CC BY
64
664.933.9
Применение инновационных решений
для производства натуральных высокобелковых продуктов
Т. К. Каленик, д-р биол. наук, профессор, Т. А. Косенко Дальневосточный федеральный университет
Конструирование рецептур высокобелковых продуктов питания -перспективное направление пищевой промышленности. В связи с этим ученые активно ведут поиски по расширению ассортимента пищевых продуктов, уже имеется огромное количество разработок, как и теоретических и практических, которые направлены на изучение и решение этой проблемы во всех направлениях пищевых наук и активно внедряются в пищевое производство на национальном уровне. Их актуальность обусловлена увеличением численности потребительских групп, имеющих проблемы со здоровьем и нуждающихся в коррекции питания [1]. К таким группам потребителей относятся лица с различными заболеваниями сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, ожирением всех степеней тяжести, а также такие группы населения, как люди, занятые либо умственным, либо физическим трудом, или возрастные - детского и пожилого возраста.
За последние несколько лет состояние здоровья населения стало характеризоваться негативными тенденциями. У подавляющего большинства жителей России обнаружено нарушение полноценного питания, а причина этого - недостаточное потребление таких пищевых веществ, как макро- и микроэлементы, витамины, полноценные белки, а также нерациональное их соотношение. Одной из основных проблем настоящего времени является качество пищевых продуктов [2, 3].
Отсюда следует, что конструирование новых видов пищевых продуктов общего и специального назначения с использованием ферментных препаратов, комбинированных много-
компонентных смесей и биологически активных веществ, создание технологий производства качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава, соответствующим потребностям различных возрастных групп населения, является необходимым и актуальным направлением.
В решении поставленных задач могут помочь продукты специализированного назначения. Одним из видов такого питания является спортивное питание.
Питание спортсмена имеет свои особенности, поскольку тяжелые нагрузки и весьма специфические требования к функциональности организма обуславливают тщательный подбор состава рациона. Для силовых видов спорта необходима пища, которая богата веществами - источниками энергии, особенно в период набора массы тела [4, 5].
Создание мясопродуктов с использованием пищевых добавок и элементов природного происхождения является одним из значимых направлений современного мясного производства. Его цель - профилактика возможных функциональных нарушений в организме человека и связанных с ними заболеваний.
Благодаря обширному рынку птицеводства в нашей стране поголовье птицы устойчиво увеличивается. За последние годы отмечается быстрый рост производства изделий из мяса птицы и субпродуктов. Одним из направлений мясной промышленности является разработка рецептур структурированных пищевых продуктов, таких как паштеты.
Целью данной работы являлась разработка таких технологий структурированной пищевой системы,
как производство паштетов на основе куриной печени и гидробионтов, а также куриной печени и закваски стартовых культур.
Для определения содержания аминокислот изучали аминокислотный состав кукумарии методом тонкослойной хроматографии на аминокислотном анализаторе ААА-835 («Hitachi», Япония). В качестве носителей при разделении смесей аминокислот применяли силикагель.
Сначала из Cucumaria japónica кислотным методом получили гидроли-зат, затем полученныйгидролизат исследовали, чтобы идентифицировать аминокислоты методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) [1].
Гидролиз был проведен при следующих условиях: 6 моль /л HCl, 24 ч, 105...110 °С.
Затем было осуществлено трехкратное хроматографирование на пластинках «Silufol» в системе n-бутанол - ледяная уксусная кислота - вода (3:1:1). После того как растворитель достиг верхнего края пластинки, ее вынимали из камеры, высушивали и еще раз ставили в камеру.
По окончании процесса хроматографии пластинку высушивали и для выявления пятен аминокислот опрыскивали 0,3%-ным раствором нингидрина в подкисленном n-бутаноле (3 мл уксусной кислоты на 100 мл бутанола), после чего ее нагревали в течение 10 мин при 110 °С. Взаимодействуя с аминокислотами, нингидрин дает производные, окрашенные в различные оттенки красного цвета (производные пролина и оксипролина - желтый цвет) [7].
После этого определили количественный состав аминокислот на аминокислотном анализаторе AAA-835 («Hitachi», Япония).
Аминокислотный скор (АКС) рассчитывали по формуле
АКС = (m/m2M00 %, (1)
где m1 - содержание незаменимой аминокислоты в 1 г белка мышечной ткани кукумарии, мг; m2 - содержание незаменимой аминокислоты в 1 г эталонного белка, мг [6].
Кукумария является низкокалорийным, диетическим и высокобелковым продуктом. Известно, что в составе ее мышечной ткани и внутренних органов имеется большое количество коллагена, содержание которого достигает 65%, глутаминовой кислоты, глицина и пролина, а также таких микроэлементов, как кальций, калий, хлориды, фосфор, магний, железо, йод [7].
Кукумария обладает многими полезными свойствами. Этот морепро-
INNOVATIONS IN FOOD PRODUCTION
Наименование вещества Содержание, %
Белки 7,8
Углеводы 0,7
Жиры 0,6
85,
лет журналу
дукт богат витаминами, минералами и другими биологически активными веществами природного происхождения. Мышечная ткань кукумарии содержит также большое количество минеральных веществ, витаминов, физиологически активных веществ, в частности термостабильных голо-туринов, обладающих противовирусной, антигрибковой и противо-паразитарной активностью, а также способностью интенсифицировать процессы регенерации мышечной и соединительной ткани [7, 8].
Интересен полученный нами физико-химический и аминокислотный состав Cucumaria japónica, который представлен в табл. 1 и 2.
Таблица 1 Физико-химический состав Cucumaria japónica
Таблица 2
Аминокислотный состав и аминокислотный скор Cucumaria japónica
Аминокислоты, мг Норма потребления*, г Массовая доля аминокислоты, г / 100 г белка Аминокислотный скор, %, относительно МР 2.3.1.2432-08
Незаменимые аминокислоты
Валин 2,5 4,4+0,1 176,0
Лейцин 4,6 4,9+0,1 106,5
Изолейцин 2,0 2,7+0,3 135,0
Треонин 2,4 4,5+0,5 187,5
Лизин 4,1 2,8+0,3 68,3
Метионин + цистин 1,8 3,9+0,5 216,7
Фенилаланин + тирозин 4,4 4,8+0,4 109,1
Сумма незаменимых аминокислот 21,8 28,0
Заменимые аминокислоты
Аспарагиновая 12,2 8,3+0,2
Глутаминовая 13,6 85,8+0,3
Аргинин 33,0+0,4
Аланин 6,6 34,0+0,2
Глицин 3,5 52,5+0,1
* МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации» [9].
Как видно из табл. 1, кукумария является низкокалорийным продуктом с повышенным содержанием белков.
Анализируя аминокислотный состав мышечной ткани кукумарии, можно сделать вывод, что состав белков в ней приближен к полноценному белку. Она содержит большое количество заменимых аминокислот, которые также необходимы организму человека. Из табл. 2 следует, что лимитирующей аминокислотой является лизин. Аминокислотный скор и соответственно удовлетворение суточной потребности составляет 68%. Следовательно, внесение кукумарии в паштет для обогащения аминокислотного состава и удовлетворения суточной потребности организма человека в аминокислотах является целесообразным.
Принцип изготовления паштета «Энергия» основан на комбинировании различных видов продуктов, а также способов их обработки.
Технологическая схема производства паштета представлена следующими операциями: подготовкой, промыванием и бланшированием куриной печени; подготовкой, измельчением и пассерованием моркови и лука; смешиванием и измельчением всех ингредиентов (куриная печень бланшированная, пассерованная морковь, кукумария варено-мороженная шинкованная, масло сливочное, яйца, поваренная соль и специи); формованием фарша, за-
Печень куринан
1Г0СТ 7702 г2.4-93)
* —
Подготовка: осмотр, удаленно сосудов
Прерывание
(t^io*q
Бланширование (i- l5...20iwHH.t=90°C:l
Морковь (ГОСТ Р 51782-2001)
-Г------------
Лук (ГОСТ Р51783-2001)
Инспекция
Промывание
Измельчение
Пассерование (т=2,..3 мин, (=120°С)
Измельчение (т=5...8мин)
Формование
Запекание {т 60 мин, t=150 °С)
Охлаждение, «ранение (т -24 ч, t=0...4*C)
Кукумария варено* мороженная шинкованная
Дефрогтация (t=0 "С)
Масло сливочное (ГОСТ Р
Яйца (ГОСТ 316542012)
Соль поваренная (ГОСТ 13830-971
СпвЦии
Рис. 1. Технологическая схема изготовления паштета «Энергия»
Физико-химические показатели качества паштета
Таблица 3
Показатель Требования к качеству согласно ГОСТ 55334-2012 Паштеты мясные и мясосо-держащие. Технические условия Паштет «Энергия»
Массовая доля жира, г, 25 16,6
не менее
Массовая доля белка, г, 10 14,9
не менее
Массовая доля воды, %, не более 60 51
пеканием, охлаждением и хранением готового паштета [10].
На рис. 1 представлена схема изготовления паштета «Энергия».
Исследовали физико-химические показатели печеночного паштета «Энергия». Результаты представлены в табл. 3.
Таблица 4
Критерии органолептической оценки паштета «Энергия»
Показатель Характеристика и нормы
Внешний вид Однородная масса коричневато-серого цвета с вкраплениями кукумарии и моркови
Консистенция Пастообразная с включениями кукумарии
Запах и вкус Свойственные вареной печени с незначительной естественной горечью и выраженным ароматом пряностей, без постороннего запаха и с привкусом кукумарии
Выраженный
5
Посторонний запах
Запах печени
Запах кукумарии Приятный
Рис. 3. Профиль запаха паштета «Энергия»
Плотная
5
Крошащаяся Мажущаяся
1
\ \уЮ
\ \ V
Рыхлая Вязкая
Рис. 4. Профиль консистенции паштета «Энергия»
ниже допустимого уровня, что объясняется низким содержанием жира в куриной печени.
Энергетическую ценность готового продукта рассчитывали в килокалориях по следующей формуле:
Б^ 4 + Ж • 9 + У • 4,
(2)
Исходя из данных таблицы можно заключить, что все показатели соответствуют нормам. Стоит отметить, что показатель содержания жира
где Б, Ж и У - соответственно количество белков, жиров и углеводов, содержащихся в продукте.
Согласно результатам исследований пищевая ценность паштета «Энергия» на 100 г продукта: белки -14,9; жиры - 16,6; углеводы - 3,4. Исходя из этих данных рассчитали энергетическую ценность продукта. Она равна 222,6 ккал в 100 г продукта.
Отсюда следует, что паштет с ку-кумарией является продуктом с повышенной калорийностью. Следовательно, продукт можно рекомендовать людям с повышенными физическими нагрузками, в частности спортсменам.
Также было важно провести орга-нолептическую оценку печеночного паштета «Энергия».
Оценивали внешний вид продукта на разрезе, цвет, структуру и распределение ингредиентов -визуально на только что сделанных поперечном и (или) продольном разрезах продукции. Запах, аромат, вкус и сочность определяли опробованием паштета. При этом оценивали специфический запах, аромат и вкус; отсутствие или наличие постороннего запаха, привкуса; степень выраженности аромата пряностей, консистенцию паштета -размазыванием. При определении консистенции устанавливали плотность, рыхлость, нежность, жесткость, крошливость, упругость, однородность массы [11].
Паштет оценивали описательно на соответствие показателей качества требованиям стандартов. Органолептическая оценка паштета представлена в табл. 4.
Исходя из данных таблицы можно заключить, что паштет соответствует стандарту.
Органолептические показатели качества паштета выражали путем
составления профилей. Для построения органолептических профилей продукта были выбраны показатели, характеризующие его потребительские характеристики, и подобрана оптимальная шкала для оценки показателей качества [11].
На рис. 2-4, представлены профили, которые являются результатами органолептической оценки вкуса, запаха и консистенции паштета по пятибалльной шкале.
На рис. 2 представлен профиль вкуса паштета «Энергия». Из него видно, что паштет обладает ярко выраженным вкусом печени со специфическим вкусом кукумарии. Специи не искажают вкуса и запаха паштета. Посторонний привкус отсутствует.
Из рис. 3 видно, что разработанный продукт обладает выраженным запахом печени, с лёгким оттенком пряностей. Кукумария не ощущается в запахе готового продукта.
На рис. 4 представлен профиль консистенции паштета «Энергия». Из диаграммы можно сделать вывод, что продукт обладает плотной, мажущейся консистенцией.
По результатам органолептической оценки паштет «Энергия» соответствует требованиям ГОСТ 553342012 Паштеты мясные и мясосо-держащие. Технические условия. Паштет «Энергия» обладает приятным вкусом и ароматом, а также мажущейся консистенцией.
Подводя итоги, следует отметить, что паштет «Энергия» богат белком и имеет улучшенный аминокислотный состав, что позволяет его рекомендовать для употребления в пищу специализированным группам населения. Паштет обладает приятным вкусом и ароматом, свойственным печеночному паштету.
Работа поддержана Российским научным фондом (проект № 14-50-00034).
ЛИТЕРАТУРА
1. Кален и к, Т. К. Возможности оптимизации питания/ Т. К. Каленик, Д. В. Купчак // Пищевая промышленность. - 2010. - № 4. - С. 50-52.
2. Табакаева, О. В. Антирадикальная активность продуктов переработки голотурии Cucumaria japonica и их практическое применение для стабилизации липидов/О. В. Табакаева, Т. К. Каленик // Здоровье. Медицинская экология. Наука. - 2014. - № 3 (57). -
C. 52-53. 10.
3. Kalenik, T. K. Advances in Technology Combined Products / T. K. Kalenik, S. M. Dotsenko,
D. V. Kupchak, O. I. Lyubimova // North-
INNOVATIONS IN FOOD PRODUCTION
85,
East Asia Academic Forum (Publication of scientific articles). - 2012. - N 82. -Р. 275.
4. Липатов, Н. Н. Формализованный анализ амино- и жирокислотной сбалансированности сырья, перспективного для проектирования продуктов детского питания с задаваемой пищевой адекватностью/ Н. Н. Липатов, Г. Ю. Сажинов, О. Н. Башкиров // Хранение и переработка сельхозсырья. -2001. - № 8. - С. 11-14.
5. Suzuki, M. Implication from and for food cultures for cardiovascular disease: longevity / M. Suzuki, B. J. Wilcox, C. D. Wilcox // AsiapasificJClinNutr. - 2001. - Vol. 10. -№ 2. - P. 165-171.
6. Гиндуллина, Т. М. Хрома-
тографические методы анализа: учебно-методичес кое пособие/ Т. М. Гиндуллина, Н. М. Дубова -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. -С. 13-16.
7. Чернова, Е. В. Комплексные исследования водных биоресурсов: рыболовство, аквакультура, экология, переработка, экономика и управление рыбохозяйственной отраслью/ Е. В. Чернова // Материалы -Всерос. заочной науч.-техн. конф. аспирантов, молодых ученых и специалистов. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2012. - С. 81-84.
8. Слуцкая, Т. Н. Рациональное использование кукумарий дальневосточных морей / Т. Н Слуцкая
лет
журналу
[и др.] // Изв. ТИНРО. - 2005. - Т. 6. -С. 389-404.
9. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации. МР 2.3.1. 2432-08./Ро-спотребнадзор - Введ. 18.12.2008. -М., 2008. - С. 11-14.
10. Безуглова,А. В. Технология производства паштетов и фаршей/ А. В. Безуглова, Г. И. Касьянов, И. А. Палагина. -М.: Март, 2004. - 304 с.
11. Базилевич, В. И. Сенсорный анализ продовольственных товаров/ В. И. Базилевич, Л. П. Соловьева, Ю. М. Колмогоров. - Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2008. -76 с.
Применение инновационных решений для производства натуральных высокобелковых продуктов
Ключевые слова
аминокислоты; кукумария; печеночный паштет; специализированный продукт; спортивное питание; фитнес-продукт; функциональный продукт
Реферат
В настоящее время в России остро стоит вопрос дефицита ну-триентов в питании специализированных групп населения. У подавляющего большинства жителей России обнаружено нарушение полноценного питания. Такой дисбаланс вызван в первую очередь резким кризисным снижением покупательной способности у большей части населения страны. Не менее важна и проблема качества пищевых продуктов. Данная статья посвящена инновационным поискам решения этой проблемы, а также разработке специализированных продуктов питания - высокобелковых паштетов на основе субпродуктов сельскохозяйственных птиц с добавлением морских гидробионтов. Целью работы явилась разработка весовых паштетов специализированного назначения на основе куриной печени с добавлением морских гидробионтов на основе изучения особенностей химического состава с рекомендациями для ликвидации нутриентной недостаточности у спортсменов. Работы выполняли на базе лаборатории Школы биомедицины ДВФУ пищевой биотехнологии и фармаконутрициологии. Применяли стандартные методики для изучения физико-химического состава пищевых продуктов. Для изготовления печеночного паштета «Энергия» использовали стандартную технологию с некоторыми особенностями. Проведены качественные исследования аминокислотного состава методом тонкослойной хроматографии, а также количественные исследования аминокислотного состава (Cucumaria japonica) на аминокислотном анализаторе ААА-835 («Hitachi», Япония). Изучен физико-химический состав и орга-нолептические показатели разработанного паштета на основе куриной печени. Проведены исследования на соответствие требованиям безопасности согласно ТР ТС 021 /2011 «О безопасности пищевой продукции» паштета на основе куриной печени «Энергия» Полученные результаты позволили отнести новый печеночный паштет «Энергия» к продуктам специализированного назначения с рекомендациями для спортсменов.
Авторы
Каленик Татьяна Кузьминична, д-р биол. наук, профессор, Косенко Тамара Алексеевна,
Дальневосточный федеральный университет, 690091, г. Владивосток, ул. Суханова, д. 8, [email protected], [email protected]
The Use of Innovative Solutions for the Natural Production of High-Protein Products
Key words
specialized product; sports nutrition; functional product; amino acids; liver pate; sea cucumber; a fitness-product
Abstracts
At present in Russia during the acute problem of deficiency of nutrients in the diet of specialized groups. The vast majority of people in Russia found a violation of nutrition. This imbalance is caused primarily by a sharp decline in purchasing power crisis of food in most of the country's population, as well as the equally important issue of food quality. This article is dedicated to the search for innovative solutions to this problem, as well as the development of specialized food products - high-protein pastes based on offal of poultry with the addition of marine aquatic organisms. The aim of the work was the development of special purpose pates weight based on chicken liver with the addition of marine aquatic organisms and study the chemical composition of the recommendations for the elimination of nutritional deficiencies in athletes. The works were carried out on the basis of laboratorySchoolofbiomedicine FEFU of Food biotechnology andpharmacological nutrition science. For the production of liver pate «Energy» was used with some standard technology features. A qualitative study of amino acid composition by thin layer chromatography and quantitative research on the amino acid composition of the amino acid analyzer AAA-835 («Hitachi», Japan) Cucumaria japonica. Physico-chemical composition and sensory characteristics of the developed paste based on chicken liver «Energy». Researches on compliance with safety requirements according to TR TS 021/2011 «On food safety» pate chicken liver-based «Energy». The results allowed us to refer new liver pate «Energy» to the products for special purposes with recommendations for athletes.
Authors
Kalenik Tatyana Kuzminichna, Doctor of Biological Science, Professor, Kosenko Tamara Alexeevna,
Дальневосточный федеральный университет, 8, Sukhanova St., Vladivostok, 690091, [email protected], [email protected]
