CC BY
61
УДК 664:633.853.52
Технология эмульсионных продуктов питания
специализированного назначения
С.М. Доценко, д-р техн. наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ,
О.В. Скрипко, д-р техн. наук, доцент
ВНИИ сои
Н.Л. Богданов, аспирант, В.М. Грызлов, канд. воен. наук, профессор,
Е.Б. Обухов, канд. техн. наук, доцент Дальневосточное высшее военное командное училище имени маршала Рокоссовского, г. Благовещенск
В последнее десятилетие государственная власть Российской Федерации серьезно обеспокоилась здоровьем населения страны, в частности, определена и доказана важность здорового питания для сокращения или полного исключения алиментарно зависимых заболеваний, вызванных дефицитом тех или иных микрокомпонентов пищи, в том числе среди военнослужащих. Один из путей решения обозначенной проблемы -разработка новых и совершенствование существующих технологий производства продуктов питания специализированного и функционального назначения путем внесения физиологически функциональных ингредиентов [1].
Дальневосточное высшее военное командное училище с 2012 г. проводит обучение военных специалистов для службы в арктических условиях. Обучение курсантов по данному направлению предусматривает большое количество практических занятий, связанных с экстремальными условиями.
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных ученых доказано, что низкие температуры нарушают баланс между расходованием энергии и ее поступлением в организм. В таких условиях повышается расход белков, жиров и витаминов, в частности, аскорбиновой кислоты, Р-каротина, тиамина, рибофлавина и пиридок-сина [2].
В связи с этим возникает необходимость разработки и совершенствования пищевых рационов для питания военных специалистов в условиях автономного существования при низких температурах окружающей среды.
На сегодняшний день широко распространены и активно употребляемы соусные продукты питания. Пищевые продукты данной ассортиментной группы служат дополнени-
ем к основным блюдам, обеспечивая лучшее их переваривание и усвоение организмом. При этом использованием соусной продукции можно компенсировать недостаток тех или иных нутриентов основных блюд [3].
Оптимизация рецептур эмульсионных продуктов питания путем введения в их компонентный состав ингредиентов со значительным содержанием полноценных белка, эссен-циальных жирных кислот, пищевых волокон, минеральных веществ, витаминов и антиоксидантов позволит получать пищевые продукты, отвечающие концепции здорового питания
[4].
В этой связи исследования, направленные на разработку и создание эмульсионных продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности, являются актуальной задачей.
Цель исследований - разработка рецептур и технологии эмульсионных продуктов питания с заданным составом и оценка их потребительских свойств.
Объектами исследований стали: семена сои сортов «Лазурная», «Гармония», соответствующие требованиям ГОСТ 17109-88; кефирный продукт по ГОСТ Р 52093-03; сыворотка молочная по ТУ 9229-110-0461020902; огурцы консервированные по ГОСТ 20144-74; томатная паста по ГОСТ 3343-89; ананасовый нектар с мякотью по ГОСТ 52187-2003; аскорбиновая кислота по ГОСТ 4815-76; куркума по ТУ 9169-002-2361394699, Е 100; имбирь по ГОСТ Р 2904691; масло соевое рафинированное дезодорированное по ГОСТ 1129-93; масло кукурузное по ГОСТ 8808-91; разработанные продукты питания. В качестве контрольных образцов использовали майонез «Провансаль Янта», изготовленный по ГОСТ 30004.1-93.
Общий химический состав определяли стандартными методами:
биохимический и аминокислотный состав исходного сырья и готовых продуктов устанавливали с помощью инфракрасного сканера FOSS NIRSystem 5000 (Швеция); содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) - методом титрования; содержание ретинола-ацетата (провитамина А) и токоферола-ацетата (витамина Е) - фотометрическим методом; органолепти-ческую оценку - методом балльных шкал; энергетическую ценность - с помощью коэффициентов Рубнера; реологические характеристики эмульсий - по модифицированной методике С.Я. Вейле-ра и П.А. Ребиндера, описанной А.В. Горбатовым; показатели безопасности - в соответствии с Сан-ПиН 2.3.2.1078-01. Полученные экспериментальные данные обрабатывали методом математической статистики на ПЭВМ с пакетами прикладных программ «Microsoft Excel», «Statistika 6.0».
Один из путей создания полноценных продуктов питания - комбинирование и композиционирование пищевых ингредиентов. Для получения эмульсионных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности необходимо использовать белковый компонент - белковый коагулят.
Основной ингредиент для приготовления белкового компонента рецептуры - соевая белковая дисперсная система, содержащая 3,5±0,05 % белков, 2,2±0,05 % ли-пидов, 4,1±0,05 % углеводов, 2,1±0,05 % минеральных веществ, 5,5±0,05 мг/100 г витамина С, 1,7±0,05 мг/100 г витамина Е и 0,01±0,05 мг/100 г Р-каротина.
Для получения белковых коагулятов на основе соевой белковой дисперсной системы выбраны пищевые системы-коагулянты: кефирный продукт; 5-10%-ный раствор аскорбиновой кислоты в молочной сыворот-
Таблица 1
Состав и энергетическая ценность полученных коагулятов (Х + m; т<0,05)
Содержание, % Энергетическая ценность, ккал/100г
Продукт воды белков, Nх6,25 липи-дов углеводов минеральных веществ витамина С, мг/100 г
Соево молочный 51,0 19,0 6,4 18,4 5,2 - 207
Соево сывороточный 50,5 50 3 9,0 8 5 5,0 4 8 30,0 31 4 5,5 5 0 75 201 203
Соево огуречный 51,5 8,3 4,7 30,4 5,1 - 198
Соево ананасовый 52,3 8,6 4,5 29,3 5,3 32 196
Таблица 2
Структурно-механические показатели соевых комбинированных коагулятов с различным содержанием сухих веществ (Х±т; т<0,05)
Структурно-механические показатели Содержание сухих веществ, %
20,0 25,0 30,0
Потери вязкости - П, % 32,0 37,0 42,0
Коэффициент механической стабильности ( МС) 1,6 1,8 2,0
Степень восстановления структуры - В, % 70,0 62,0 54,0
ке; водный раствор томатной пасты; пюре из засоленных огурцов; ананасовый нектар, с помощью которых обеспечивается структурное образование коагулята.
На основании анализа и поисковых опытов установлено, что на качество белкового коагулята в процессе его структурообразования значительное влияние оказывают такие факторы, как массовая доля коагулянта (М, %); температура термокислотной коагуляции (t, °С) и продолжительность коагуляции (Т, мин).
В этой связи выявлена зависимость, прежде всего, органолепти-ческих показателей от указанных факторов и установлены их оптимальные значения.
В результате обработки экспериментальных данных получены математические модели органолептичес-кой оценки белковых коагулятов, которые имеют следующий вид:
N = -48,168 + 0,81519M + 1,5088t + + 3,39717 - 0,012775M 2 - 0,010404t 2 -
- 0,566187 2 ^ max ; (1)
N2 = -44,709 + 0,3798M + 1,4183t + + 7,01037- 0,03125 tT - 0,0058148M2 -
- 0,0088630t2 - 0,88631 T2 ^ max; (2)
N3 = - 55,164 + 0,38596M + 1,267t + + 10,9437 - 0,005+6280tT -
- 0,0060869M2 - 0,006764312 -
- 0,67643 т2 ^ max ; (3)
N4 = -66,387 + 1,2033M + 1,3558t + + 8,39967 - 0,00775MT - 0,0525tT -
- 0,0094665M2 - 0,00574077 -
- 0,4724672 ^ max ; (4)
N5 = -24,731 + 0,8509M + 0,75115t + + 2,9257 - 0,004625M7 - 0,02625t7 -
- 0,0049062M 2 - 0,0032127t 2 ^ max (5)
где N- органолептическая оценка в баллах коагулятов, полученных с использованием коагулянтов: N] -кефирного продукта; N2 - 5-10%-ного раствора аскорбиновой кислоты в молочной сыворотке; N3 - раствора томатной пасты; N4 - пюре из засоленных огурцов; N5 - ананасового нектара.
Адекватность моделей (1)-(5) оценена с помощью F-критерия при доверительной вероятности Р=0,93-0,96 и коэффициенте корреляции ^=0,84-0,96.
Посредством решения данных уравнений и анализа полученных результатов определены оптимальные значения параметров и режимов термокислотной коагуляции: массовая доля коагулянтов - 31-37 %, температура термокислотной коагуляции - 72...75 °С и продолжительность коагуляции - 3-5 мин. При этом полученные белковые коагуляты характеризуются высокими органо-лептическими показателями, имеют характерный для коагулянтов выраженный вкус, цвет и аромат, общая органолептическая оценка составляет от 23,9 до 24,6 балла [5, 6].
Полученные коагуляты характеризуются высоким содержанием белков, углеводов и минеральных веществ (табл. 1), что дает возможность использовать их в рецептурах эмульсионных продуктов питания.
Результаты исследований структурно-механических показателей соевых комбинированных коагулятов с массовой долей сухих веществ в диапазоне 20-30 % приведены в табл. 2.
Анализ табл. 2 показывает, что структурно-механические свойства полученных коагулятов улучшаются по мере снижения содержания сухих
веществ. Однако структура коагулятов недостаточно стабильна.
Получение обогащенных витаминами эмульсионных продуктов со сбалансированным жирнокислот-ным составом обеспечивается комбинированием растительных жиров и введением в их состав жирорастворимых витаминов.
Для получения липидного биокомплекса с целью последующего его использования в эмульсионных системах, таких как майонезные соусы, нами были выбраны соевое и кукурузное масло благодаря их высокой биологической ценности. Кукурузное масло характеризуется высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот, преобладающими в которых являются линолевая (4048 %) и олеиновая (42-45 %), а количество насыщенных кислот составляет не более 14 %. Выбор данных видов масел для создания смеси обусловлен также тем, что они имеют достаточно высокое содержание витамина Е (соевое - 11,4 мг/100 г, кукурузное - 9,3 мг/100 г). При их соотношении в смеси 70:30 они дают рациональное соотношение ПНЖК= С182: С183 = 7,5:1. Такое процентное соотношение данной смеси обеспечивает содержание витамина Е в количестве 10,8 мг/100 г [7].
Кроме того, для обогащения данной липидной композиции Р-каро-тином использовали морковь с содержанием витаминов: Е - 0,6 мг/ 100 г; Р-каротина = 9,0 мг/100 г и С - 5,1 мг/100 г, а также предусмотрен ввод в липидный комплекс антиоксидантов - куркумы и имбиря в массовой доле по 0,25 % каждого.
В результате принятых подходов получены соевые белковые коагуляты, а также липидный биоактивный комплекс, содержащий сбалансированную совокупность биоактивных ингредиентов, в синергизме обладающих антиоксидантной активностью.
Для повышения стабильности пищевой эмульсии при приготовлении майонезных соусов в их рецептуру необходимо ввести стабилизатор.
С целью изучения влияния отдельных факторов на формирование качества майонезных соусов разработаны модельные системы на основе белковых коагулятов по пяти вариантам липидного биоактивного комплекса, а также стабилизатора «CROWN» в массовой доле 0,25-0,75 % и получены зависимости влияния массовой доли
стабилизатора на эффективную вязкость соусов.
Данные зависимости аппроксимированы и преобразованы нами с целью использования их при фактических расчетах массовой доли стабилизатора Мс на стадии проектирования майонезных соусов со значениями эффективной вязкости п, соответствующей заданной [п,]. Данные выражения имеют вид:
Таблица 3
Mr r = 0,0125[nJ - 2,125; (6)
Mr2 = 0,0140[n2] - 2,392; (7)
M = 0,0200[n3] - 3,300; (8)
M = 0,0230[n4] - 3,869; (9)
M = 0,0250[n5] - 4,000, (10)
где M - майонезный соус Г1 - . ft л соево-
соево-сывороточный; Мс - майонез-ный соус соево-томатный; Мс - май-онезный соус соево-огуречныи; Мс~
с5-
майонезный соус соево-ананасовый.
Анализ зависимостей, характеризующих изменение эффективной вязкости п от напряжения сдвига 0, показывает, что с его увеличением эффективная вязкость продуктов снижается и при значениях 0 > 100 Па находится в области значений п<40 Па-с.
Анализ зависимостей, характеризующих изменение напряжения сдвига 0 от скорости сдвиговой деформации у, показывает, что с ее увеличением напряжение сдвига увеличивается и при значениях у = 25сн достигает своих максимальных значений 0 =360-460 Па.
Полученные значения характеризуют структуру разработанных майо-незных соусов как оптимальную.
С целью научного обоснования рецептур разрабатываемых майо-незных соусов выделены основные факторы, совокупность которых определяет их состав, органолепти-ческие свойства и т. д. К таким факторам отнесены: Х1 (Мм) - массовая доля липидного биоактивного комплекса (ЛБК), %; Х2 (W) - влажность коагулята, %; Х3 (т) - продолжительность взбивания эмульсии, мин. За показатель качества данных продуктов принята органолептичес-кая оценка по пятибалльной шкале У (^).
По соусу соево-молочному: N = 14,703 + 0,16598 ММ +
Ь ' ' М
+ 0,11814 W + 0,69602т -- 0,00078125М,М' - 0,0060417 Wт -
Химический состав и энергетическая ценность майонезных соусов
Основные вещества, г/100 г Витамины, мг/100 г Энергети-
Майонезный соус вода белки жиры углеводы зола ß-ка-ро-тин Е С ческая ценность, ккал/100 г
Соево-молочный 30,0 11,4 44,54 11,04 3,0 1,3 27,48 - 490,62
Соево-витаминный 30,0 5,4 43,3 18,0 3,3 1,29 7,31 15,2 483,30
Соево-томатный 30,0 5,1 43,16 18,84 3,0 1,28 7,28 - 484,20
Соево-огуречный 30,0 4,98 41,02 20,4 3,6 1,23 6,97 - 459,42
Соево-ананасовый 30,0 5,16 44,08 17,58 3,18 1,3 7,4 22,0 487,76
Майонез столовый «Провансаль» ГОСТ 30004.1-93* 26,3 1,5 67,0 2,6 1,0 сл. 0,01 сл. 620,0
Майонез столовый молочный* 25,0 2,4 67, 3,9 1,7 сл. 0,01 сл. 627,0
* Вариант для сравнения.
Технологическая схема приготовления майонезных соусов
- 0,0012585M2M - 0,00041173 W2 - - 0,0023889W2 - 0,05725т2 ^ max.(12)
- 0,033352т2 ^ max.
(11)
По соусу соево-сывороточному: N7 = 4,6778 + 0,26714MM + + 0,33847 W + 0,57250т- 0,0008125M„W - 0,0019655M 2 -
По соусу соево-томатному: N8 = 9,4189 + 0,17753 MM + + 0,24678 W+ 0,92815т- 0,009375тт -- 0,0014168M 2M - 0,0021788 W2 --0,074257т2 ^ max. (13)
Таблица 4
Сравнительный состав жиров майонезных соусов, %
Продукты
Показатель Майонезные соусы Майонез столовый «Провансаль Янта», ГОСТ 30004.1-93
соево-мо-лочный соево-вита-минный соево-то-матный соево-огуречный соево-ананасовый
Сумма липидов 44,54 43,3 43,16 41,02 44,08 67,0
Триглицериды 44,3 43,1 42,9 40,9 43,8 66,08
Фосфолипиды 0 0 0 0 0 0,58
Ситостерин 0,24 0,22 0,21 0,19 0,21 0,13
Холестерин 0 0 0 0 0 0,10
Жирные кислоты (сумма) 42,0 41,3 41,1 39,0 42,0 63,55
Насыщенные, всего В том числе: 6,18 6,1 6,0 5,9 6,18 7,96
пальмитиновая 4,9 4,8 4,75 4,65 6,18 4,48
стеариновая 1,3 1,25 1,2 1,1 1,3 0,20
Мононенасыщенные, всего 9,44 9,4 9,3 9,0 9,44 16,32
В том числе: олеиновая 9,2 9,1 9,0 8,9 9,2 16,18
Полиненасыщенные, всего 26,75 26,7 26,3 25,9 26,75 39,27
В том числе: линолевая 26,13 26,0 25,9 25,1 26,1 39,24
линоленовая 3,48 3,40 3,3 3,25 3,48 0,01
Соотношение С 18:2 :С 18:3 7,5:1,0 7,64:1,0 7,84:1,0 7,72:1,0 7,5:1,0 3900:1,0
Рекомендуемое ФАО/ВОЗ 7,5:1
По соусу соево-огуречному: N = 5,4574 + 0,25651 ММ + + 0,2927^+ 1,1729т- 0,0М28566М 2М --0,0022638 W2 - 0,10438т2 ^ тах.(14)
По соусу соево-ананасовому: N = 10,869 + 0,25304ММ + + 0,20676 W+ 0,29053т -
- 0,0008125MMW + 0,0058333 Wт -
- 0,0023726М2М- 0,0016952W2 -
- 0,064053т2 ^тах. (15)
Для данного ассортиментного перечня соусов оптимальные значения факторов находятся в следующих пределах: ММ=43-44 %; W = 59- 60 %; т =4-5 мин.
В дальнейших исследованиях на основе белковых коагулятов получены майонезные соусы путем добавления к ним липидного биокомплекса, раствора уксусной кислоты, горчичного порошка, соли и сахара [8].
Технологическая схема приготовления белковых майонезных соусов представлена на рисунке.
По полученным результатам исследован химический состав полученных соусов, а также определена их энергетическая ценность, значения которых представлены в табл. 3.
Разработанные продукты питания имеют повышенную пищевую и биологическую ценность, так как содержат от 4,98 до 11,4 % белка, Р-каро-тин - от 1,23 до 1,32 мг/100 г, вита-
мин Е - от 6,97 до 7,48 мг/100 г, витамин С - от 15,2 до 22,0 % суточной нормы потребления.
При этом соотношение жирных кислот С18:2: С18:3 в продуктах находится в пределах 7,5:1,0-7,84:1,0, что отвечает рекомендациям ФАО/ВОЗ (табл. 4). В соответствии с ГОСТ Р-52349-2005 «Продукты пищевые функциональные» это позволяет отнести разработанные продукты к продуктам с функциональной направленностью. Разработанные майонезные соусы имеют привлекательный внешний вид, выраженный вкус и аромат, насыщенный цвет, соответствующий используемому виду структурообразователя.
На заключительном этапе исследований были определены зависимости, характеризующие изменение эффективной вязкости з от продолжительности хранения разработанных продуктов ¿"хр. Анализ данных зависимостей показывает, что они носят экспоненциальный характер.
При этом в первые пять суток эффективная вязкость нарастает более интенсивно, а затем в течение следующих 20 сут интенсивность снижается, и далее значения вязкости остаются на одном и том же уровне.
Содержание токсичных элементов, антибиотиков и радионуклидов, пестицидов в разработанных продуктах в процессе хранения не превышает
допустимых уровней, установленных «Гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» СанПин 2.3.2.1078-01, утвержденными Постановлением Госсанэпиднадзора России от 14 ноября 2001 г., № 36. Микробиологические показатели соусов соответствуют установленным требованиям.
Таким образом, в результате проведенных исследований разработана технология майонезных соусов специализированного назначения повышенной пищевой и биологической ценности без использования яичных продуктов, загустителей, эмульгаторов, антиокислителей, ароматизаторов и красителей. На данный ассортимент продуктов питания разработана техническая документация.
ЛИТЕРАТУРА
1. Распоряжение Правительства РФ №1873-р от 25.10.2010. Об основах государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 г.
2. Волович, В.Г. Жизнеобеспечение экипажей летательных аппаратов после вынужденного приземления или приводнения/В.Г. Волович.-М.: Наука, 1976. - 80 с.
3. Нечаев, А.П. Майонезы/А.П. Нечаев, А.А. Кочеткова, И.Н. Нестерова. - СПб.: ГИОРД, 2000. - 80 с.
4. Шабров, А.В. Биохимические основы действия микрокомпонентов пищи/А.В. Шабров, В.А. Дадали,
B.Г. Макаров.- М.: Авваллон, 2003. - 184 с.
5. Патент РФ № 2456817 Российская Федерация, МПК7 А 23 L 1/20, А 23 J 1/14. Способ приготовления белково-липидного продукта/
C.М. Доценко, О.В. Скрипко, Н.Л. Богданов; заявитель и патентообладатель ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сои РАСХН. - № 2010134070/13; за-явл. 13.08.2010; опубл. 20.02.2012. Бюл. № 5. - 5 с.
6. Патент РФ № 2482702. Способ получения белково-витаминного продукта/С.М. Доценко, О.В. Скрип-ко, Н.Л. Богданов и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ ВНИИ сои РАСХН. - № 2010137696/13; заявл. 09.09.2010; опубл. 27.05.2013. Бюл. № 15. - 5 с.
7. Патент РФ № 2482707. Способ приготовления липидной биоактивной композиции/С.М. Доценко, О.В. Скрипко, Н.Л. Богданов и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ
ВНИИ сои РАСХН. - № 2011135552/ 13; заявл. 25.08.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. № 15. - 5 с.
8. Доценко, С.М. Разработка технологии белковых соусов для функционального питания/С.М. Доценко,
О.В. Скрипко, Н.Л. Богданов//Мас-ложировая промышленность. -2011. - № 5. - С. 24-27.
Технология эмульсионных продуктов питания специализированного назначения
Ключевые слова
белковая дисперсная система, коагулянт, липидный биоактивный комплекс, майонезный соус.
Реферат
Разработана технология эмульсионных продуктов в виде майонезных соусов. Технология предусматривает термокислотную коагуляцию белка в соевой дисперсной системе при использовании нестандартных коагулянтов, использование полученных коагулятов в качестве белковой основы для получения соусов, а также применение липидного биоактивного комплекса, содержащего витамины, полученного путем купажирования растительных масел. Приведены характеристики органолептических показателей, пищевой и энергетической ценности полученных майонезных соусов и технологическая схема их производства.
Авторы
Доценко Сергей Михайлович, д-р техн. наук, профессор,
заслуженный изобретатель РФ,
Скрипко Ольга Васильевна, д-р техн. наук, доцент,
ВНИИ сои, 675027, г. Благовещенск, Игнатьевское шоссе, д. 19,
Богданов Николай Леонидович, аспирант, Грызлов Владимир Михайлович, канд. воен. наук, профессор, Обухов Евгений Борисович, канд. техн. наук, доцент, Дальневосточное высшее военное командное училище, 675021, г. Благовещенск, ул. Ленина, д. 158, 8 (909) 819-80-46.
Special Purpose Emulsion Food Technology Key words
protein particulate system, coagulant, lipid bioactive complex, mayonnaise souses.
Abstracts
Technology of emulsion products in condition of mayonnaise souses has been elaborated. The technology provides thermo acid coagulation of protein in soybean particulate system when using not standard coagulant, using of gotten coagulant as protein bases for getting souses and it also provides using of lipid bioactive complex, containing vitamins, which has been gotten by method of blending of vegetable oil. Characteristics of organoleptic indices, nutrition and energetic value of gotten mayonnaise souses and technological scheme of its production are sited.
Authors
Dotsenko Sergey Mikhaylovich, Doctor of Technical Science,
Professor, Honored Inventor of Russia,
Skripko Olga Vasilyevna, Doctor of Technical Science, Docent,
All-Russian Research Institute of Soybean, 19, Ignatyevskoye Shosse,
Blagoveshchensk, 675027, [email protected],
Bogdanov Nikolay Leonidovich, Graduate Student, Gryzlov Vladimir
Mikhaylovich, Candidate of Military Science, Professor,
Obukhov Evgeniy Borisovich, Candidate of Technical Science, Docent,
Far Eastern Higher Military Command School, 158, Lenina St.,
Blagoveshchensk, 675021, 8 (909) 819-80-46.
IX Специализированный конгресс
«Молочная
I Специализированный конгресс
промышленность «Мясная
Сибири» промышленность
При официальной поддержке Полномочного представителя Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе и Министерства сельского хозяйства Новосибирской области.
Сибири»
(385-2) 65-88-44 www.milk.altfair.ru
