применение белковых и витаминных биологически активных

УДК 664.72:543
Губа Е.Н.,
к.т.н., доцент
кафедры товароведения и экспертизы товаров
Краснодарского филиала РГТЭУ
ПРИМЕНЕНИЕ БЕЛКОВЫХ И ВИТАМИННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ
АКТИВНЫХ ДОБАВОК В ПРОИЗВОДСТВЕ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ
APPLICATION OF PROTEIN AND VITAMIN DIETARY SUPPLEMENTS IN THE
PRODUCTION OF HARD CHEESES
Аннотация: в статье приводится анализа научно-технической литературы и
патентной информации по вопросам регулирования технологических свойств и
повышения потребительских свойств твердых сычужных сыров. Для регулирования
технологических и потребительских свойств твердых сычужных сыров широко
применяются белковые и витаминные добавки растительного происхождения.
Сочетание в составе продукта животного и растительного белков позволяет
использовать принцип взаимодополняемости: один животный или растительный белок
обладает меньшей биологической ценностью, чем их смесь в оптимальном
соотношении. В качестве белковой добавки авторами предлагается БАД «Чечевичка»,
которая по ряду показателей превосходит соевую наиболее часто применяемую муку.
Также приводится обоснования применения витаминных добавок растительного
происхождения в производстве твердых сычужных сыров.
Abstract: in article it is provided the analysis of scientific and technical literature and
patent information on questions of regulation of technological properties and increase of
consumer properties of firm sychuzhny cheeses. Albuminous and vitamin additives of a
phytogenesis are widely applied to regulation of technological and consumer properties of
firm sychuzhny cheeses. The combination as a part of a product of animal and vegetative
proteins allows to use a complementarity principle: one animal or vegetable protein possesses
smaller biological value, than their mix in an optimum ratio. As an albuminous additive
authors offer BUD «Chechevichka» which surpasses a soya most often applied flour in a
number of indicators. Also it is brought justifications of application of vitamin additives of a
phytogenesis in production of firm sychuzhny cheeses.
Ключевые слова: твердый сычужный сыр, функциональные продукты питания,
белок, витамины.
Keywords: firm sychuzhny cheese, functional food, protein, vitamins.
Питание – один из основных факторов, определяющих здоровье человека. К
приоритетным направлениям современной науки о питании относятся организация
рационального сбалансированного питания, профилактика алиментарных заболеваний,
совершенствование системы контроля качества и безопасности продуктов питания.
XXI век характеризуется созданием широкого спектра биологически активных
добавок, позволяющих значительно расширить ассортимент продуктов питания, в
частности, молочных, придать им заданные потребительские свойства и значительно
увеличить сроки хранения.
Актуальной проблемой является производство твердых сычужных сыров,
обогащенных
биологически
активными
добавками
и
белками
растительного
происхождения.
Однако, разработка технологий производства твердых сычужных сыров
невозможна без учета современных научных исследований технологических и
физиологических
свойств
применяемых
биологически
активных
добавок,
формирования структуры сыров в присутствии таких добавок, а также изменения
физиологически функциональных ингредиентов в продукте при его хранении.
Предложены новые подходы и разработаны технологические процессы и
техника для производства композиционных продуктов питания молочного типа. Эти
подходы базируются на использовании в рецептурах продуктов биологически
полноценных соевых белков в сочетании с растительными жирами, углеводами,
витаминными, минеральными и биологически активными добавками, исходя из
определенных потребностей человека [2].
Использование функциональных молочных и растительных белков – казеинатов
калия, кальция, натрия, изолированных соевых белков в рецептурах молочных
продуктов в определенной степени позволяет решить проблемы качества, повысить
выход и увеличить биологическую ценность ряда молочных продуктов, в частности
сыров [2, 4].
Сочетание в составе продукта животного и растительного белков позволяет
использовать принцип взаимодополняемости: один животный или растительный белок
обладает меньшей биологической ценностью, чем их смесь в оптимальном
соотношении.
При обосновании выбора принятого направления исследования изучали
патентную информацию по вопросу применения растительного сырья в производстве
сыра и молочных продуктов [6-9].
На основании анализа научно-технической литературы и патентной информации
выяснили,
что
для
регулирования
технологических
свойств
и
повышения
потребительских свойств твердых сычужных сыров широко используются соевые
белки.
Соевые белки являются уникальным видом растительных белков, поскольку в
их составе представлены все незаменимые аминокислоты, не уступающие по
биологической ценности животным белкам. Именно соевый белок является наиболее
важным реально существующим белковым резервом и широко используется в кормах и
в питании людей.
На российском рынке соевые белки представлены изолятами, концентратами,
текстуратами, различными видами муки как из обезжиренных, так и из цельных,
необезжиренных семян, очищенных от оболочки (жирная мука), или частично
обезжиренных с помощью механического отжима масла (полуобезжиренная или
полужирная мука). Пищевая и биологическая ценность белкового продукта, уровень
его усвояемости напрямую зависят от способа его получения. Благодаря применению
наиболее щадящих способов обработки сырья соевый изолят выгодно отличается от
прочих источников соевого белка тем, что в нем в наибольшей степени сохраняются и
концентрируются те природные свойства, которые ставят сою в первый ряд наиболее
важных продуктов питания человека.
Была разработана технология производства сырного продукта с соевым белком,
предназначенного для непосредственного употребления в пищу [2]. При разработке
технологии молочно-растительного сырного продукта используют в основном муку
соевую дезодорированную полуобезжиренную.
Для регулирования технологических свойств и повышения потребительских
свойств твердых сычужных сыров нами была предложена БАД «Чечевичка»,
полученная из солода чечевицы с применением метода механохимической активации.
В таблице 1 приведены органолептические показатели БАД «Чечевичка». Для
сравнения приведены также органолептические показатели соевой муки, широко
применяемой в качестве белковой добавки при производстве пищевых продуктов
функционального назначения.
Таблица 1.
Органолептические показатели БАД «Чечевичка» и соевой муки
Значение и характеристика показателя
Наименование показателя
Вкус и запах
Цвет
«Чечевичка»
Соевая мука
Приятный, слегка
сладковатый
Светло-ореховый
Свойственный соевым
продуктам
Светло-ореховый
Порошок
Порошок
99
99
360,22
422,00
Внешний вид
Степень измельчения, %
Энергетическая ценность, ккал
Из приведенных данных видно, что БАД «Чечевичка» имеет высокие
органолептические показатели.
В табл. 2 приведен состав и содержание физиологически функциональных
ингредиентов, обусловливающих не только пищевую ценность, но и технологические
свойства БАД «Чечевичка».
Для сравнения приведен состав физиологически функциональных ингредиентов
соевой муки.
Таблица 2.
Состав и содержание физиологически функциональных ингредиентов БАД
«Чечевичка»
Наименование физиологически функционального
ингредиента
Содержание физиологически
функционального ингредиента
БАД «Чечевичка»
Соевая мука
Массовая доля, %:
белков
32,70
38,40
липидов
1,58
13,20
углеводов,
53,80
37,40
в т.ч. пищевых волокон
11,75
4,20
3,18
4,00
В1
0,85
0,35
В2
0,75
0,15
РР
2,48
0,74
115,38
1,23
0,80
отсутствие
минеральных веществ
Массовая доля витаминов, мг/100г:
Массовая доля микроэлементов, мг/кг:
железо
селен
цинк
отсутствие
24,90
Следует отметить, что в составе БАД «Чечевичка» по сравнению с соевой мукой
в большем количестве содержатся физиологически функциональные ингредиенты:
микроэлементы (железо, цинк, селен) и витамины В1, В2, РР, а также пищевые волокна.
Микроэлементы относят к жизненно необходимым веществам, при отсутствии
которых или их недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма. В
настоящее время у населения России, в том числе и у населения Краснодарского края,
отмечен дефицит указанных микроэлементов (по данным института питания
Российской Академии Медицинских наук).
Микроэлемент железо необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих
дыхание, кроветворение и участвует в иммунобиологических и окислительновосстановительных реакциях. Недостаток железа в организме может привести к
развитию анемии, нарушается клеточное дыхание.
Селен
необходим для
активации
ферментов антиоксидантной
системы
организма – глуататионпероксидазы, которые предотвращают активацию перекисного
окисления липидов мембран – процесса, который вызывает нарушения структурной и
функциональной
целостности
мембран
клеток,
способствует
повышению
проницаемости и снижению устойчивости клеточных структур к повреждающим
воздействиям.
Цинк участвует в реакциях биосинтеза белка и метаболизма нуклеиновых
кислот, обеспечивающих рост и половое созревание организма, также он очень важен
для процессов пищеварения и усвоения питательных веществ. Цинк также наряду с
витаминами группы В является важным регулятором функций нервной системы. Цинк
вместе с серой участвует в процессах роста и обновления кожи и волос.
Учитывая, что одним из технологических свойств БАД, применяемых в
производстве сыров, является влагоудерживающая способность, определяли этот
показатель.
Путем
экспериментальных
исследований
было
установлено,
что
БАД
«Чечевичка» обладает более высокой влагоудерживающей способностью (135%) по
сравнению с соевой мукой (120%), что обусловлено более высоким суммарным
содержанием в ее составе белков и пищевых волокон, а также более низким
содержанием липидов.
Однако, использовать структурирующие пищевые добавки, в состав которых
входят влагоудерживающие пищевые агенты, при производстве сырных продуктов
нужно осторожно. Они увеличивают выход, придают более нежную консистенцию
продукту за счет удерживания в структуре большого количества влаги, но на процесс
сычужного свертывания влияют отрицательно. И это следует учитывать при разработке
новых технологий сырных продуктов, в основу которых положен процесс образования
сгустка под действием сычужного фермента.
Учитывая, что для создания функциональных продуктов с применением
белковых добавок немаловажным является аминокислотный состав белков, изучали
состав аминокислот.
В табл. 3 приведен состав аминокислот белков БАД «Чечевичка» и соевой муки.
Таблица 3.
Аминокислотный состав белков БАД «Чечевичка» и соевой муки
Наименование аминокислоты
Содержание, г/100г белка
Идеальный белок
ФАО/ВОЗ, мг/г
«Чечевичка»
Соевая мука
44,76
40,40
36,00
5,37
4,30
4,00
лейцин
9,55
7,10
7,00
лизин
8,35
6,30
5,50
метионин+цистин
2,54
4,20
3,50
треонин
5,70
4,10
4,00
фенилаланин+тирозин
6,25
8,50
6,00
триптофан
1,00
1,20
1,00
валин
6,00
4,70
5,00
Незаменимые
в том числе:
изолейцин
аминокислоты,
По содержанию и составу аминокислот БАД «Чечевичка» не уступает соевой
муке, а также не содержит антипитательных веществ, например, ингибиторов трипсина,
в отличие от семян сои.
Кроме того, следует учитывать тот факт, что практически вся импортная соя
является генетически модифицированной.
Нами также были определены микробиологические показатели и показатели
безопасности белковых добавок.
В табл. 4 и 5 приведены микробиологические показатели и показатели
безопасности БАД «Чечевичка» и соевой муки.
Таблица 4.
Микробиологические показатели БАД «Чечевичка» и соевой муки
Наименование
показателя
Количество мезофильных аэробных и
факультативно анаэробных
микроорганизмов, КОЕ/г
Значение показателя
БАД
«Чечевичка»
Соевая мука
0,4102
0,3103
Норма в
соответствии с
СанПиН, не
более
5104
Масса продукта (г), в которой не
допускаются:
БГКП (колиформы)
не обнаружены
0,01
Е. coli
S. aureus
не обнаружены
не обнаружены
1,00
1,00
не обнаружены
не обнаружены
10,00
Дрожжи, КОЕ/г
100,00
Плесени, КОЕ/г
не обнаружены
100,00
Патогенные, в том числе сальмонеллы
Таблица 5.
Показатели безопасности БАД «Чечевичка» и соевой муки
Наименование
показателя
Массовая доля токсичных
элементов, мг/кг:
свинец
кадмий
ртуть
мышьяк
Массовая доля пестицидов, мг/кг:
гексахлорциклогексан
(α,β,-изомеры)
ДДТ и его метаболиты
Значение показателя
БАД «Чечевичка»
Соевая мука
0,015
0,001
отсутствует
0,005
0,025
0,002
0,001
0,005
Допустимые
уровни, е более
1,000
0,050
0,050
0,100
отсутствуют
отсутствуют
0,050
0,100
цезий-137
отсутствует
80
стронций-90
отсутствует
100
Радионуклиды, Бк/кг:
Из приведенных данных видно, что по всем показателям безопасности БАД
«Чечевичка» соответствует требованиям СанПиН.
Таким
образом,
полученные
данные
позволяют
сделать
вывод
о
целесообразности и эффективности применения БАД «Чечевичка» в качестве белковополисахаридной добавки при производстве твердых сычужных сыров.
Учеными и технологами проведены исследования по использованию жмыха
ядра кедрового ореха в производстве новых видов сырных продуктов с анализом
влияния кедрового жмыха на выход, органолептические и физико-химические
показатели, а также на биологическую ценность нового продукта. Установлена
хорошая водосвязывающая способность кедрового жмыха, которая
приводит к
существенному увеличению выхода сырного продукта. Разработанная рецептура
нового сырного продукта позволяет повысить содержание в продукте белка и жира и
обогатить его незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами, витаминами и
минеральными
веществами
кедрового
ореха
с
сохранением
хороших
органолептических характеристик. Использование кедрового жмыха способствует
повышению выхода продукта с одновременным увеличением массовой доли жира в
сухом веществе.
Перспективным сырьем для продуктов функционального назначения являются
зерновые культуры и продукты их переработки.
Одна из наиболее ценных зерновых культур – рисовая крупа. Рисовое зерно
содержит полноценный белок (7-10%), крахмал (66-70%), обладает высокой
способностью к набуханию. В нем присутствует кремний, способствующий процессам
обмена веществ в человеческом организме. Кроме того, содержится относительно
большое количество биотина, а также другие микроэлементы, имеющие важное
медикобиологическое
значение.
В
качестве
биологически
активной
добавки
используется мука рисовая.
Одно из направлений поиска новых натуральных биологически-активных
компонентов - использование в пищевой промышленности пшеничного зародыша,
который исключительно полезен по содержанию питательных веществ - белков, жиров,
витаминов, минеральных веществ.
Известно, что пшеничные зародыши содержат белков от 23,8% до 41,3%,
углеводов - от 28,5% до 46,0%, липидов - от 7,4% до 21,4%, минеральных веществ 4,5%...6,5%, в том числе цинк, железо, магний, медь, селен, бром, стронций, алюминий,
барий и кобальт. Содержание в пшеничных зародышах тиамина - (1,5-6,2)10-3%, что в
2-3 раза выше, чем в муке высшего сорта, содержание рибофлавина - (0,2-1,5)10-3%,
содержание никотиновой кислоты равно (7,5-8,0)10-3%. Из трех форм витамина В6 в
зерне преобладает пиридоксин, в зародыше его содержится (3,3-5,0)10-3%. Количество
токоферолов составляет (12,3-13,0)10-3%, причем преобладают наиболее активные
формы токоферолов [1].
В Великобритании, США, Германии пшеничные зародыши используют для
производства добавок к молоку, сметане, сырным продуктам [5].
Для разработки геродиетических продуктов учеными предложена отечественная
БАД «Витозар», представляющая собой муку из проросших зародышей пшеницы,
образующуюся после отжима масла и содержащую 25-37% белка, 19-25% сахара, 6-8%
растительного масла, микро- и макроэлементы, витамины и другие биологически
активные вещества. Повышенная пищевая ценность, гипоаллергенные свойства,
богатый витаминно-минеральный состав, хорошие вкусовые качества и легкая
усвояемость
делают
возможным
включение
БАД
«Витозар»
в
продукты
функционального назначения.
Сотрудниками
Воронежской
государственной
технологической
академии
запатентовано изобретение, основным решением которого является более полное
выделение
липидбелкового
комплекса
из
амаранта,
обладающего
высокими
органолептическими показателями и разнообразными функциональными свойствами
(пастообразная консистенция, отсутствие лактозы), что позволяет использовать
продукт в качестве белково-липидного компонента в технологии низколактозных
диетических продуктов.
По предлагаемому способу во время коагуляции совместно с протеинами
амаранта коагулируют сывороточные белки, образуя комплекс белков молочного и
растительного происхождения. Данный комплекс протеинов амаранта обогащен
глобулинами и альбуминами сыворотки молока, имеет белый цвет, молочный запах,
нежную консистенцию.
Проведенные
исследования
показали
положительные
результаты
по
использованию данной добавки в производстве молочных продуктов. Наличие в
липопротеиновом комплексе (ЛПК) пальмитиновой, линолевой, олеиновой жирных
кислот позволяет повысить пищевую и биологическую ценность продуктов при
использовании ЛПК в качестве белковой добавки в молочных продуктах.
Наличие протеинов, обладающих высокой структурирующей способностью и
чистым
кисломолочным
ароматом,
делает
возможными
использование
липопротеиновой пасты из амаранта в технологии структурированных молочных
продуктов.
Установлено
положительное
влияние
замены
20%
казеина
липопротеиновой пастой из амаранта при производстве сырных продуктов на их
органолептические и физико-химические показатели.
Особый интерес вызывают добавки, обеспечивающие увеличение срока
годности и повышение биологической ценности продуктов. С этой целью широко
используются синтетические вещества, например, витамины А и С, β-каротин и др.
Следует отметить, что введение синтетических добавок не оправдано, так как в
качестве таких ингредиентов можно применять натуральные продукты, содержащие
вещества, обладающие антиоксидантными свойствами. К таким продуктам относятся
морковь, томаты, тыква, богатые каротиноидами, в том числе β-каротинами и
ликопином,
и,
соответственно,
имеющие
антиокислительное
и
радиоканцепротекторное действие.
Специалистами
Пензенской
технологической
академии
и
Киргизской
сельскохозяйственной академии проведена работа с целью установления возможности
использования моркови и тыквы в качестве ингредиентов, обогащающих состав
твердого сыра, плавленого сыра, маргарина и сливочного масла.
Установлено, что антиоксидантные свойства β-каротина усиливаются при
одновременном добавлении аскорбиновой кислоты, что и было использовано при
разработке технологии. Таким образом, добавление в состав сыров пассированной
моркови или тыквы обогащает их полиненасыщенными жирными кислотами, βкаротином, токоферолами, витамином С, что обеспечивает более длительный срок
годности при хранении и улучшенные органолептические характеристики.
С точки зрения пищевой и физиологической ценности, комбинированные
продукты не только не уступают традиционным, но и в отдельных случаях превосходят
их.
Большинство
лечебных
и
диетических
продуктов,
как
правило,
имеют
комбинированный состав.
Сотрудниками кафедры технологии жиров, косметики и экспертизы товаров
КубГТУ разработан новый вид твердого сычужного сыра функционального назначения
«Екатеринодарский».
В
качестве
функциональных
ингредиентов
выжимки томатов и фосфолипиды. Исследования показали, что
использовали
биологически
активные добавки в значительной степени повышают пищевую ценность твердого
сычужного сыра, положительно влияют на его органолептические и физикохимические показатели в процессе хранения, а также увеличивают срок его годности.
Разработана рецептура и технология производства твердого сычужного сыра
«Русич», обогащенного комплексной добавкой, состоящей из биологически активной
добавки «Тыковка», полученной из выжимок тыквы, и БАД «Витол-Холин»,
полученной из семян подсолнечника современных сортов. Введение композиционной
БАД в рецептуру твердого сычужного сыра оказывает положительное влияние на
реологические характеристики твердого сычужного сыра, а также позволяет увеличить
сроки его годности и получить продукт функционального назначения.
Сотрудниками
геродиетического
ГНУ
ВНИМИ
назначения,
разработаны
обогащенные
молочные
продукты
каротинсодержащей
добавкой,
представляющей собой масляный экстракт каротиноидов (МЭК) с активным
комплексом каротиноидов томатов.
Молочно-растительная
липидная
составляющая
продукта
отличается
повышенной сбалансированностью по сравнению с молочным жиром за счет
полиненасыщенных
жирных
кислот,
токоферолов,
фосфолипидов
и
других
биологически активных веществ растительных масел.
Ликопин,
входящий
в
состав
продукта,
обладает
антиоксидантными,
антиканцерогенными, антимутагенными, геропротекторными свойствами, что придает
продукту лечебно-профилактическую направленность.
Молочные продукты, обогащенные каротиноидами, рекомендованы Институтом
питания РАМН
дошкольных,
всем группам населения, в том числе для питания в детских
школьных,
лечебно-профилактических
и
санаторно-курортных
учреждениях.
В этой связи производство твердых сычужных сыров с применением БАД на
основе натурального растительного сырья приобретает особую актуальность.
Применение научных разработок в производственных условиях постепенно
приводит к расширению ассортимента молочной промышленности на потребительском
рынке.
Список литературы
1.
Австриевских А. Н. Продукты здорового питания: новые технологии,
обеспечение качества, эффективность применения / А. Н. Австриевских, В. М.
Позняковский и др./ Новосибирск: Сиб-е университетское изд-во, 2005. – 413 с.
2.
Исследование
рецептур
продуктов
функционального
назначения/
Ю.В.
Боголюбская // Пищевая промышленность. – 2007. №4. – С.70 - 71.
3.
Новые технологии в области сыроделия/ И.А.Шергина, О.В.Лепилкина и др.//
Сыроделие и маслоделие. – 2008. №2. – С.14 – 15.
4.
Сырный продукт с соевым белком /И.А. Шергина, Г.Д. Перфильев
и др.//
Переработка молока. – 2007. №12. – С. 38 – 39.
5.
Сыроделие в России и за рубежом: сравнительный анализ изобретательной
активности/ О.Н. Мусина// Сыроделие и маслоделие. – 200г. №1. – С. 19 – 21.
6.
Пат.420563 GB A23 C19/05H.Improvements in or relating to the manufacture of
cheese.
7.
Пат. 5234707 US A23 C19/082. Processed cheese preparations and method of
making.
8.
Пат.891098 GB A23 C19/076. A method for the preparation of cheese and cheese-like
products.
9.
Lawrence R. C. In: «Factors affecting the yield of cheese». IDF, Doc. 194, 1991.