовой оболочки, измельченного и обезжиренного гексаном на холоду (при 4°С).
Сравнение химического состава лабораторного и производственного шротов свидетельствует, что последний отличается высоким содержанием целлюлозы из-за неполного отделения лузги от ядра семян и уступает лабораторному шроту по содержанию белка и фосфора (табл. 1).
Таблица 1
Шрот, полученный в условиях
Компоненты лабораторных производствен-
ных
Химический состав, % на а.с. в.:
сырой жир 0,80 0,90
общая зола 4,50 6,50
целлюлоза 5,20 23,00
общий фосфор 2,40 1,13
белок (К • 6,25) 56,00 47,00
Массовая доля белков, %:
альбумины 2,27 4,2
глобулины 27,73 3,1
глютелины 6,47 22,2
Анализ фракционного состава белков по Осборну (табл. 1) показал, что в белковом комплексе лабораторного шрота преобладает фракция солерастворимых белков - глобулинов, тогда как в белковом комплексе производственного шрота основная доля белков представлена щелочерастворимыми глютелинами.
По разработанной нами технологии безреагентного «сухого» концентрирования растительных белковых продуктов лабораторный шрот при помощи системы сит на рассеве разделяли на 8 фракций с размерами частиц от 165 до 560 мкм. Производственный шрот с целью увеличения выхода белка разделяли на 4 фракции с размерами частиц до 560, 560-264, 264-165 и менее 165 мкм.
Исследование химического состава белковых фракций из производственного шрота показало (табл. 2), что наибольшим количеством белка, коррелирующим с наибольшим содержанием фосфора, обладают средняя и мелкая фракции с размерами частиц 560-264 и 264-165 мкм соответственно. Это позволяет предположить, что данные фракции обогащены белковыми телами или алейроновыми зернами - целыми или раздробленными с включениями глобоидов фитина, что характерно для сложных алейроновых зерен подсолнечника [2, 3].
Показатель относительной биологической ценности (ОБЦ) исследованных фракций, полученный с использованием тест-организма Тв^гакутвпа руп/огтг^' (табл. 2), свидетельствует, что средняя и мелкая фрак-
Таблица 2
Тип Размер час- Выход, Массовая доля, % ОБЦ, Технологические свойства, %*
фракции тиц, мкм % Влага Целлюлоза Белок (К • 6,25) Фосфор % ЖУС ВУС ПОС СП
Крупная До 560 13 5,4 4,1 26,4 0,7 155 333/321 246/260 23/21 44/44
Средняя 560-264 19 5,2 7,6 68,2 1,9 172 410/378 271/335 21/22 39/43
Мелкая 264-165 47 6,0 8,1 38,9 1,7 168 280/270 346/360 29/29 41/46
Очень мелкая Менее 165 21 5,1 13,0 8,2 0,9 120 285/275 343/350 27/27 47/47
* Числитель - до ферментативной модификации, знаменатель - после ферментативной модификации.
ции превосходят остальные по содержанию фосфора, коррелирующего с содержанием в них белка.
Нами также изучены технологические свойства белковых фракций: влагоудерживающая (ВУС), жироудерживающая (ЖУС) и пенообразующая способности (ПОС), стабильность пены (СП).
Результаты показали (табл. 2), что мелкая и очень мелкая фракции обладают наибольшей ВУС, а наибольшей ЖУС - средняя фракция.
Повышенные значения ВУС двух фракций, возможно, объясняются высоким содержанием в их составе плодовой оболочки, богатой полисахаридами - целлюлозой и гемицеллюлозой, пектинами, которые отличаются высокой способностью к поглощению влаги и набуханию.
Таким образом, в результате сравнительного анализа биохимических и технологических показателей были выявлены фракции с повышенным содержанием белка, высокой ОБЦ и более высокими технологическими свойствами. Это фракции с размерами частиц 560-264 мкм - средняя - и 264-165 мкм - мелкая - были условно названы белково-полисахаридными продуктами (БПП).
Для улучшения биологической ценности и технологических свойств белковых продуктов была прове -
Производственный шрот
______________4.
Измельчение
_______________♦
Разделение по гранулометрическим показателям
Модифицированный белково-полисахаридный продукт (БПП)
дена модификация полученных фракций путем ограниченного гидролиза ферментативной вытяжкой из прорастающих семян подсолнечника. Принципиальная схема ферментативной модификации белковых продуктов представлена на рисунке.
Предварительное безреагентное «сухое» концентрирование растительных белков производственного шрота - измельчение и фракционирование по гранулометрическим показателям - позволило выделить фракции наиболее богатые белком и обеспечить условия для более полной, направленной ферментативной модификации.
В зависимости от времени воздействия ферментным препаратом (ФП) с высокой протеиназной активностью на белковый комплекс шрота были получены белковые продукты с заданными технологическими свойствами. При обработке белковых фракций ФП было экспериментально определено оптимальное время контакта препарата с белками - 30 мин.
Анализ ОБЦ белковых фракций после модификации эндопротеиназами показал, что по мере продолжительности гидролиза белков семян ФП она увеличивается, происходит направленное изменение технологических свойств БПП. Модификация ФП в течение 30 мин не изменила ПОС белковых продуктов, несколько увеличив показатель СП (табл. 2). При этом значительно вырос показатель ВУС, а ЖУС снизилась. Эти изменения, по-видимому, связаны как с перераспределением полярных и неполярных групп, так и с наличием большого количества полисахаридов.
Выявленные условия ферментативной модификации способствовали направленному изменению технологических свойств и биологической ценности и позволили получить белковые продукты с заданными технологическими свойствами.
Результаты исследований физико-химических и органолептических показателей (контролем служил соевый белок как наиболее широко используемый в пищевых системах) свидетельствуют (табл. 3), что БПП, полученные безреагентным концентрированием с последующей ферментной модификацией, отличаются высоким содержанием белков, целлюлозы, гемицеллюлозы. Эти вещества необходимы для нормального развития живого организма, что делает БПП перспективными компонентами различных пищевых систем, нуждающихся по ряду объективных причин в улучшении пищевой ценности и в формировании определенных технологических свойств.
Таблица 3
Показатель БПП Соевый белок
Внешний вид и консистенция Однородный порошкообразный продукт
Вкус, запах Без вкуса с приятным запахом жареной семечки Без вкуса, без запаха
Цвет Приятный коричневый Светло-кремовый
Массовая доля, %:
влаги 5,20 6,70
белка 68,20 55,90
фитина 1,90
липидов 0,90 0,40
пищевых волокон 7,60 8,13
ОБЦ, % 198 73,6
По основным показателям безопасности полученные БПП безопасны для использования в пищевых продуктах. Они могут служить альтернативой использования соевых продуктов в качестве растительных белковых обогатителей в рецептурах продуктов общего и профилактического назначения.
Нами предложено использовать полученные БПП в качестве растительных добавок в рецептуры определенных сортов сосисочно-колбасной продукции.
Например, колбасные изделия, рассчитанные на широкий сегмент рынка, производятся по рецептурам, предусматривающим закладку до 15-20% растительного белка к массе фарша. Как правило, для этих целей используются соевые белки, имеющие как достоинства, так и существенные недостатки: изначальное содержание в соевом сырье, полученном, как правило, из трансгенных растений, ингибиторов трипсина, химот-рипсина, лектинов и уреазы, а также большое количество растительных гормонов.
На основе классических производственных рецептур была рассчитана рецептура колбасного фарша, на 100 кг готового изделия:
Сырье, кг:
жащими аминокислотами - цистином, цистеином и триптофаном - и пищевыми волокнами - целлюлозой, пектином и гемицеллюлозой. Высокие технологические показатели вводимой добавки позволяют не отклонятся от классической технологии производства колбасного фарша.
Применение БПП, полученного безреагентным концентрированием производственного шрота семян подсолнечника, повышает биологическую ценность и функциональные свойства колбасного фарша, улучшая органолептические характеристики - консистенцию, вязкость, упругость, когезионные свойства и др.
С экономической точки зрения использование БПП в производстве колбасных изделий позволит снизить себестоимость выпущенной продукции. Был рассчитан экономический эффект от замены соевого белка БПП при изготовлении полукопченой колбасы.
Расчет себестоимости производства БПП:
Годовой объем шрота, т 25724
Цена за 1 кг шрота, р. 1,10
Выход БПП, % 19,0
Годовой объем производства БПП, т 4887,56
Затраты, р.:
приобретение и доставка шрота 28296400
получение ФП 18154,5
содержание и эксплуатация оборудования 16249
энергозатраты 228
приобретение тары 2932536
получение БПП 5376316
оплата труда и отчис ления на социальные нужды 51710,4
Общая сумма затрат на производство БПП за год, р. 8380573,39
Себестоимость 1 т БПП, р. 1714,67
Себестоимость 1 кг БПП, р. 1,71
Цена продажи 1 кг БПП, р. 2,27
показал, что общая сумма затрат на производство БПП за год составит 8380573,39 р.
Эмульсия из говядины 1 сорта 25 Таблица 4
Говядина 1 сорта 35
Грудинка 25 Расход, кг Сумма затрат на произ-
3 водство колбасного из -
БПП Ко мпонент на 100 кг Цена делия, р.
Вода 12 рецептуры колбасного 1 кг, р.
с соевым белком
Итого: 100 изделия с БПП
Пряности и материалы, г: Эмульсия 25 126 3150 3150
Соль поваренная пищевая 2560 Говядина 1-го
Натрия нитрит 4,0 сорта 35 180 6300 6300
Сахар-песок 100 Грудинка 25 200 5000 5000
Перец черный 100 Белок соевый 3 75 225 -
Перец красный 50 БПП 3 2,27 - 6,81
Чеснок свежий очищенный 200 Вода 12 6 72 72
Эмульсия говяжья, кг на 100 кг сырья: Соль поваренная 2,56 5 12,8 12,8
Говядина 1 сорта 70 Натрия нитрат 0,004 45 0,18 0,18
Вода 30 Сахар-пе сок 0,1 30 3 3
Была выпущена опытная партия фарша. Продукт не Перец черный 0,1 220 22 22
отличается по вкусу от фарша, выработанного по клас- Перец красный 0,05 22 1,1 1,1
сической технологии получения фарша для полукопче- Чеснок 0,2 30 6 6
ной колбасы, но имеет более коричневый оттенок. Итого на 100 кг - - 14792,08 14573,89
Фарш колбасный с добавкой БПП обогащен серосодер- Итого на 1 кг - - 147,92 145,73
Себестоимость полукопченой колбасы Славянская, получаемой с использованием БПП, составила 145,73 р. за 1 кг, тогда как себестоимость изделия с использованием белка сои составила 147,92 р. (табл. 4).
Таким образом, разработана технология безреа-гентного «сухого» концентрирования растительных белковых продуктов из подсолнечного шрота с последующей их ферментативной модификацией и получением модифицированного белково-полисахаридного продукта. Обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и экономическая эффективность использования БПП в рецептурах мясных полуфабрикатов в качестве добавки, обладающей высокими жиро- и водоудерживающей способностями, повышающей биологическую ценность продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Богатырев А .Н. Белковые препараты и композиты с заданными функциональными свойствами и продукты их использова -ния // Пищевая пром-сть. - 2000. - № 2. - С. 34-36.
2. Растительный белок: новые перспективы / Под. ред. Е.Е. Браудо. - М.: Пищепромиздат, 2000. - 180 с.
3. Белки семян зерновых и масличных культур / Пер. с англ. Н. А. Емельяновой, А.Г. Тихоновой; Под ред. и с предисл. д-ра биол. наук, проф. Б.П. Плешкова. - М.: Колос, 1977. - 310 с.
4. Пат. 2168907 РФ. Способ получения соевого концентрата / С.В. Назаренко // БИПМ. - 2001. - № 17.
5. Пат. 2203555 РФ. Способ получения ультрачистого рас -тительного белкового материала / Вонг Теодор М. (и8), Сингер Де -вид А. (Ш), Лин Санта Эйч (Ш) // БИПМ. - 2003. - № 13.
Поступила 29.06.09 г.
SUNFLOWER MEAL AS ECONOMIC EFFICIENT RAW MATERIAL FOR TREATMENT OF PROTEIN CARBOHYDRATE PRODUCTS
O.V. SHIROKORYADOVA, A.D. MINAKOVA, I V. SHULVINSKAYA, E.V. SAPRUNOVA, V.G. SCHERBAKOV
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: k-bhtm@kubstu.ru
The way of unreactive treatment of food functional products from industrial sunflower meal of protein fractions with high content of fibers and carbohydrates is offered. Influence of enzymatic hydrolysis of fibers of seeds by a preparation received from growing seeds on functional and technological properties of albuminous products from sunflower seeds in considered. Calculation of economic efficiency of using protein carbohydrate product in compounding of foodstuff is executed.
Key words: sunflower meal, functional properties of products, unreactive treatment, enzymatic preparations.
[664.784+635.657]:66.083
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА СО2-ГОМОГЕНИЗАЦИИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЗЕРНА КУКУР УЗЫ И НУТА
Н.Ю. ГЕРАСИМОВА, Н.В. МАГЗУМОВА
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: яега41.82@таіІ.ги
Исследовано получение растительной добавки из зерна кукурузы и нута методом СО2-гомогенизации, изучены ее физико-химические характеристики.
Ключевые слова: зерно кукурузы, нут, СО2-гомогенизация, размер частиц добавки, диоксид углерода.
При переработке зерна кукурузы и нута при получении крупы по классическим технологиям теряется большое количество витаминов, минеральных веществ и белков. В связи с этим было предложено применить при переработке зерна этих культур процесс СО 2-гомогенизации, включающий два этапа: на первом исходное сырье насыщается жидким диоксидом углерода под давлением; на втором давление резко сбрасывается и из-за быстрого испарения жидкого СО2 происходит разрушение структуры обрабатываемого сырья [1].
СО2-технология позволяет проводить переработку растительного сырья при низких плюсовых температурах, сократить время обработки, энергоемкость и число технологических операций, улучшить качество выпускаемой продукции, а также обеспечить экологическую безопасность.
Цель данной работы - выяснение возможности использования для производства растительной добавки из зерна кукурузы и нута диоксида углерода в различных фазовых состояниях.
На кафедре технологии мясных и рыбных продуктов КубГТУ была проведена серия экспериментов по обработке предварительно подготовленного зерна кукурузы и нута диоксидом углерода: диапазон давлений паров СО 2 в барокамере - от 2,9 до 6,0 МПа, продолжительность процесса насыщения сырья жидким С02 - от 15 до 65 мин. Основным критерием оптимизации параметров обработки служил размер частиц кукурузы после проведения процесса СО2-гомогенизации. В табл. 1 представлен план проведения эксперимента.
