CC BY
11
Г
V ТЕХН1ЧН1 НАУКИ
УДК 6588.8.001.73
Б01: 10.15587/2313-8416.2017.102150
РОЗРОБКА НОВОГО ПОКОЛ1ННЯ ОЗДОРОВЧИХ НАНОПРОДУКТ1В 13 ГРИБ1В ШАМП1НЬЙОН1В ДЛЯ П1ДПРИеМСТВ РЕСТОРАННОГО Б13НЕСУ
© Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарська, Л. О. Радченко, Р. Д. Таубер, Т. С. Мащпура, О. А. Каплун
Розроблено новий метод виготовлення нанопродуктiв ¿з грибiв шампiньйонiв з використанням нового поколтня обладнання, яке застосовуеться на тдприемствах ресторанного б1знесу i дозволяе вилучити з сировини важкозасвоюваний бток ¿з зв'язано! форми в нанокомплексах з iншими бiополiмерами в вшьну форму (в 1,7...1,8разiв бтьше) та трансформувати його у легкозасвоюванi амiнокислоти (на 65...70 %) Ключовi слова: гриби шамптьйони, важкозасвоюванi бшки, термодеструкщя, механол1з, оздоровчi на-нопродукти, iнактивацiя ферментiв
1. Вступ
Сьогодш глобальною проблемою в мiжнарод-нш практиш в багатьох крашах свиу е дефщит в ра-цюнах харчування вгташтв, бшшв, мшеральних ре-човин, каротину та шших бюлопчно активних речо-вин (БАР) [1, 2]. Потреба в них у населення Украши задовольняеться всього на 50 % [3]. Спостертаеться також в рацiонах харчування незбалансовашсть: де-фiцит молока, риби, м'яса, фрукпв та ягiд, тобто тих продукпв, якi сприяють змщненню здоров'я населення Украши. Вщомо також, що 50 % населення Землi голодуе [1, 3, 4]. У зв'язку з цим, в багатьох крашах свиу iснуе багато програм, в рамках яких створюеться i вже налагоджений промисловий ви-пуск багатьох синтетичних харчових продукпв (зок-рема, молока, м'яса, овочiв, борошна, круп i т. п.). Вони за зовшшшм виглядом та смаком майже не ввд-рiзняються вiд натуральних продуктiв, але вони шш-дливi для органiзму людини та практично не засво-юються i важко виводяться iз нього та накопичують-ся у формi алергенiв, що призводять до рiзних захво-рювань. Крiм того, на всш Землi спостерiгаеться по-пршення екологiчноi ситуацii та зменшення iмунiте-ту у населення [1-4]. У зв'язку з цим, в багатьох крашах свиу великою популяршстю користуються фун-кцiональнi оздоровчi продукти (особливо iз овочiв та фрукпв), якi спрямованi на змiцнення здоров'я [4, 5]. Це один iз найважливших i актуальних наукових на-прямкiв, який iнтенсивно розвиваеться в мiжнароднiй практицi.
2. Л1тературний огляд
Особливе мiсце серед рослинно1' сировини за-ймають гриби, зокрема шамшньйони. Вiдомо, що вони е традицшним джерелом рослинних повноцiнних бшшв, незамшних амiнокислот, гетерополiсахаридiв
(целюлози, крохмалю, пектинових речовин та iн.), яш в рослиннiй сировинi знаходяться в формi важкороз-чинних наноасоцiатiв i нанокомплексiв, що слабо за-своюються оргашзмом людини (всього на 30...50 %) [6, 7]. Вони ввдносяться до пребiотикiв, неперетрав-лювальних iнгредiентiв iжi та стимулюють в оргашз-мi людини розвиток i метаболiчну та бiологiчну ак-тивнiсть однiеi або декiлькох груп власних бактерш, якi складають кишкову мiкрофлору людини, позитивно впливають на склад мшробюценозу i пiдтриму-ють кишечник у здоровому сташ. Вiдомо, що стан iмунноi системи людини на 80 % залежить вiд стану кишечника [8, 9].
Ввдомо, що бшки грибiв за своею бюлопчною цiннiстю не поступаються тваринним. Проте, сьогод-нi вони не знайшли належного застосування в харчо-вш промисловостi Украiни. Асортимент продуктiв з них обмежений i представлений дешлькома видами продукцii. Iнновацiйнi технологii отримання дрiбно-дисперсних добавок iз грибiв в формi пюре i нанопо-рошкiв були дослiдженi авторами ранше [10, 11], тому актуальною е розробка наноструктурованих добавок iз грибiв шампiньйонiв та оздоровчих продукпв з 1'х використанням i впровадження у виробництво.
Сьогоднi одним iз прогресивних методiв пере-робки рослинно1' сировини е крiогенне подрiбнення, яке потребуе спецiального обладнання. Останшм часом з'явилася iнформацiя, яка сввдчить про те, що до прогресивних методiв вiдноситься також паротермь чна обробка з використанням сучасного обладнання -пароконвекщйних печей та дрiбнодисперсного под-рiбнення без застосування холоду [12-14]. Що стосу-еться переробки грибiв, то практично шхто цих ме-тодiв не застосовував, не вивчав процеси механодес-трукци, механоактивацii, крiм авторiв статтi [15]. На сьогодш перспективш способи дрiбнодисперсного
подрiбнення вже знайшли широке застосування в хь мiчнiй, авiацiйнiй, текстильнш та будiвельнiй галузi в рiзних кра!нах свiту. У харчовiй промисловосп цi процеси мало вивченi [16, 17].
В зв'язку з цим в задачу роботи входив по-шук та розробка альтернативного крюгеннш оброб-цi методу глибоко! переробки сировини без викори-стання низьких температур, що дозволить максимально зберегти та використати закладений в сировиш бiологiчний потенцiал. Як альтернативну крюген-ному методу глибоко! переробки було запропонова-но використовувати комплексну дiю на сировину паротермiчноi обробки та дабнодисперсного подрь бнення з використанням нового поколiння високое-фективного сучасного обладнання - пароконвекцш-но! печi - (Iталiя) та активатора - подрiбнювача -кутера (Францгя). Таке обладнання широко викори-стовуеться в мiжнароднiй практицi i вже знайшло застосування в Украiнi в елггних ресторанах, куль нарних цехах супермаркета, !дальнях санаторiiв -профшакторив, комбiнатах харчування та iн. [2, 11, 13]. Однак в науковш лiтературi не виявленi данi, щодо впливу технологiчноi обробки на яшсть грибiв шампiньйонiв iз застосуванням вищевказаних видiв сучасного обладнання, на вмют БАР та активнiсть i вилучення бiлка при !х переробцi та отриманш про-дуктiв високо! якосп. В зв'язку з цим актуальним е розробка нових наноструктурованих добавок (в фо-рмi пюре) iз грибiв з використанням сучасного об-ладнання та виготовлення широкого асортименту оздоровчих продукпв iз них, якi знаходяться в лег-козасвоюванiй формi (паштепв, закусок, фалафелiв, намазок та ш.).
3. Мета i задачi дослщжень
Мета дослiдження - вивчення впливу глибоко! переробки грибiв шампiньйонiв з використанням па-ротермiчноi обробки та дабнодисперсного подаб-нення на збертання i вилучення ароматичних речо-вин та бшка iз зв'язаного в нанокомплексах стану у легкозасвоювану форму з використанням нового по-колiння обладнання та отримання оздоровчих продукпв в наноформi.
Для досягнення мети були поставлен наступнi
задачi:
- вивчити вплив паротермiчноi обробки в па-роконвекцiйнiй печi на актившсть окислювальних ферментiв (пероксидази, полiфенолоксидази) та збе-рiгання ароматичних речовин та шших БАР в грибах шамтньйонах;
- вивчити вплив паротермiчноi обробки та дрiбнодисперсного подрiбнення на яшсть пюре iз грибiв в нанорозмiрнiй формi за вмiстом БАР;
- вивчити вплив паротермiчноi обробки та неферментативного каталiзу-механолiзу на трансфор-мацiю бiлка грибiв iз зв'язано! скрито! форми в нанокомплексах з гетерополюахаридами у вiльний стан, вивчити !х амiнокислотний склад;
- вивчити яшсть нанопюре iз грибiв шамш-ньйонiв та розробити новi нанопродукти в формi паштетiв на основi дрiбнодисперсного пюре iз гри-бiв та вивчити !х показники якосп в порiвняннi з аналогами.
4. Матерiали i методи досл1джень
4. 1. Матерiали та обладнання, що викорис-товувалися пiд час експериментальних дослi-джень
Дослiдження проводились в Харшвському державному унiверситетi харчування та торгiвлi (м. Харкiв, Украна) на кафеда технологiй переробки плодiв, овочiв i молока в лабораторii «1нновацшних крю- i нанотехнологiй рослинних добавок та оздоровчих продукпв» за участю фамвщв Харкiвського то-ргiвельно-економiчного коледжу Кшвського нацю-нального торгiвельно-економiчного ушверситету та Академieю готельного менеджменту i ресторанного господарства у Познанi (Польща).
Для проведення експериментально! частини роботи та отримання нового продукту, використову-валось таке обладнання як: пароконвекцшна пч UNOX SPA серii XVC (Ггалл), яка мае 70 програм, що вiдрiзняються мiж собою режимами технолопч-но! обробки та дозволяють зберегти корисш речови-ни продукту; активатор-подрiбнювач-кутер (Францiя) використовували для дабнодисперсного подабнення, що дозволяе отримати продукт з часточками в десятки разiв меншi, нiж при традицшному подрiбненнi.
Як об'екти дослiдження використовували гриби шампiньйони свiжi, гриби шамшньйони пiсля традицiйноi варки та тсля пароконвекцiйноi печi, наноструктуроване пюре iз них, а також готовий продукт у формi грибного паштету, отриманого за нанотехнолопею.
4. 2. Методи визначення моказникш дослЬ джуваних зразкш
В якостi критерiiв оцiнки якосп грибiв шамт-ньйонiв (вихщно! сировини), паротермiчнообробле-них грибiв та готового продукту iз них визначали наступи показники: бiлок (по загальному азоту), вiльнi та зв'язанi амшокислоти, жир, сухi речовини, вологу, ароматичш речовини, вмiст L -аскорбiновоi кислоти, фенольнi сполуки (за хлоргеновою кислотою) та фе-рментативну активнiсть окислювальних ферменпв (пероксидази та полiфенолоксидази). Детально з методиками визначення показнишв дослвджуваних зра-зкiв можна ознайомитись в робот [18].
5. Розробка нового моколшня оздоровчих продуктiв i3 грибiв шаммшьйошв для харчових виробництв та мвдмриемств ресторанного бiзнесу i торгiвлi
В Харкiвському державному ушверситеп харчування та торгiвлi (ХДУХТ, м. Харкiв) в ствдруж-носп iз Харкiвським торгiвельно-економiчним коле-джем Кшвського нацiонального торпвельно-еконо-мiчного ушверситету та Академiею готельного менеджменту i ресторанного господарства у Познаш (Польща) запропоновано та розроблено ушкальну технологiю глибоко1' переробки грибiв шамтньйо-нiв, яка дозволяе отримати оздоровчi продукти в легкозасвоюванiй наноформi, яш мають принципово новi споживчi властивосп, нiж вдавалось отримати використовуючи традицшш (бланшування, варка) способи паротермiчноi' обробки та дабнодисперс-ного подрiбнення. Зокрема, вони вiдрiзняються ви-
соким вмютом БАР (в 1,5-2,0 разiв бiльше нiж !х знаходиться у вихвднш сировинi). Крiм того, вдалось бшьш повно вилучити бiлок iз грибiв, який знаходиться у зв'язанш (прихованiй) формi з шши-ми бiополiмерами у виглядi нерозчинних нанокомп-лексiв iз шшими високомолекулярними бюполТме-рами (целюлозою, пектиновими речовинами, хгги-ном та ш), якi не засвоюються органiзмом людини. В дослiдженнi також вдалось провести трансформа-цiю (руйнування) бiлку з використанням паротермь чно! обробки та неферментативного бiокаталiзу -механолiзу за допомогою дрiбнодисперсного подрь бнення до окремих а-амшокислот на 65...70 % в легкозасвоювану форму.
Вщомо, що одним iз основних факторiв пiд час переробки грибiв, який впливае на стушнь зберiгання
Вплив паротермiчноi обробки на актившсть окислюва
Виявлено, що в порiвняннi з традицiйним способом тепловоi обробки (варка) при обробщ грибiв шампiньйонiв в пароконвектомап, ферментативт процеси вiдбуваються з меншою штенсившстю. Як Т слад було чекати, в дослвдженш було виявлено, що спочатку ще активащя окислювальних ферменпв. Так, наприклад, активащя окислювальних ферменпв грибТв (пероксидази Т пол1фенолоксидази) через 10 хви-лин в киплячш водТ збшьшуеться в 3...3,5 рази бшь-ше в порТвнянш з актившстю у вихвднш сировиш), в той час як активащя ферменпв в пароконвектомап складае в 1,7...2,0 рази вище. Показано, що прогрь вання продукту сприяе активносп окислювальних ферменпв, при чому в традицшних апаратах значно бшьше. Протягом 10 хвилин наступае максимум активносп ферменпв, попм вде шактиващя ферменпв. Показано, що повна шактиващя окислювальних ферменпв в грибах наступае в пароконвектомап значно рашше (на 30 % швидше шж при варшш в традицш-них апаратах). Таким чином, можна було припусти-ти, що Т руйнування БАР при тепловш обробщ грибТв в пароконвекцшнш печТ в порТвнянш з традицшною варкою також буде меншим.
вггашшв, ароматичних речовин та шших БАР, у тому числТ пвд час паротермiчноi обробки, е шактиващя окислювальних ферменпв. Для шактивацп ферменпв використовували так1 технолопчш прийоми, як паро-термТчна обробка при рТзних температурах в пароконвектомап та рiзноi кшькосп подано1' пари.
Ввдомо, що при паротермТчнш обробщ рос-линно1' сировини зпдно з теорТею видатного вченого бюхтжа А. I. Опарша спочатку в продукп ввдбува-еться активащя ферментативноi активносп за раху-нок активацп молекул ферменпв шляхом збшьшення кшетично1' енергп в результат названия продукту. Установлено, що процеси паротермТчно1' обробки грибТв Тз застосуванням параконвекцшно1' печТ та традицшно1' варки в киплячш водТ в стандартних апаратах ввдбуваються по-рТзному (табл. 1).
Таблиця 1
га ферменпв грибТв шамшньйошв в пароконвекцшнш
Встановлено, що втрати вггашну С при паро-термiчнiй обробцi в пароконвектомап значно менш^ шж при варшш при використанш традицiйного обла-днання (майже в 2 рази менш^ (рис. 1).
Так, через 30 хвилин паротермiчноl обробки грибiв в пароконвектоматi масова частка L - аскор-бшово! кислоти зберталась на 75.. .80 %, в той час як пвд час варки на традицшному (бланшyвачi, ва-рильш котли) обладнаннi - на 40...45 % та ароматичних речовин ввдповвдно на 70.75 % в пароконвектомап i на традицшному обладнанш на 35.40 %. Таким чином, виявлено, що при тепловш обробщ грибiв шамшньйошв в пароконвектомап окислення та руйнування L - аскорбшово! кислоти та ароматичних речовин ввдбуваеться менш iнтенсивно (в 2 рази менше), шж при варiннi i використаннi традицш-ного обладнання.
Установлено також, що при дабнодисперсно-му подрiбненнi паротермiчнооброблених грибiв вде бiльш повна екстракщя (вилучення) iз сировини БАР, як тсля варки на традицiйномy обладнанш, так i при обробцi в пароконвектомап. Так, вилучення ароматичних речовин при дрiбнодисперсномy подрiбнення
печi та при варцi в традицшних умовах
Окислювальт ферменти
Продукт Пероксидаза П^фенолоксидаза
мл 0,01 н. I до % до вихщно! мл 0,01 н. I до % до вихдао!
СР сировини СР сировини
СвТж! гриби 695,0 100,0 155,0 100,0
Гриби тсля варки (т=5 хв) 1390,2 200,0 320,2 201,0
Гриби тсля варки (т=10 хв) 2432,5 350,1 465,0 301,0
Гриби тсля варки (т=20 хв) 1737,5 250,2 341,2 210,2
Гриби тсля варки (т=30 хв) 277,5 39,9 43,4 28,0
Гриби тсля варки (т=40 хв) 0 0 0 0
Гриби тсля паротермТчно! обробки в пароконвек-томат (т=5 хв) 1042,0 150,0 235,6 152,4
Гриби тсля паротермТчно! обробки в пароконвек-томат (т=10 хв) 1181,5 170,0 310,0 200,2
Гриби тсля паротермТчно! обробки в пароконвек-томат (т=20 хв) 451,8 65,0 116,6 75,2
Гриби тсля паротермТчно! обробки в пароконвек-томат (т=30 хв) 0 0 0 0
rp^ÎB оброблених в пароконвекцшнш ne4i вилуча-еться в 2,2 рази бшьше, нiж пiсля звичайно1 варки. Тобто тсля традицiйноï варки rрибiв та дрiбнодис-персного подрiбнення майже повнiстю зберirаються ароматичнi речовини та L - аскорбшова кислота (на 70 % вш вихiдноï сировини). Шсля обробки rрибiв в пароконвектомап протягом 30 хв i подальшому под-рiбненнi не лише повшстю зберirаються всi БАР, але й вилучаеться 1х скритi форми, зокрема, ароматичш в 2,2 рази б№ше, шж у вихiднiй сировинi, а шльшсть L - аскорбiновоï кислоти вилучаеться в 1,7 рази бь льше (рис. 1).
Головним пiд час розробки нанотехнологп пюре iз rрибiв з використанням процеав глибоко1 переробки сировини, зокрема паротермiчноï обробки в поеднаннi з дрiбнодисперсним подрiбненням було не тшьки не допустити потемнiння продукту завдяки дiï ферментативних окислювальних процесiв, а й максимально зберегти ароматичш та iншi бюлопчно активнi речовини. Крiм того, збiльшити ступiнь вилучення скритих прихованих зв'язаних форм, цшних високомолекулярних бiлкiв, як з'еднаш в нанокомп-лекси з харчовими волокнами, хггозанами, мшерала-ми та шшими БАР у вiльний стан - в легкозасвоюва-ну наноформу. Для цього використовували паротер-мiчну обробку в пароконвектоматi та дрiбнодисперс-не подрiбнення (без застосування холоду).
Установлено, що тд час паротермiчноï обробки та дрiбнодисперсноrо подрiбнення rрибiв вщбува-еться руйнування бшок-хггинових нанокомплексiв i вивiльнення бiлка iз зв'язаного стану на 65...73 % вище, нiж знаходиться у вихшнш сировинi та вщбу-ваеться руйнування бшку до окремих a-амiнокислот на 65...70 % (табл. 2).
Показано, що загальна кiлькiсть бiлка у свiжих грибах шампiньйонах становить 2,66 г у 100 г, з яких масова частка амшокислот у зв'язаному станi становить 2,028 г у 100 г та 0,632 г у 100 г - у вшьному сташ (табл. 4). В наноструктурованому дабнодиспе-рсному пюре з грибiв шампiньйонiв загальна шлькють бiлка становить 5,42 г у 100 г, з яких масова частка амшокислот у зв'язаному сташ становить 3,19 г у 100 г та 2,23 г у 100 г - у вшьному сташ. Це пояс-нюеться тим, що в ходi паротермiчноï обробки та дрiбнодисперсного подрiбнення руйнуються протеш-хiтиновi нанокомплекси, iз яких додатково вившьня-еться 65,0...73,0 % зв'язаних амiнокислот. Так, на-приклад, у вихiдних грибах масова частка зв'язаних амшокислот становить 2,028 г у 100 г, а тсля дрiб-нодисперсного подрiбнення - 3,192 г у 100 г.
Також виявлено, що шльшсть окремих амшокислот збшьшувалася в 1,3...3,2 разу вщносно вихвд-них грибiв. Механiзм цього процесу пов'язаний, на погляд авторiв, iз тим, що бiлковi речовини в сировиш (шамтньйонах) перебувають у важкорозчинних i важкозасвоюваних органiзмом людини нанокомп-лексах iз хiтином i полюахаридами, а також солями (найчастiше солями кремшю, кальцiю, магнiю та ш.). Дрiбнодисперсне подрiбнення за рахунок неферментативного каталiзу-механолiзу руйнуе цi нанокомплекси, вив№няе бiлок iз них iз зв'язаного стану i сприяе його механодеструкцiï. Встановлено, що тд час дрiбнодисперсного подрiбнення вiдбуваеться не
тшьки дезагрегатя й деструкцiя (неферментативний каталiз) важкорозчинних бiлок-хiтин-мiнеральних комплексiв, а й мехашчне руйнування (механокре-шнг) бiлкiв до вiльних амiнокислот (на 65,0...70,0 %).
Вiдомо, що розмiр молекули мономера проте!-нiв-амiнокислот становить близько одного нанометра. Аналiз даних (табл. 2) показав, що механоактива-щя за рахунок механодеструкцп приводить до знач-них змш структури бiлковоi глобули й бшок-хiтинових комплексiв, втрати природно! первинно! структури та !х трансформацiя в окремi вiльнi амшо-кислоти, збшьшуеться розчиннiсть у водi та забезпе-чуеться висока засвоюванiсть живими оргашзмами [11, 19, 20].
Отриманi даш щодо вмiсту амiнокислот у бшку грибiв шампiньйонiв були порiвнянi з гшотетич-ним «шеальним бшком» (табл. 3). ФАО/ВООЗ запро-понована стандартна амшокислотна шкала, з якою пор1внюють склад бшка дослщжуваного продукту.
б
Рис. 1. Вплив паротермiчноï обробки: а - грибш шамтнь-йошв та дрiбнодисперсного подрiбнення на вмiст ароматичних речовин; б - L - аскорбшово1 кислоти в порiвняннi зi свiжою сировиною, де: 1 - свiжi гриби шамтньйони;
2 - гриби тсля паротермiчноï обробки (варки протягом 30 хв); 3 - гриби тсля вартня в традицшних умовах; 4 - дрiбнодисперсне пюре грибiв шампiньйонiв пiсля обробки в пароконвектоматц 5 - дрiбнодисперснi подрiбненнi гриби пiсля варiння в традицшних умовах
Таблиця 2
Вплив паротермiчноl обробки грибiв в пароконвектоматi та дрiбнодисперсне подрiбнення на деструкцiю бiлок-хiтинового комплексу i механолiз бiлку до в№них амiнокислот пiд час отримання пюре iз грибiв
Амшокислоти бшюв грибш шамтньйошв Амшокислоти бшюв грибш шампшьйонш
Загальна (у зв'язаному сташ) (у вшьному сташ)
кiлькiсть збшьшення (до
Амшокислота амшоки- слот у вимдних грибах, г у 100 г у свiжих грибах, г У 100 г дрiбнодиспер-сне пюре i3 грибш, г у 100 г збшьшення вшьних амь нокислот до вихщно! сировини, разш у свiжих грибах, г у 100 г дрiбнодис-персне пюре i3 грибш, г у 100 г вихщно! сировини) амшокислот у вшьному сташ тсля дрiбнодис-персного подмб-нення, рaзiв
Шзин 0,360 0,248 0,304 1,23 0,112 0,166 1,48
Триптофан 0,078 0,050 0,110 2,20 0,028 0,108 3,86
Метiонiн 0,078 0,064 0,192 3,0 0,014 0,132 9,43
1золейцин 0,106 0,094 0,160 1,70 0,012 0,172 14,33
Лейцин 0,198 0,144 0,266 1,85 0,054 0,174 3,22
Феншалашн 0,092 0,084 0,142 1,69 0,008 0,076 9,50
Гiстидин 0,152 0,066 0,208 3,15 0,086 0,148 1,72
Треонш 0,108 0,096 0,108 1,13 0,012 0,072 6,0
Серин 0,114 0,104 0,146 1,40 0,010 0,090 9,0
Аспарагшова к-та 0,272 0,228 0,322 1,41 0,044 0,152 3,45
Глутамшова к-та 0,380 0,268 0,372 1,39 0,112 0,372 3,32
Пролш 0,150 0,084 0,116 1,38 0,066 0,136 2,06
Глщин 0,122 0,114 0,148 1,30 0,008 0,050 6,25
Аланш 0,114 0,104 0,140 1,35 0,010 0,110 11,0
Цисте1н 0,024 0,012 0,016 1,33 0,012 0,018 1,50
Валш 0,118 0,108 0,136 1,26 0,010 0,102 10,20
Тирозин 0,114 0,096 0,124 1,29 0,018 0,048 2,67
Аргшш 0,080 0,064 0,182 2,84 0,016 0,106 6,63
Сума 2,66 2,028 3,192 - 0,632 2,232 -
Таблиця 3
Амшокислотний склад грибiв шампiньйонiв та величини амiнокислотного скору у порiвняннi зi шкалою
ФАО/ВООЗ
Амшокислота Шкала ФАО/ВОЗ, мг в 1 г бiлкa Вмгст АК мг в 100 г (бшка 2,66 %) Вмст АК, мг в 1 г бiлкa Скор, %
Незамшш амшокислоти
Триптофан 10 78 29,32 293,2
Шзин 55 360 135,34 246,1
Треонш 40 108 40,60 101,5
Валш 50 118 44,36 88,7
Метюнш+цистш 35 102 38,35 109,6
1золейцин 40 106 39,85 99,6
Лейцин 70 198 74,44 106,3
Феншалашн+тирозин 60 206 77,44 129,1
Всього незамшних амшокислот: - 1276 479,7 -
Розрахунок амiнокислотного скору показав, що бiлок грибiв шамтньйошв за амшокислотним складом наближаеться до «идеального бшка», але е лiмiто-ваним за такою амшокислотою, як валiн. За такими амшокислотами, як триптофан, лiзин бiлок грибiв пере-вищуе «вдеальний бшок» в 2,6-3 рази, а за сумарною кь льшстю фенiлаланiну та тирозину - в 1,3 рази (табл. 3).
Отриман науковi результати були використат при розробцi нанотехнологи дрiбнодисперсного пюре iз грибiв шампiньйонiв, де в якосл шноваци викори-стано паротермiчну обробку, дрiбнодисперсне подрь бнення, яке дозволило вилучити прихованi в рослин-нiй сировинi форми БАР i бiополiмерiв та провести руйнування (механолiз) бiлка до окремих амшокис-лот та бiльш повного використання бюлопчного по-тенцiалу сировини.
На основi отриманих результатiв дослвджень було розроблено двi рецептури нових видiв паштетiв «Паштет грибний» та «Паштет грибний iз шинкою», де як основну сировину використовували нанострук-туроване дрiбнодисперсне пюре з грибiв шамтньйошв у кiлькостi 55.60 % та додаткову сировину -моркву смажену, цибулю смажену, рослинну олш, сухе молоко, аль, цукор, сумiш спецш, фггоекстрак-ти з натуральних прянощiв (чорний перець, гвоздика) (сумiш 1:1 з вмютом сухих речовин 3,5-3,8 %), шинку та бульйон або воду за рецептурою.
Установлено, що за сенсорними показника-ми новi паштети мають приемний смак i запах, що зумовлене використанням наноструктурованого дрiбнодисперсного пюре з грибiв шампiньйонiв i зазначених компонентiв. Готовий продукт мае рiв-
номiрний колiр та еластичну, однорвдну консисте-нцiю, характерну для цього виду KOHcepBiB i знахо-диться в легкозасвоюванш нанофоpмi. Дослвдження
Показано, що масова частка бiлка в нових паштетах перевищуе !х масову частку у свiжих грибах в 2 рази, зокрема, у паштетах з використанням наност-руктурованого дрiбнодисперсного пюре з грибiв вона становить 5,4 %, а у свiжих грибах - 2,7 % та за сво!м амiнокислотним складом е повноцшним.
Показано, що паштети вiдрiзняються високим вмiстом незамiнних амшокислот, ароматичних та ни-зькомолекулярних фенольних сполук, як1 мають iму-номодулююч^ детоксикуючi властивостi (табл. 4). по хiмiчному складу та значно перевищують вiдомi свь товi аналоги.
Все це дозволяе стверджувати про високу ефе-ктившсть використання нового поколiння обладнан-ня для паротермiчноi обробки та дабнодисперсного подрiбнення грибiв. Апробацiя у виробничих умовах, зокрема в НВФ «КР1АС ПЛЮС» (м. Харк1в, Укра!-на), НВФ «ХПП» (м. Харк1в, Укра!на), КП «кДх» (м. Харкав, Укра!на) експериментальних партiй нано-продуктiв (нанопюре, нанопаштетiв, закусок «Ч1з-Бол» та ш.) пiдтверджуе доцiльнiсть використання нового поколшня обладнання та отримання нанопро-дуктiв, як для пiдприемств ресторанного господарст-ва так i великих харчових тдприемств.
6. Результати дослщження впливу глибокоТ переробки гриб1в шампшьйошв з використанням паротермiчноl■ обробки та дрiбнодисперсного под-р1бненни та 1х обговорення
Автори сподiваються, що наведеш в статтi результати будуть мати значну практичну цiннiсть, як для Укра!ни, так i для мiжнародно!' спiльноти, оск1льки в свт спостерiгаеться дефiцит натуральних продукта.
Незважаючи на кориснi властивостi сировини, на сьогодшшнш день бiологiчний потенцiал (за вмятом вiтамiнiв, iнших БАР, бiополiмерiв), що закладе-
амiнокиcлотного складу та фiзико-хiмiчних показни-к1в розроблених паштета i3 використанням наност-руктурованого пюре з гpибiв пpeдcтавлeнi в табл. 4.
Таблиця 4
ний в сировиш, в свiтi використовуеться пльки част-ково. Спостерiгаються значш втрати БАР (ввд 20 до 80 %) при традицшних методах переробки рослинно! сировини, а також при споживаннi свiжоi та готово! сировини. Значна частина щлющих речовин сировини засвоюються оргашзмом людини (на 30...50 %). Тобто, ввдбуваються значнi втрати бiологiчного по-тенщалу цшно!' харчово! рослинно! сировини, як при и переробцi, так i при споживаннi, як1 в межах плане-ти Земля становлять сотш мiллiардiв тонн. Одним iз основних способiв збереження всього цiнного, що е в рослиннш та грибнш сировинi, що використовуеться в свт, е впровадження ресурсозберiгаючих та безвь дходних технологiй виробництва. Проте, шхто iз свi-тово! науково! спшьноти, крiм авторiв дано! роботи, школи не пiдiймав питання про те, що в рослиннш та грибнш сировиш юнують в значнш кшькосл прихо-ванi (зв'язанi) форми низькомолекулярних БАР та бь ополiмерiв, масова частка яких в 2_5 разiв бiльше, н1ж загальнов1домо i фшсуеться традицiйними хiмiч-ними методами дослвджень. Автори статтi встанови-ли, що в св1жш рослиннiй та грибнш сировиш закла-денi значнi приховаш резерви, як низькомолекулярних харчових, бюлопчно активних речовин, так i бi-ополiмерiв.
Запропонованi методи глибоко! переробки сировини, технологiчнi прийоми, розробленi технологi!', що дозволяють максимально вилучити закладений в сировинi потенцiал, використання якого можна порi-вняти зi збiльшенням врожайностi рослинно! та гри-бно! сировини в дек1лька разiв.
Використання отриманих в роботi результата досл1джень дозволить забезпечити теоретичнi та практичш основи щодо можливостi цшеспрямовано-го отримання в харчовiй промисловосл рослинних гетерогенних дисперсних систем в нанодiапазонi з
Амiнокислотний склад i фiзико-хiмiчнi показники якостi паштета «Грибний» та «Грибний iз шинкою» з _використанням наноструктурованого пюре з грибiв__
Показник Паштет «Грибний» Паштет «Грибний iз шинкою» Аналог
Паштет «Грибний» (Польща)
Масова частка сухих речовин, % 43,91 42,36 43,22
Масова частка бшка, % 5,4 5,0 2,7
Незамшш амгнокислоти (мг у 100 г бiлка)
Треонгн 0,200 0,250 0,95
Валгн 0,250 0,300 0,108
Метiонiн 320 340 100,0
1золейцин 210 205 94,0
Лейцин 450 420 144
Фенiлаланiн 210 205 84
Л1зин 66 300 100
Триптофан 250 218 50
Масова частка жиру, % 11,2 12,8 13,0
Масова частка фенольних сполук (за хлорогеновою кислотою), мг в 100 г 685,2 716,0 72,0
Масова частка ароматичних речовин (за числом аромату) мл тюсульфату № у 100 г 97,1 89,6 28,4
рн 6,2 6,1 6,3
застосуванням процесiв механодеструкци, крюмеха-нодеструкцп та неферментативного кaтaлiзу, що да-ють можливiсть бiльш повно використовувати закла-дений в рослиннiй сировиш бiологiчний, в тому чис-л^ прихований потенцiaл i отримувати продукта та добавки з принципово новими споживчими власти-востями, яких неможливо досягти використовуючи трaдицiйнi технологй' переробки, для яких хaрaктернi знaчнi втрати БАР i сировини.
7. Висновки
1. Виявлено, що в порiвняннi з трaдицiйним методом теплово! обробки грибiв (зокрема, варки) обробка в пароконвектомап - ферментaтивнi проце-си, зокрема, !х aктивaцiя ввдбуваються з меншою ш-тенсивнiстю. Так, активащя окислювальних фермен-тiв (пероксидази та полiфенолоксидaзи) через 10 хви-лин варки в традицшному aпaрaтi зб№шуеться в 3.3,5 рази в пароконвектшнш печi - в 2.2,1 рази, що пояснюеться перш за все рiзними температурами при пaротермiчнiй обробш та рiзною к1льк1стю шне-тично! теплово! енергп, яка приймае участь в цих процесах. Показано, що при пaротермiчнiй обробцi грибiв шамтньйошв в пароконвектомап втрати ароматичних та iнших БАР в 1,8.2 рази менше, шж при традицшнш вaрцi.
2. Показано, що тсля поротермiчноl обробки та дрiбнодисперсного подрiбнення грибiв шамтнь-йонiв i отримання пюре в наноформi вiдбуваеться бшьш повне вилучення iз сировини скритих форм ароматичних речовин (в 2,2 раз) та L - аскорбшово! кислоти (в 1,7 раз). При дабнодисперсному подаб-неннi грибiв отриманих шляхом традицiйного варш-ня масова частка речовин в шлькосп 70-75 % знахо-дилась в нанорозмiрнiй легкозасвоюванiй формi.
3. Установлено новий метод паротермiчноl обробки (в пароконвекцшнш печi) та дрiбнодисперсно-го подрiбнення грибiв шампiньйонiв в нанопюре до-зволяе вилучити iз сировини важкорозчинний бiлок iз зв'язано! форми в нанокомплексах з шшими бюпо-лiмерами у вiльну форму в 1,7.1,8 разiв бiльше, нж знаходиться в вихщнш сировинi та трансформувати (зруйнувати) за допомогою неферментативного ката-лiзу бiлок в легкозасвоювану наноформу до окремих a-амiнокислот (на 65.70 %).
4. Встановлено, що комплекс застосування па-ротермiчноl обробки грибiв в пароконвектоматi з дрiбнодисперсним подрiбненням дае змогу отримати нанопюре та паштети на його основi, яшсть яких пе-ревищуе вiдомi аналоги (зокрема, за вмютом вiльних а-амшокислот, ароматичних речовин кiлькiсть яких в 2 рази перевищуе вихвдну сировину).
Лiтература
1. FAO/WHO/UNU. Dietary protein quality evalution in human nutrition. Report of an FAO Expert Consultation [Electronic resource]. - Food and agriculture organization of the united nations Rome. - 2013. - Vol. 92. - Available at: http:// www.fao.org/ag/humannutrition/35978-02317b979a686a57aa4593304ffc17fD6.pdf
2. Павлюк, Р. Ю. Крио- и механохимия в пищевых технологиях [Текст]: монография / Р. Ю. Павлюк, В. В. Погар-ская, В. А. Павлюк, Л. А. Радченко, О. А. Юрьева, Н. Ф. Максимова. - Х.: Факт, 2015. - 255 с.
3. Меры политики по обеспечению продовольственной безопасности в регионе: проблемы и перспективы - продовольственный прогноз до 2050 года [Текст]: 28 регион. конф. ФАО для Европы. - Баку, 2012. - C. 23-27.
4. Global Strategy on Diet, Physical Activity and Health: report of a Joint WHO/FAO/UNU. Expert Consultation [Text]. -Geneva: World Healt Organization, 2010.
5. Павлюк, Р. Ю. Криомеханохимия в нанотехнологиях пищевых продуктов [Текст]: монография / Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарская, В. А. Павлюк, А. А. Берестова, Н. Ф. Максимова. - Харьков: ХГУПТ, 2015. - 260 с.
6. Ященко, О. В. Харчова та бюлопчна роль 1спвних та лжарських грибш в харчувант населення [Текст] / О. В. Ященко // Плена населених мюць. - 2012. - № 59. - С. 234-240.
7. Канцеляренко, А. М. Актуальшсть переробки культивованих грибш у готову харчову продукщю [Текст]: тези доп. всеукр. наук.-практ. конф. / А. М. Канцеляренко, К. В. Зубченко // Актуальт проблеми розвитку харчових виробництв го-тельного, ресторанного господарств i торгалг - Х.: ХДУХТ, 2012. - № 1. - С. 12.
8. Капрельянц, Л. В. Пребиотики: химия, технология, применение [Текст]: монография / Л. В. Капрельянц. - К.: Эн-терПринт, 2015. - 252 с.
9. Тутельян, В. А. Научные основы здорового питания [Текст] / В. А. Тутельян, А. Н. Разумов, А. И. Вялков и др. -М.: Понорама. Наука и практика, 2010. - 816 с.
10. Павлюк, Р. Ю. Вивчення якосп грибiв шамтньйошв при низькотемпературному подрiбненнi [Текст]: тези доп. всеукр. наук.-практ. конф. / Р. Ю. Павлюк, Т. С. Мацшура // Актуальт проблеми розвитку харчових виробництв готельного, ресторанного господарств i торпвлг - Х.: ХДУХТ, 2012. - № 1. - С. 151.
11. Павлюк, Р. Ю. Новий напрямок глибоко! переробки харчово! сировини [Текст]: монографiя / Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарська, Л. О. Радченко, В. А. Павлюк, Р. Д. Таубер, Н. М. Тимофеева та ш. - Х.: Факт, 2017. - 380 с.
12. Кирик, А. В. Исследование теплообменных процессов в пароконвекционном аппарате [Текст]: тез. докл. VII Междунар. науч. конф. / А. В. Кирик, А. В. Иванов // Техника и технология пищевых производств. - Могилев: УО МГУП, 2010. - № 1. - С. 8-9.
13. Кирик, И. М. Пароконвекционный аппарат для обьектов общественного питания [Текст]: мат. VIII Междунар. науч.-техн. конф. / И. М. Кирик и др. // Инновационные технологи в пищевой промышленности. - Минск, 2009. - С. 394-401.
14. Иванов, А. В. Результаты эксперементальных исследований процесса теплообмена в пароконвекционном аппарате [Текст] / А. В. Иванов, И. М. Кирик, А. В. Кирик // Инновационные технологи в производстве и переработке сельсхозяй-ственной продукции. - 2011. - № 2. - С. 47-49.
15. Павлюк, Р. Ю. Розробка нанотехнологи дрiбнодисперсного замороженого пюре iз грибiв шампiньйонiв (Agaricus Bisporus) [Текст] / Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарська, Т. С. Мацшура, Н. П. Максимова // Схдао-Свропейський журнал передо-вих технологш. - 2015. - Т. 6, № 10 (78). - С. 24-28. doi: 10.15587/1729-4061.2015.56145
16. Антонова, И. А. Некоторые технологические решения сохранения БАВ в консервированной грибной продукции [Текст] / И. А. Антонова, Е. А. Юшина, Е. А. Варламова // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. -2014. - № 10. - С. 64-67.
17. Барамбойм, Н. К. Механохимия высокомолекулярных соединений [Текст] / Н. К. Барамбойм. - М.: Химия, 1978. - 384 с.
18. Pavlyuk, R. The development of cryogenic method of deep treatment of inulin-containing vegetables (topinambour) and obtaining of prebiotics in the nanopowders form [Text] / R. Pavlyuk, V. Pogarska, V. Pavlyuk, K. Balabai, S. Loseva // EUREKA: Life Sciences. - 2016. - Vol. 3. - P. 36-43. doi: 10.21303/2504-5695.2016.00145
19. Balaz, P. Mechanochemistry in technology: from minerals to nanomaterials and drugs [ТехЦ / P. Balaz, M. Balaz, Z. Bu-jnakova // Chemical Engineering and Technology. - 2014. - Vol. 37, Issue 5. - P. 747-756. doi: 10.1002/ceat.201300669
20. Balaz, P. Mechanochemistry in Nanoscience and Minerals Engineering [ТехЦ / P. Balaz. - Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. - 400 p.
Дата надходженнярукопису 24.03.2017
Павлюк Païca Юрйвна, доктор техтчних наук, професор, Заслужений дгяч науки i техшки Укра!ни, лауреат Державно! премп Украши, кафедра технологш переробки плодiв, овочiв i молока, Харшвський державний ушверситет харчування та торгiвлi, вул. Клочшвська, 333, м. Харкав, Украша, 61051
Погарська Вiкторiя Вадимовна, доктор техшчних наук, професор, лауреат Державно! премп Украши, кафедра технологш переробки плодiв, овочiв i молока, Харшвський державний ушверситет харчування та терпки, вул. Клочшвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051
Радченко Людмила Олексй'вна, кандидат юторичних наук, професор, директор, Харшвський торгове-льно-економiчний коледж Ки!вського нацюнального торговельно-економiчного унiверситету, вул. Клочшвська, 202, м. Харкав, Укра!на, 61045, E-mail: kharkiv@htek.com.ua
Таубер Ромам Давщ доктор педагопчних наук, професор, ректор, Академш готельного бiзнесу та гро-мадського харчування в Познанi, вул. Нтзавска, 19, м. Познань, Польща, 61-022 E-mail: wshigua@i.ua
Мацiпура Тетяма Сергпвна, старший викладач, кафедра технологш переробки плодiв, овочiв i молока, Харшвський державний ушверситет харчування i торпвл^ вул. Клочшвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051
Каплун Олема Анатолпвна, кандидат бюлопчних наук, Харшвський торговельно-економiчний коледж Кшвського нацiонального торговельно-економiчного унiверситету, вул. Клочшвська, 202, м. Харшв, Украша, 61045
УДК 637.141.8
DOI: 10.15587/2313-8416.2017.102152
РОЗРОБКА НОВОГО ПОКОЛ1ННЯ ОЗДОРОВЧИХ HAHOHAnOÏB ЗБАГАЧЕНИХ КАPОТИНОÏДНИМИ, ХЛОРОФ1ЛВМ1СНИМИ, АНТОЦ1АНОВИМИ НАНОДОБАВКАМИ
© Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарська, Л. М. Бшенко, О. С. Погарський, Ю. П. Какадш, Г. Е. Гасамова, Т. А. Стукоможемко
Розроблено Hoei натуральнi функцiональнi osdopoeui coKoei нанонапо'1' з рекордним eMicmoM БАР (L-acKop6iHoeoï кислоти, Р-каротину, хлорофыу, анmoцiанiв, фенольних сполук) та пребiomикiв -целюлози, пектинових речовин в розчиннш ioнoмoлекулярнiй фoрмi. Як iннoвацiю в технологи' нано-напо'1'в використовували в якocmi збагачувачiв БАР, барвнитв, cmрукmурoуmвoрювачiв рocлиннi ка-рomинoïднi, хлoрoфiлвмicнi, анmoцiанoвi крioпюре в нанoфoрмi i3 плoдiв та прянoщiв Ключовi слова: oздoрoвчi нанонапо'1', натуральт нанопюре, каротинвмют, хлорофтвмют, анmoцiанoвi добавки, плоди, oвoчi
1. Вступ
Актуальшсть та своечасшсть представлених в статп наукових результата та ведомостей пов'язана з необхвдшстю виршення на планет таких глобальних проблем, як: голод, 50 %-вий дефщит в рацюнах харчування бюлопчно активних речовин (БАР), зокрема вгташшв, каротину, мшеральних речовин, бшка та iнших, як посилюються попршенням еколопчно! си-туацп та зниженням iмунiтету у населення Укра!ни та багатьох шших кра!нах свiту [1, 2]. Одним iз важ-
ливих напрямшв вирiшення даноï глобальноï про-блеми, за даними ЮНЕСКО в мiжнародному прогно-зi «Харчування XXI столитя» е розробка та створен-ня оздоровчих функцiональних продуктiв, спрямова-них на змщнення здоров'я [3].
В зв'язку з цим сьогоднi в багатьох кранах свiту знаходять широке застосування функцiональнi оздоровчi продукти (особливо iз фруктiв, япд та ово-чiв), як направленi на шдвищення iмунiтету населення. Основними вимогами, яш пред'являються до
