CC BY
48
УДК 664:664.38:633.853.52
Получение белково-
витаминно-минеральных продуктов
с использованием сои для здорового питания
О. В. Скрипко, д-р техн. наук, доцент, Н.Ю. Исайчева, О.В. Покотило
Всероссийский научно-исследовательский институт сои
Нарушение структуры питания жителей России, являющееся одним из основных факторов, наносящих непоправимый вред их здоровью, вызвано дефицитом полноценного белка в питании, а также витаминов С, А и В-комплекса, йода и селена. Поэтому на современном этапе приоритетной задачей является корректировка питания жителей Российской Федерации [1].
Основные меры по реализации концепции здорового питания направлены на разработку технологических приемов производства продуктов питания заданного состава с регулируемыми физико-химическими свойствами, сохраняющих и укрепляющих здоровье человека, предупреждающих различные заболевания [1].
Для обогащения пищевых продуктов используют те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место, достаточно широко распространен и небезопасен для здоровья.
Цель исследований - разработка технологии белково-витаминно-минеральных продуктов функцио-
нального назначения в виде пасты и концентрата с использованием соевого и гидробионтного сырья (водоросли ламинарии).
Объектами исследований являлись: технологический процесс получения продуктов питания функциональной направленности в виде белково-витаминно-минеральных концентратов, а также семена сои (ГОСТ 17109 - 88); вода питьевая (ГОСТ 51232 - 98); капуста морская мороженая (ГОСТ 31583 - 2012); капуста морская сушеная для промышленной переработки (ТУ 15-01-206-89); аскорбиновая кислота (ГОСТ 4815 - 76); разработанные продукты питания.
В процессе исследований отбор проб исследуемых объектов, их подготовку и оценку результатов проводили стандартными методами. Определение массовой доли протеина осуществляли по ГОСТ Р 54390 - 2011; влаги - по ГОСТ 15113.4 - 77; жира - по ГОСТ 15113.9 - 77; витамина С - по ГОСТ 24556 - 89; йода - по ГОСТ 31660 - 2012; минеральных веществ - по ГОСТ 25555.3 - 82. Обработку экспериментальных дан-
ных проводили статистическими методами анализа; при построении и анализе математических моделей использовали программы Excel, Statistika 6.0; биохимический состав исходного сырья и готовых продуктов исследовали с помощью инфракрасного сканера FOSSNIR System 5000 (Швеция).
Современные технологии получения пищевых продуктов функционального назначения базируются в основном на обогащении известных продуктов различного рода функциональными пищевыми ингредиентами. Однако сочетание в рецептурах сырья различного происхождения, содержащего в своём составе те или иные эссенциаль-ные пищевые вещества, которые оказывают положительное влияние на организм человека, а также инновационные подходы к их обработке позволяют получать качественно новые продукты здорового питания.
Так, сочетание белковых веществ растительного сырья и микроэлементного состава гидробионтов способствует получению белково-минеральных композиций.
В качестве основного компонента пищевой композиции для получения продуктов питания функционального назначения используются семена сои, содержащие белковые вещества, жиры, углеводы (в том числе клетчатку), витамин Е и изофлавоноиды [2]. Источником минеральных веществ и ряда витаминов является морская капуста - ламинария [3].
Морская капуста - бурая морская водоросль ламинария (Laminaria) по набору химических элементов значительно превосходит растения наземного происхождения. Богатый и сбалансированный с точки зрения потребностей организма человека минеральный состав ламинарии позволяет рассматривать ее как оптимальный источник макро- и микроэлементов, а также регулятор минерального обмена. Полноценный комплекс важных в биологическом отношении минеральных элементов присутствует в морских водорослях в виде минеральных солей и метал-лоорганических соединений [3].
В ламинарии содержится большое
количество минеральных веществ,
в том числе йод, бром, калий и ряд
витаминов: В., В, Во, С, пантотеновая 1' 6' 12' '
кислота, биотин, фолиевая кислота, каротин, холин [3].
Ламинария содержит (г /100 г): воду - 88,0; белки - 0,9; жиры -
0,2; углеводы - 3,0; из них пищевые волокна - 0,6; органические кислоты - 2,5; золу -4,1; витамин РР - 0,4 мг; витамин А -2,5 мкг; в-каротин - 0,15 мг; витамин В1 - 0,04 мг; витамин В2 - 0,06 мг; витамин В - 0,02 мг; витамин В -
6 ' ' 9
2,3 мкг; витамин С - 2 мг; витамин РР - 0,55 мг; макроэлементы: кальций - 40 мг, магний - 170 мг, натрий -520 мг, калий - 970 мг, фосфор -55 мг, серу - 9 мг, микроэлементы: железо - 16 мг, йод - 0,3 мг. Энергетическая ценность ламинарии составляет 24,9 ккал [4, 5].
Таким образом, совместная обработка и использование соевого сырья и морской капусты позволяют получить белково-витаминно-минеральные пищевые продукты.
С целью повышения в них содержания витамина С и в качестве технологической добавки - структурооб-разователя используется аскорбиновая кислота [2, 6].
Разработанная технология получения белково-витаминно-мине-ральных продуктов заключается в следующем. Совместная дезинтеграция и экстракция предварительно замоченных семян сои и измельченной морской капусты в соотношении (%) 50:50 в 6-кратном количестве воды позволяет получить белково-витаминно-минеральную суспензию, которую разделяют на растворимую и нерастворимую фракции. В растворимую фракцию вносят водный раствор аскорбиновой кислоты и оставляют на некоторое время для коагуляции белковых и других веществ суспензии. Получившийся коагулят отделяют от образовавшейся сыворотки, получая белково-витаминно-минеральный продукт, который доводят до требуемой влажности и используют как самостоятельный продукт питания или компонент рецептуры пищевых продуктов функционального назначения. Гранулирование и сушка полученного продукта позволяют получить белково-витаминно-минеральный концентрат.
Разработанный подход позволил определить, что в процессе получения белково-витаминно-минерального коагулята для определения температуры коагуляции t (°С) наибольшее значение имеют такие факторы, как массовая доля раствора аскорбиновой кислоты, Мк (10 - 15 %); концентрация аскорбиновой кислоты К (3 - 7%) и продолжительность коагуляции, Т (4 - 6 мин).
Регрессионный анализ зависимости t = f (Мк, К, Т) позволил разработать
математическую модель получения белково-витаминно-минерального коагулята на основе семян сои, ламинарии и аскорбиновой кислоты:
= 107,0353 -1,49448 -Мк -- 1,84508 • К - 2,39191 • Т -> opt. (1)
Для увеличения сроков хранения полученного продукта необходимо снизить его влажность, т. е. подвергнуть продукт сушке для получения белково-витаминно-минерального концентрата.
Экспериментальные исследования по изучению процесса получения белково-витаминно-минерального концентрата позволили определить, что на прочность гранул Пр (%) значительное влияние оказывают следующие факторы: начальная влажность коагулята, WH (30 - 50%); температура сушки, t (60...80 °С) и продолжительность сушки, Тс (50 - 70 мин).
С помощью регрессионного анализа зависимости Пр= (W, t, Тс) разработана математическая модель процесса получения белково-витаминно-минерального концентрата:
Пр = 82,8673 +0,025+ + 0,128 -0,0227 - Тс 100%. (2)
Рис. 2. Технологическая схема производства белково-витаминно-минеральных продуктов
Сравнительный биохимический состав и энергетическая ценность белково-витаминно-минеральных пасты и концентрата
Продукт
ч
о „ т ш
к 01 § §
к 01 га х
ш ^
о
и
£ I
О 2 Ч а, к I га ^
й чР
О
и
¡¡¡3
оо
к О
о
ее | в,
ле
я б м я с е ^ е) е
о V ол е в X е м
я ы е
в
в, о ь
О со с л
а а -5 ° т с гп пЧ
(О О
е X
, о
Ч, ^
о £
2 О
о о
1_
0
10
)
е
м е Т
С, е м
X е
м
гп
Ч
ш
ш
X
т
Соево-ламинариевый белково-витаминно-минеральный коагулят (на основе соево-ламинариевой композиции)
Ламинария (морская капуста) - аналог
Белково-витаминно-минеральный концентрат (на основе соево-ламинариевой композиции)
Ламинариевый концентрат (порошок) -аналог
50,0 18,5 8,5 18,4 4,6 0,15 300 224,1
88,0 12,0
10
0,9 30,5
0,2 11,0
6,8 35,8
4,1 10,6
0,3 2,0 0,15 150
32,6 369,2
7,9 1,8 36,4 9,6 1,6 17,6 193,4
На основе полученных математических моделей установлены оптимальные значения параметров техноло-
гии получения белково-витаминно-минеральных соево-ламинариевых паст и концентратов: массовая доля
раствора аскорбиновой кислоты Мк = 12,8%, концентрация аскорбиновой кислоты - К = 5,1% и продолжительность коагуляции Т =5,4 мин, при этом температура коагуляции составляет не более 66 °С; начальная влажность сформованных гранул 42,3%, температура сушки гранул 73 °С, продолжительность сушки гранул 59 мин, а прочность гранул достигает 92%.
Полученные белково-витаминно-минеральные коагуляты (пасты) и концентраты характеризуются высокими органолептическими показателями, имеют характерные, выраженные цвет, вкус и аромат, соответствующие ламинарии (рис. 1).
С учетом полученных параметров разработана технология получения белково-витаминно-минеральных продуктов в виде пасты и концентрата, которая состоит из последовательно выполняемых операций.
Технологическая схема процесса получения белково-витаминно-минеральных продуктов показана на рис. 2, а сравнительный биохимический состав готовых продуктов представлен в таблице.
Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что соево-ламинариевый продукт в виде белково-витаминно-минеральной пасты по сравнению со свежей ламинарией содержит в 20 раз больше белков, в 40 раз - жиров, в 2,7 раза -углеводов и в 150 раз - витамина С. В то же время соево-ламинариевый белково-витаминно-минеральный концентрат по сравнению с ламинариевым концентратом в виде сухого порошка содержит на 22,6% больше белков, на 9,2% -жиров, в 1,1 раза - минеральных веществ и на 132,4 % - витамина С, что свидетельствует о более высокой пищевой и биологической ценности полученных продуктов по сравнению с аналогами.
Проведенные исследования позволили разработать технологию получения соево-ламинариевых белково-витаминно-минеральных продуктов в виде пасты и концентрата функциональной направленности и комплект нормативно-технической документации: ТУ 9197-001-00668442 - 14 «Белково-витаминный концентрат (соево-ламинариевый)» и ТИ на его производство; ТУ 9197-003-00668442 - 14 «Белково-витаминная паста (соево-ламинариевая)» и ТИ на ее производство.
Полученные в результате исследований новые научные данные, а также разработанный на их основе пакет нормативно-технической документации могут быть использованы предприятиями пище-концентратной промышленности и общественного питания при производстве продуктов здорового питания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 г. № 1873 - р «Об основах государственной политики Российской Федерации в области здорового питания на период до 2020 года».
2. Доценко, С.М. Использование сои в технологии белково-витаминных и белково-углеводных продук-
тов/ С. М. Доценко, О. В. Скрипко,
B. А. Тильба // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2014. - № 4. -
C. 45 - 49.
3. Ахмедова, Т.П. Функциональные продукты на основе сырья водного происхождения/ Т. П. Ахмедова // Вестник ОрелГИЭТ. - 2013. - 2 (24). -С. 158 - 161.
4. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник под. ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. - М.: ДеЛи принт, 2002. - 236 с.
5. Патент № 2437571, РФ, МПК7 А23 I 1/20. Способ получения функционального продукта из сои/С.М. Доценко, О.В. Скрипко, С.А. Иванов и др.
6. Патент № 2437558 Российская Федерация, МПК7 А 23 3 3/00. Способ получения белково-витаминного про-дукта/С.М. Доценко, О.В. Скрипко и др.
Получение белково-витаминно-минеральных продуктов с использованием сои для здорового питания
Ключевые слова
белково-витаминно-минеральные продукты; дисперсная система; концентраты; ламинария; соя; термокислотная коагуляция; технология
Реферат
Получение комбинированных продуктов питания функционального назначения является актуальной задачей, для решения которой требуется освоение и внедрение инновационных подходов к обработке и композиционированию сырья растительного происхождения - сои и гидробионтов. В статье представлены результаты научных исследований, проведенных во Всероссийском научно-исследовательском институте сои Амурской области по изучению влияния различных факторов на процесс получения белково-витаминно-минеральных продуктов. Результаты исследований позволили обосновать возможность и целесообразность приготовления продуктов питания функционального назначения в виде паст и концентратов на основе комбинированных белково-витаминно-минеральных коагулятов, полученных путем термокислотной коагуляции белковых веществ в белково-минеральной соево-ламинариевой дисперсной системе водным раствором аскорбиновой кислоты. Получены математические модели процессов приготовления указанных продуктов питания, посредством которых обоснованы параметры и режимы структурообразования в белковых дисперсных системах, массовая доля раствора аскорбиновой кислоты - 12,8%, концентрация аскорбиновой кислоты -5,1%, продолжительность коагуляции - 5,4 мин, начальная влажность сформованных гранул - 42,3%, температура сушки гранул -73 °С, продолжительность сушки гранул - 59 мин. Полученные результаты позволили разработать технологию производства и обосновать рецептуры продуктов питания функционального назначения с использованием соевого и гидробионтного сырья, предложена нормативно-техническая документация в виде технических условий и технологических инструкций для производства белково-витаминного концентрата и белково-витаминной пасты (соево-ламинариевых). Полученные новые пищевые продукты предназначены для функционального питания и могут производиться на предприятиях пищеконцентратной промышленности и общественного питания.
Preparation of Protein-Vitamin-Mineral Products with Use of Soy for a Healthy Nutrition
Key words
thermoacid coagulation; protein-vitamin-mineral products; soybean; laminaria; concentrates; disperse system
Abstracts
Getting of combined nutrition products of functional setting is the actual task, for which decision requires development and inculcation of innovative approaches to processing and compositing raw materials of vegetable origin - of soybeans and of hydrobionts. In the article results of scientific investigations, conducted in All-Russian Scientific Research Institute of Soybean in the Amur region, are presented. In the course of experimental researches, experiments on studying of influence of the main factors on the process of getting protein-vitamin-mineral products have beenmade. The achieved results of researches allowed substantiating the possibility and the advisability of preparation nutrition products of functional setting in the form of pastes and concentrates on the basis of combined protein-vitamin-mineral coagulates, obtained by thermoacid coagulation of protein substances in protein-mineral soybean-laminaria dispersed system with an aqueous solution of ascorbic acid. Mathematical models of preparingprocesses of these nutrition products with help of which substantiated parameters and modes of structure formation in proteins disperse systems are received, mass fraction of ascorbic acid solution is 12.8%, concentration of ascorbic acid is 5.1% and duration of coagulation is 5.4 minutes, initial moisture content of molded granules is 42.3%, temperature of drying granules is 73 °C, duration of drying granules is 59 minutes. On the basis of results, the technology of production and recipe of nutrition products of functional setting with using soybean and hydrobiont raw materials are substantiated and normative and technical documentation in form of technical specifications and technological instructions for the production of protein-vitamin concentrate and protein-vitamin paste (soybean-laminarian) is elaborated. The obtained new nutrition products intend for functional nutrition, can be produced at companies of food concentrates industry and catering enterprises.
Авторы
Скрипко Ольга Валерьевна, д-р техн. наук, доцент, Исайчева Надежда Юрьевна, Покотило Олеся Владимировна, Всероссийский научно-исследовательский институт сои, 675027, г. Благовещенск, Игнатьевское ш., д. 19, [email protected]
Authors
Skripko Olga Valeryevna, Doctor of Technical Science, Docent, Isaycheva Nadezhda Yuryevna, Pokotilo Olesya Vladimirovna, All-Russian Research Institute of Soy, 19, Ignatyevskoye Shosse, Blagoveschensk, 675027, [email protected]
