WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 |

«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТЕКСТУРАТОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ...»

-- [ Страница 1 ] --

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукописи

КОРЖОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТЕКСТУРАТОВ ДЛЯ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Специальности: 05.18.01-Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодовоовощной продукции и виноградарства 05.18.04-Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Мотовилов Олег Константинович Красноярск –

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Соя – источник биологически активных нутриентов

1. Развитие технологий соевых белковых продуктов и их особенности 1. Комбинированные продукты питания: анализ производства и их 1. особенности

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ......... Общая схема проведения исследований

2. Объекты исследований

2. Методы исследований

2. 2.3.1 Методы определения общего химического состава сырья......... 2.3.2 Методика определения содержания макроэлементов.................. 2.3.3 Методы исследования функционально-технологических свойств и структурно-механических характеристик продуктов

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Разработка технологии белково-минерального и белково-углеводного 3. текстуратов

3.1.1 Обоснование выбора соевого сырья

3.1.2 Способы модификации соевого сырья с целью получения биологически активных белково-минерального и белково-углеводного комплексов.

3.1.3 Разработка режимов и параметров получения белковоминерального и белково-углеводного текстуратов

Обоснование выбора мясного и субпродуктового сырья для получения 3. мясных и кровяных фаршей





Выявление основных факторов и обоснование подходов к получению 3. стабильных мясных систем сбалансированного состава

Исследование функционально-технологических свойств и 3. реологических показателей комбинированных фаршевых систем

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР МЯСОПРОДУКТОВ

ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ОСНОВЕ

КОМБИНИРОВАННЫХ ФАРШЕЙ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Многочисленными исследованиями и, в первую очередь институтом питания РАМН, установлен тот факт, что у большинства населения РФ выявлены нарушения питания, обусловленные недостаточным потреблением полноценных белков, минеральных веществ, витаминов, а также нерациональным их соотношением [9, 76, 134].

Известно, что растительные и животные белки занимают особое место в питании человека. Белок способствует построению структур субклеточных включений, обеспечивает обмен между организмом и окружающей внешней средой, координирует и регулирует химические реакции, необходимые для функционирования организма [28,171].

Исследования показывают, что существующий в настоящее время в мире дефицит пищевого белка сохранится и в ближайшие десятилетия, так как на каждого жителя Земли приходится около 60 г белка в сутки при средней норме 100 г [82].

В настоящее время в большинстве регионов России значителен дефицит белковых продуктов питания. Это связано с нехваткой мясного сырья, как основного источника белка, и появлением в рационе питания населения некачественных импортных пищевых продуктов. По данным института питания РАМН и других ученых, в России, начиная с 1992 г., потребление животных белков снизилось на 25-35% и, соответственно, увеличилось потребление углеводсодержащей пищи [11, 12, 118].

Среднестатистическое потребление белка животного происхождения снизилось с 47,5 до 38,8 г в сутки и составило 49% против 55% рекомендуемых. В семьях с низким доходом потребление общего белка в сутки не превышает 29-40 г.

Так как животные белки остаются самым ценным источником в традиционном рационе питания населения РФ, необходимо решить важную проблему – проблему создания новых высококачественных мясорастительных продуктов, обогащенных белком, а также макро- и микронутриентами [13, 17, 228].

Эта проблема частично решена за счет производства пищевых продуктов, обогащенных некоторыми недостающими компонентами, получаемыми из нетрадиционного сырья (соевый белок, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, витамины и т.д.) путем обогащения, прежде всего, продуктов массового потребления, доступных всем группам населения и регулярно используемых в повседневном питании[8, 14, 208].

Однако, как показывают прогнозы глобального обеспечения населения Земли белками, в нынешнем столетии обеспечение белкового баланса в продуктах может быть достигнуто лишь при комбинировании растительных и животных белков [82].

Многочисленными исследованиями установлено, что содержание в пище одного животного или растительного белка обладает меньшей биологической ценностью, чем их комбинации в оптимальном соотношении [82,175,181,202].





В настоящее время основными направлениями решения проблемы дефицита пищевого белка являются [52, 202]:

- создание соевых белковых продуктов, непосредственно употребляемых в пищу, так называемых текстуратов и аналогов традиционных пищевых продуктов;

- во вторых, вовлечение в процесс производства мясных, молочных, рыбных и овощных изделий соевых белков различной модификации, то есть создание поликомпонентных белковых продуктов.

На сегодняшний день такие ценные соевые пищевые ингредиенты, как изоляты, концентраты, текстураты и соевая мука широко используются в разных отраслях пищевой промышленности. Наибольшее распространение в России, как показывают маркетинговые исследования, они нашли в мясоперерабатывающей промышленности.

Широкое использование соевых белков при производстве мясных продуктов обусловлено:

- уникальностью аминокислотного состава белков сои;

- комплементарностью белков сои с мышечными белками, что повышает общую биологическую ценность белкового состава готового продукта;

- нейтральностью вкусоароматических характеристик соевых белков и их совместимостью с различными видами сырья в рецептурах изделий;

- наличием высоких функционально-технологических характеристик – эмульгирование, удержание влаги и способность к гелеобразованию, стабилизирующих реологические характеристики эмульсионных систем;

- относительно низкой стоимостью этих продуктов в гидратированной форме по сравнению с белками животного происхождения [54, 178, 258].

Данные качества соевых белковых ингредиентов дают возможность вводить их в рецептуры мясных продуктов и получать высококачественные готовые изделия, не уступающие по биологической ценности традиционным продуктам питания, а также рационально использовать дорогостоящее сырье животного происхождения. При этом продукты, выработанные с соевыми белками, по цене наиболее доступны массовому потребителю и позволяют частично устранить дефицит белка в рационе питания [88, 182, 248].

Разработка технологии поликомпонентных мясных продуктов позволяет, кроме расширения путей рационального использования сырья, увеличить объемы белоксодержащей продукции, обеспечить высокую экономическую эффективность е производства за счет снижения себестоимости, а также повысить пищевую ценность путем взаимообогащения составов сырья растительного и животного происхождения [181, 264].

В настоящее время научно обоснованы и разработаны технологии комбинированных мясных продуктов с использованием дорогостоящих соевых изолятов и концентратов [82,167,169,170,172,203].

Указанные белковые ингредиенты, вводимые в рецептуры мясных продуктов, позволяют получать высококачественные готовые изделия, не уступающие по биологической ценности традиционным продуктам, однако их стоимость и на сегодняшний день высока [261].

В то же время известны технологии создания мясных продуктов с использованием соевой муки, имеющей относительно низкую стоимость [89,150,196,197, 263]. Однако, являясь, по сути, полуфабрикатом, соевая мука не обеспечивает требуемых технологией консистенции и вкуса готовых комбинированных мясных продуктов из-за специфической структуры, бобовых привкуса и запаха. Недостатком соевой муки является и наличие в ней повышенного содержания олигосахаров [91, 98].

В этой связи создание соевых текстуратов, наиболее полно сочетающихся по указанным органолептическим показателям с фаршевыми пищевыми системами на основе мясного сырья и пищевой крови, является задачей актуальной, требующей своего решения.

Целью исследований является разработка технологии белковоминерального и белково-углеводного текстуратов на основе соевых бобов для производства колбасных и кровяных изделий и оценка их качества.

В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

- обосновать возможность и целесообразность получения белковоминеральных и белково-углеводных биологически активных комплексов на основе соевого и минерального сырья;

- разработать технологию белково-минерального и белково-углеводного текстурата функциональной направленности;

- разработать технологию мясных фаршевых композиций с использованием белково-минерального и белково-углеводного текстуратов и изучить их функционально-технологические свойства;

- разработать технологию и рецептуры колбасных и кровяных изделий с использованием белково-минерального и белково-углеводного текстурата, дать качественную оценку разработанным продуктам питания и рассчитать экономический эффект от внедрения технологии;

- разработать техническую документацию на текстураты и новые продуты питания.

Научная новизна работы. Научная новизна исследований заключается в том, что установлены зависимости получения белково-минерального текстурата посредством кислотно-минерального биологически активного комплекса, а также гранулированного белково-углеводного текстурата. Разработаны математические модели термокислотной коагуляции соевого белка раствором янтарной кислоты, содержащей биологически активный минеральный комплекс Ca:P:Mg. Определены оптимальные значения параметров процесса сушки белково-углеводного текстурата. Установлены влагосвязывающая способность, реологические характеристики фаршей на основе мясного сырья и белково-минерального текстурата, пищевой крови и белково-углеводного текстурата. Предложены технологические схемы производства белково-минерального и белково-углеводного текстуратов, а также мясных и кровяных хлебов с их использованием. Установлены регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для мясных и кровяных хлебов.

Практическая значимость работы. Результаты исследований реализованы в технологиях, подтвержденных технической документацией и внедрением на предприятиях питания и пищевой промышленности в г. Чита (ООО «Веста-Соя», столовая воинской части №12651) и в г. Новосибирск (ООО «Компания Модус»).

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на изобретение «Способ получения белково-витаминного продукта» и «Способ получения белково-минерального продукта».

Достоверность и обоснованность полученных результатов. Основные положения, выводы, рекомендации, полученные в работе, научно обоснованы, подтверждены экспериментальными данными и апробированы на предприятиях питания и пищевой промышленности. Достоверность полученных результатов подтверждена применением современных методов исследования, математической обработкой данных и апробацией.

Основные положения, выносимые на защиту:

- режимы и параметры получения белково-минерального и белковоуглеводного текстуратов, как компонентов фаршевых пищевых систем;

- математические модели термокислотной коагуляции соевого белка раствором янтарной кислоты, содержащей биологически активный минеральный комплекс Ca:P:Mg;

- технологические схемы производства белково-минерального и белковоуглеводного текстуратов;

- обоснование целесообразности применения белково-минеральных и белково-углеводных текстуратов при производстве мясных и кровяных хлебов;

- технологические схемы производства мясных и кровяных хлебов;

- регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для мясных и кровяных хлебов.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены и доложены на научных форумах международного, всероссийского и регионального значения: V Международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010); IV Международной научно-практической конференции «Безопасность и качество товаров» (Саратов, 2010); VII Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (ГНУ СибНИИП, 2010); IV Международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (СГАУ, 2010); Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания»

(ТГЭУ, 2010), при ГНУ «Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии (2013г.) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (2013 г.).

Публикации. Основные положения и результаты исследований опубликованы в 15 печатных работах, в том числе 1 монография, 3 в издании, рекомендованном в перечне ВАК. Получено 2 патента Российской Федерации (№ «Способ получения белково-витаминного продукта» и №2437554 «Способ получения функционального белково-минерального продукта»).

Объем и структура диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, аналитического обзора, описания объектов и методов исследования, результатов собственных исследований и их анализа, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 113 страницах, содержит 9 рисунков, 49 таблиц и 7 приложений.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Соя – источник биологически активных нутриентов Известно, что наиболее перспективными из растительных белков, наряду с молочными и мясными, являются соевые белки, что объясняется рядом факторов.

Во-первых, в экономически развитых странах мира создано крупномасштабное производство таких белковых продуктов из соевого шрота, как изоляты, текстураты и концентраты. Во-вторых, семена сои среди большого разнообразия возможных сырьевых ресурсов растительного белка являются уникальным источником с высоким содержанием белка. В-третьих, предшествующий тысячелетний опыт производства пищевых форм из семян сои и 30-летний новейший период их промышленного производства и переработки показали, что из семян этой культуры получают различную гамму белковых продуктов, используемых непосредственно в питании человека. В-четвертых, соевые белки характеризуются одной из наиболее высоких среди растительных источников биологической ценностью. В-пятых, соевые белки, наряду с другими растительными белками, обладают клинически и экспериментально доказанным гипохолестеринемическим эффектом [86, 232, 260].

Среди дополнительных источников пищевых белков и других физиологически важных для человека нутриентов за последние годы существенно возросло внимание исследователей к продуктам переработки соевых бобов, использование которых в пищевых целях получило широкое распространение во многих странах, в том числе США, Канаде, некоторых странах ЕС, Японии, Китае, Корее и др., не только в традиционном, но и лечебно-профилактическом питании [2, 249].

Из урожая соевых семян можно получить белка больше, чем из равноценного урожая любой другой культуры. Этот белок выделяется среди растительных аналогов своей близостью по биологической ценности к белкам животного происхождения и способен полностью заменить их в питании. Химический состав семян сои в сравнении с другими белоксодержащими продуктами приведен в таблице 1.1 [55, 154].

Таблица 1.1 – Сравнительный химический состав сои и говядины II категории В том числе:

Витамины, мг на 100 г:

Минеральные вещества, мг на 100 г:

Соевые продукты совершили революцию в питании стран Азии, однако соя – это не только идеальный источник полноценного белка, но и эффективное средство профилактики и лечения раковых, сердечных и почечных заболеваний, диабета, остеопороза, желчнокаменной болезни и повышенного содержания холестерина в крови [18, 94]. В сентябре 1996 года в Брюсселе состоялся второй международный симпозиум по роли сои в профилактике и лечении хронических заболеваний, где было признано, что соевые продукты – единственная на сегодня альтернатива при аллергии и врожденной непереносимости человеком других белков, в частности, белков молока и зерновых культур. Вся индустрия детского питания за рубежом основана на сое [59, 154, 254].

Высокая оценка лечебным, профилактическим и питательным свойствам соевого белка дается в заключении Института питания РАМН №72-682/12 от 18.05.95 г., где, в частности, сказано следующее:

«По литературным данным и итогам исследований, проведенных в лаборатории пищевых белков Института питания, включая наблюдения в условиях клинического стационара, установлено, что соевый белок:

в пищевом отношении является легкоусвояемым, высокоценным, достаточно сбалансированным по аминокислотному составу белком, сравнимым по биологической ценности с белками молока, рыбы и говядины и, в отличие от этих продуктов, не содержит холестерина. Это позволяет рекомендовать его больным с нарушениями липидного обмена (атеросклероз, ИБС, гипертоническая болезнь и т.д.);

не содержит холестерина и обладает способностью снижать уровень сывороточных липидов у людей, больных различными формами гиперлипидемических состояний (атеросклероз, желчнокаменная болезнь, сахарный диабет, эндокринные расстройства при гинекологических заболеваниях и др.);

по содержанию незаменимых аминокислот позволяет в достаточной степени удовлетворить потребность в них различных возрастных групп населения в соответствии с рекомендациями ФАО/ВОЗ при строгом соблюдении адекватного уровня потребления белка и энергии в сутки;

способен эффективно улучшить суммарное качество пищевого белка в рационе при использовании его в комбинации с другими малоценными растительными продуктами из злаковых, круп, овощей и т.д.;

содержит мало фитатов и является эффективным обогатителем рационов минеральными компонентами, в частности, биодоступным железом, магнием, калием, цинком и др.;

имеет низкое содержание натрия при достаточно высоком обеспечении калием, что позволяет добиваться стабильного диуретического эффекта без применения мочегонных фармакологических средств;

как источник железа не уступает по его усвояемости высокоценным белкам животного происхождения и значительно превосходит аналогичные показатели, установленные для других видов растительных белков;

можно относить к гипоаллергенным белкам в отличие от белков коровьего молока;

служит источником пищевой клетчатки, представленной как водорастворимыми, так и нерастворимыми фракциями, способными образовывать структурнофункциональные образования и имеющими самостоятельную лечебнофизиологическую функцию по воздействию на моторику кишечника и микрофлору;

имеет высокую влагосвязывающую способность (1 г белка связывает до 6 г воды) и обеспечивает стабильную эмульсию или гелеобразную форму пищевым продуктам, изготовленным на их основе, что особенно ценно в лечебном питании больных желудочно-кишечными заболеваниями, нуждающимися в максимально щадящих слизистую свойствах диетических блюд».

«Включение в рацион больных сердечно-сосудистой патологией, ожирением, сахарным диабетом соевых молочных продуктов (соевого молока, соевого творога – «тофу», соевого белкового обогатителя – «окара») в течение 4недельного периода позволяет добиться:

стойкой коррекции нарушенных показателей липидного обмена, в частности, снижения уровня холестеринемии на 20-25% (в среднем) от исходного уровня;

достижения выраженного диуретического эффекта без применения лекарственных средств с целью коррекции избыточного веса, нормализации водноэлектролитного баланса, оптимального насыщения калием, магнием, цинком, роль которых при сердечнососудистой патологии хорошо известна;

обеспечения выраженного гипогликемического эффекта у больных сахарным диабетом I-II форм на фоне отмены или снижения дозы привычных противодиабетических препаратов, включая инсулин;

активизации моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта у больных с гипомоторикой кишечника, дискинезией желчного пузыря, желчнокаменной болезнью» [62, 104, 259].

«Аналогичные симптоматические показания могут быть использованы при назначении продуктов переработки соевых бобов у больных с гинекологической патологией, которым одновременно показано назначение соевых продуктов в качестве источника легкоусвояемого железа, в связи с частотой гипохромной анемии у этой категории больных [111, 155].

В случаях патологии желудочно-кишечного тракта, желчевыводящих путей и печени особую ценность в лечебном отношении приобретает легкая усвояемость высокоценного, сбалансированного по аминокислотному составу, бесхолестеринового белка. Свойство продуктов переработки сои к образованию нежных гелей и стойких эмульсий способно обеспечивать максимально щадящий режим для слизистой желудка и кишечника, а также для нормализации микрофлоры в условиях дисбактериоза, распространенного у этой категории больных. Особую ценность соевые белки приобретают при желудочно-кишечных заболеваниях у больных с плохой переносимостью молочных продуктов в связи с лактазной недостаточностью, сопровождающейся гипохромной анемией» [95, 158, 257].

В этой связи в науке о питании на первое место поставлены сотни биологически активных компонентов пищевых продуктов. Эти соединения не так важны в традиционном понимании, т.к. они не являются пищевыми веществами, однако они способны влиять на здоровье человека так же, как витамины и минералы. Эти компоненты, названные фитохимическими веществами, помогают понять, почему некоторые продукты и растения издавна использовались как средство народной медицины на протяжении тысячелетий [58, 79, 256].

В 1918 г. доктор Макколлум, один из известнейших ученых-диетологов своего времени, произнес фразу, оформившую рекомендации по питанию для последующих десятилетий: «Ешьте все, что хотите, после того, как съели все, что нужно».

По мнению доктора Макколлума, было не так важно, что мы едим, лишь бы пища содержала эти питательные вещества. Однако в настоящее время известно, что жирная, низковолокнистая пища содержит достаточно много питательных веществ, но в то же время приводит к сердечным болезням, раку груди и кишечника, диабету и ожирению [124, 255].

По мнению Месины М. и др., «если бы действие сои было направлено исключительно на снижение риска заболеть раком или болезнями сердца, их только за это стоило бы включить в наше питание. Если бы в соевых бобах не было ничего, кроме изобилия фитохимических веществ, их тоже следовало бы добавить в меню. Но соя предлагает для здоровья намного больше. Соя и еда, приготовленная из нее, обеспечивают отличное питание» [124].

Сегодня много внимания уделяется животной пище, т.к. люди привыкли связывать свое улучшающееся благосостояние с увеличением потребления животных продуктов. Однако Всемирная Организация Здравоохранения выступает против этой тенденции.

Даже в США, где много животного белка, беспокоятся о получении его в достаточных количествах, однако новая тенденция – есть больше растительных продуктов заставила некоторых людей подумать о белковой недостаточности. Хотя животные пищевые продукты действительно богаты протеином, многие растения также содержат его в значительных количествах, особенно соевое зерно.

К примеру, тофу, или текстурированный соевый белок наполовину состоит из протеина [202, 251].

Белок был открыт в конце XIX века. Слово «протеин» происходит от греческого слова «proteios», что означает «первой важности». Уже тогда ученые знали, что белок очень необходим для здоровья, и что его дефицит вызывает многие опасные болезни. Роль белка в теле человека весьма обширна. Если не принимать во внимание воду, половину массы тела составляет чистый белок. При этом протеин выполняет сотни весьма важных функций[162, 163, 213].

Различные пищевые продукты содержат разное количество аминокислот.

Человеку не требуется одинаковое количество каждой из 9-ти незаменимых аминокислот (НАК), и «качество белка» определяется тем, адекватен ли набор НАК в пище нашему организму. Многие животные белки имеют такой набор НАК, который подходит человеческому организму, в то время как в растительных белках обычно не достает одной или несколько НАК [159].

Существует понятие «лимитирующая аминокислота», которая является наиболее важным фактором в определении качества белка. В сое это метионин, который содержит серу. Животные белки считаются полноценными, а растительные – неполноценными из-за лимитирующих аминокислот [217-219].

Другой фактор качества белка – это степень усваивания. Белок, расщепляясь на аминокислоты, абсорбируется нашим организмом. Хотя белки сильно отличаются по степени усвояемости, это играет не самую важную роль в определении их качества, т.к. практически все они усваиваются достаточно хорошо.

Белок, извлеченный из растительной пищи, усваивается на 85%, а из продуктов, основанных на очищенных злаках и мясе – на 95%.

Таким образом, качество соевого белка определяют два фактора: усвояемость и набор незаменимых аминокислот. Большинство соевых продуктов легко усваиваются:

тофу, например, на 92%, изолят соевого белка – на 95%, соевая мука – на 85-90%. Это может объяснить тот факт, что соевые продукты так широко употребляются многими народами, которым нужен белок, находящийся в сое [202, 253].

Второй фактор качества соевого белка – адекватность набора аминокислот организму может оспариваться, так как количество НАК все еще рассматривается, и ученые не могут прийти к единому мнению.

Набор НАК соевого белка, несмотря на его лимитирующую аминокислоту – метионин, отвечает всем указанным выше требованиям. Практически он идентичен по качеству животному белку. Однако существует еще один тест соевому протеину. В дополнение к набору НАК и усвояемости человеку необходимо знать, как хорошо его организм в действительности использует белок. Этот фактор предлагает людям различные виды белков и измеряет эффективность, с которой они используются. По результатам этих исследований соя так же эффективна, как молоко и мясо, и почти так же, как яйца [252].

При проведении опытов по измерению эффективности белка исследования проводились на крысах. В этой связи качество соевого протеина недооценивалось, так как крысам необходимо больше, чем человеческому организму серосодержащих аминокислот, таких как метионин. В этой связи крысы использовали соевый белок не очень хорошо. Однако человеку нужен другой набор аминокислот, а поэтому соя – отличный источник белка для людей.

Соевый белок является высококачественным так же, как и яйца, молоко и мясо, которые приняты за «стандарт» [124, 236]. Некоторые специалисты по питанию предложили добавить к сое, для улучшения ее качества, лимитирующую аминокислоту – метионин, получив полноценный белок. Однако исследования показали, что добавление метионина дает эффект только тогда, когда общее потребление белка неестественно снижено. Когда же люди потребляют достаточное количество белка, добавление метионина не улучшает качество белка, а для детей, у которых диета состоит из соевых продуктов, добавление метионина может принести пользу в связи с тем, что детям требуется очень много белка.

Низкое содержание метионина может быть причиной способности сои предупреждать рак, а также остеопороз и гипертензию [227].

Соя – это не только богатый источник белка. Она также содержит другие питательные вещества, такие как кальций, железо, цинк и многие витамины группы В. В соевых продуктах также много клетчатки. Несмотря на то, что все соевые продукты значительно отличаются друг от друга по содержанию веществ, они представляют собой целый питательный комплекс [149, 245].

Переработка сои иногда увеличивает, а иногда снижает количество питательных веществ. Так, тофу часто получают с применением солей кальция, в нем намного больше этого элемента, чем в цельной сое. В нем также больше и железа.

В то же время содержание клетчатки в тофу и других продуктах из соевого молока ниже, чем в сое. Одно во всех соевых продуктах общее – относительно высокое содержание жира [230, 239].

При определении пищевой ценности сои и соевых продуктов учитывается и их лечебно-профилактические характеристики. Продукты питания, которые обладают такими полезными характеристиками, как известно, называются нутрицевтиками и пользуются у населения повышенным спросом. Социологические исследования, проведенные во многих западных странах, показывают, что год от года растет количество покупателей, которые поверили в нутрицевтики и считают, что определенные продукты питания могут исключить или уменьшить зависимость современного человека от лекарств [107, 108].

В настоящее время выделено 11 категорий веществ в продуктах питания, которые относят к нутрицевтикам, в том числе изофлавоны, лецитин, сапонины, глюкозиды, олигосахариды, диетическая клетчатка, молочнокислые бактерии, спирты, фенолы, полифункциональные спирты, соевые белки [250].

По мнению В.Н.Красильникова и И.П. Гаврилюка, для многих из вышеперечисленных нутрицевтиков уже определена их полезность для здоровья человека.

Для некоторых из них, в том числе и соевых белков, она еще не так явна, и требуется дальнейшее их изучение. В настоящее время в биохимии растений определилась целая группа белков, которые получили название «дефензины» (от английского слова defense - защита). Среди этих белков – ингибиторы ферментов, растительные антимикробные белки, липидпереносящие и другие. Эти белки устойчивы к различным воздействиям, в том числе – пищеварительных ферментов. Попадая в пищеварительный тракт человека, они не перевариваются, а всасываются кишечной стенкой и поступают в кровоток. Далее, в процессе метаболизма они поступают в непосредственный контакт с иммунной и другими системами организма.

Многочисленными исследованиями установлена защитная роль этих белков по отношению к грибковым, бактериальным и вирусным болезням растений [202, 238].

Важным является и то обстоятельство, что соя нашла свое необычное применение как средство повышения устойчивости организма человека к радиационным воздействиям. На этот факт было обращено внимание в Японии после взрыва атомных бомб в 1945 г. в городах Хиросима и Нагасаки. В 1981 г. в Японии опубликован специальный отчет Национального центра по борьбе с раком, в котором на основе многолетних наблюдений за людьми, ежедневно употребляющими в пищу мисо, было установлено, что у этой группы случаев заболевания раком зарегистрировано на 33% меньше, чем группы людей, которые соевые продукты в пищу не использовали. Было также установлено, что радиозащитные свойства сои, как и других бобовых, основаны на наличии в сое большого количества фитатов, которые способны вступать в соединение с токсическими и радиоактивными элементами и выводить их из организма через желудочно-кишечный тракт.

Такими же свойствами обладает соевая клетчатка и содержащееся в семенах сои особое вещество – цибикалин [31, 174].

В сое и соепродуктах найдена высокая концентрация антиканцерогенных веществ. Среди этих веществ, кроме упомянутых выше, имеются также изофлавоны, ингибиторы протеаз, фитостеролы, сапонины и т.д. Механизм действия этих веществ различен. Немецкие ученные изолировали из семян сои генистеин, который блокирует антиогенез – рост кровеносных сосудов, снабжающих опухоли кровью, т.е. кислородом и другими питательными элементами. Генистеин, как было установлено, не только ингибирует рост опухолевых клеток, но и возвращает больные клетки в здоровое состояние. В то же время ингибиторы протеаз приостанавливают активирование специфических генов, вызывающих рак. Фитаты связывают атомы железа в кишечнике, и благодаря этому не появляются свободные радикалы, которые участвуют в образовании опухолей [30, 204, 248].

В семенах сои содержится много фитостеролов, которые не всасываются в тонком кишечнике, а движутся с химусом в его толстый отдел. Эта особенность фитостерола оказалась очень полезной для организма человека, так как позволяет предохранить его от негативного воздействия собственных желчных кислот, которые являются причиной рака толстой кишки. По мнению многих ученых, регулярное употребление сои и соепродуктов объясняет тот факт, что у азиатских женщин рак груди регистрируется в 5-8 раз реже, чем у американских женщин, рак простаты также реже встречается у мужчин в азиатских странах. Это связано с изофлавонами, которые действуют в данном случае как антиоксиданты, канцерогенные блокаторы и супрессанты опухолей [153, 246].

В 1995 г. в США опубликована работа доктора Дж. Андерсона, в которой утверждается, что соевый белок существенно снижает уровень холестерина у людей со значительным или очень высоким уровнем холестерина в крови. Позднее ученые определили, сколько нужно получать белка с пищей, чтобы снизилось содержание холестерина в крови. Было установлено, что прием 47 г соевого белка в день в течение одного месяца снижает уровень холестерина в крови человека в среднем на 93%. Более того, снижается уровень липопротеина с низкой плотностью, данные факты были многократно подтверждены многими учеными [116].

Соевые изофлавоны (дайдзеин, генистеин, глицетин) также активно влияют на снижение холестерина в крови, ингибируют развитие атеросклероза, профилактируют образование «бляшек» на стенках артериальных сосудов [147, 240].

Высокую биологическую ценность сои связывают с необычным для растительного продукта содержанием белка: до 50,3%, в среднем 35-40% (Нейрат, 1959; Позняковский, 1999). В использовании продуктов из сои многие авторы видят решение проблемы белкового дефицита среди населения [151,209]. Так, среднесуточное потребление белка, в расчете на одного российского гражданина, составляет менее 64 г при норме 85 г. Дефицит животного белка при этом превышает 35% (Курзина, 2001).

Протеин сои содержит 79% глобулинов, 7% альбуминов, при этом водорастворимая фракция составляет 72-94%, солерастворимая 3-23%, щелочерастворимая 3-22%. При переработке сои, в зависимости от технологии, происходит изменение соотношений между ними [147, 190].

Белок сои лимитирован только по цистину (скор 86%), хотя последние анализы аминокислотного состава генетически модифицированной сои говорят о сопоставимости соевого белка с эталоном FAO [202, 244]. Это обстоятельство позволяет частично заменять белок животного происхождения при создании поликомпонентных продуктов.

Кроме того, как отмечают А.И. Оспарин (1952) и Р.М. Салаватулина (1985), соевый белок выгодно отличается от других растительных белков высоким содержанием лизина (6 г на 100 г белка) и треонина (3,8 г на 100 г белка) [178].

Наряду с высоким содержанием белков соя богата жирами, которых в ней от 13,5 до 25,4%, что является уникальным для растительных культур. Так, другие бобовые и злаковые при содержании белка 11-24% содержат до 2,0% жировых веществ. Масличные культуры, наоборот, накапливают жира в 1,5-3 раза больше, чем белка [225].

В то же время практически все технологии глубокой переработки сои основаны на предварительном извлечении липидов из семян и дальнейшей переработке шротов и жмыхов. Поэтому содержание жироподобных веществ в соевой муке, концентратах и изолятах крайне незначительно.

Содержание углеводов в различных сортах сои колеблется от 22 до 29%.

Часть их являются легко усвояемыми (глюкоза – 0,01%, фруктоза – 0,55%, сахароза – 5,1%, крахмал – 3,5%), другие – плохо усвояемыми, но играющими положительную роль в пищеварительном процессе (клетчатка – 4,3%, гемицеллюлозы – 6,3%).

Фракция неусвояемых олигосахаридов (трисахарид раффиноза – 1,58%, тетрасахариды стахиоза – 3,0% и вербаскоза – сл.) относится к антипитательным веществам, которые могут вызвать расстройство желудочно-кишечного тракта [147, 247].

В жмыхах, шротах и соевой муке, в том числе текстурированной, содержание углеводов остается практически в тех же соотношениях. Промывка водой при производстве концентратов позволяет удалять их практически полностью [115, 202].

Содержание минеральных веществ в семенах сои достигает 5,5-6%, причем достаточно высоко содержание калия (1,6%), кальция (348 мг/100 г), магния ( мг/100 г), фосфора (603 мг/100 г), а также железа (до 15 мг/100 г) [147, 242].

Усвояемость минеральных элементов сои находится в пределах 60,3-68,3%.

При этом отмечается, что содержание минеральных веществ практически не снижается в ходе комплексной переработки. Так, только у белкового изолята, осажденного в изоэлектрической точке, наблюдается наименьшая зольность (1-3%).

Для соевых текстурированных продуктов на основе обезжиренной соевой муки характерно содержание минеральных элементов в тех же соотношениях, что и в семенах [166].

Как и другие бобовые, соя богата витаминами, особенно группы В. В ней высокое содержание,, и -токоферолов (витамин Е), которые при переработке сои большей частью переходят в масло. Фолиевая кислота (суточная потребность в 100 г семян) наряду с железом, медью, кобальтом способствует кроветворению, предупреждая анемию. Однако в ходе извлечения масла и последующей экструзии большая часть витаминов разрушается.

Изофлавоны сои представляют собой термостабильные гликозиды. Это генистин (166,4 мг%), генистеин, даидзин (58,1 мг%), даидзеин, глицитеин (33, мг%), куместрол и другие компоненты семян, обладающие эстрогенной активностью. В очищенном виде в качестве БАД их получают экстракцией ацетоном, этанолом или метанолом, ацетонитрилом [6, 207, 241].

Изофлавоны играют важную роль в профилактике и лечении гормональных онкозаболеваний. Предполагается, что это связано с инактивацией перекисного окисления липидов. Под влиянием изофлавонов уменьшается содержание вторичного продукта окисления жиров – маланового диальдегида, активируется антиоксидантный фермент супероксиддисмутаза. Генистин повышает резистентность эндотелия сосудов к повреждающему действию окисленных липидов. Высокая температура не разрушает изофлавоны, однако при переработке в пищевые продукты часть их теряется. Так, изоляты содержат не более половины первоначального количества изофлавонов, полученные спиртовой экстракцией концентраты изофлавонов содержат лишь десятую часть первоначального количества [7, 122, 227].

Таким образом, проведенный в данном разделе анализ многочисленных исследований показал, что семена сои являются богатым источником биологически активных макро- и микронутриентов.

При этом основной проблемой является проблема сохранения как можно большей части этих нутриентов при переработке соевого сырья.

1.2 Развитие технологий соевых белковых продуктов и их особенности Белки сои не однородны по структуре и функциям. В них есть вещества, которые принято считать антипитательными компонентами пищи. Это ингибиторы протеолитических ферментов, лектины, уреаза, липоксигеназа и др.

Фракционный состав ингибиторов семян различных сортов сои изучен во ВНИИМКе [202].

Известно, что из всех антипитательных веществ семян сои ингибиторы трипсина являются самыми устойчивыми к тепловому воздействию. Существует множество методов влаготепловой и химической обработки семян сои с целью инактивации этих веществ [15].

Наиболее распространенный способ повышения питательной ценности соевых продуктов (муки, концентратов, изолятов и т.д.) – удаление семенной оболочки, которая бедна полезными компонентами и в то же время имеет повышенную активность ингибиторов трипсина.

Согласно экспериментальным данным [147], активность ингибиторов в соевых органах зародыша составила 14,7 мг/г, в семядолях – 17,1 мг/г, в семенной оболочке – 20,7 мг/г, поэтому удаление оболочки в начале технологического процесса обработки сои позволяет повысить питательную ценность получаемых из нее продуктов.

Избавить от ингибиторов и повысить питательную ценность соевых продуктов можно путем подщелачивания раствора при замачивании [129, 148].

От антипитательных веществ – лектинов обычно избавляются термообработкой. Достаточной считается температура 100С [148].

Из всех известных технологических приемов обработки сырья наибольшее предпочтение отдается инактивации антипитательных веществ путем воздействия повышенных температур. Однако не все способы достаточно эффективны, особенно для бобовых культур. Исследования показали, что при прогревании на кипящей водяной бане через 3 часа в сое остается около 30-40% ингибиторов трипсина. Автоклавирование при температуре 130С в течение 30 минут разрушает примерно 70-90% ингибиторов трипсина. Дальнейшее повышение температуры даже до 232С не позволяет избавиться от ингибиторов.

Жесткий тепловой режим обработки сои, с одной стороны способствует существенному снижению ингибиторной активности, с другой – вызывает разрушение не только дефицитных серосодержащих аминокислот, но и лизина, в результате чего соя теряет свои преимущества как высокобелковая и высоколизиновая культура. Для снижения трипсинингибирующей активности (ТИА) гидротермическая обработка эффективнее сухого прожаривания [81, 147].

Экструзия также не является достаточно эффективной разновидностью термической обработки сои. Режим экструзии тщательно подбирают с учетом того, что перегрев может значительно снизить питательную ценность продукта, поскольку излишнее тепло влияет на переваривание белка и его доступность.

Сушка посредством инфракрасного излучения отличается тем, что позволяет обезвоживать продукт при температуре настолько низкой, что сохраняются его качества, вода из продукта выходит без разрыва клеточных оболочек. Это позволяет после сушки получить продукт, максимально сохранивший внешний вид, натуральный вкус и биологически активные вещества.

Опыты показали, что после суточного замачивания семян в воде обработка сои при температуре 70С позволила снизить ТИА с 24,6 до 16,6 мг/г [92, 148].

Однако при более жестких режимах (180-220С) происходят существенные изменения сои.

Эксперименты показали, что обработка СВЧ–полем за короткий период снижает ТИА сои. Так, при обработке в течение 15 минут остаточная активность ингибиторов составила лишь 1,3 мг/г, то есть 5,7% от исходной. Однако проверка биологической ценности сои с помощью чувствительных к ингибиторам насекомых (гусениц тутового шелкопряда) показала, что при скармливании им сои, обработанной СВЧ–полем, наблюдалось более высокая их гибель, чем в опытах с соей, которая подвергалась термообработке при 105-110С. Установлено, что наиболее жесткие лучи СВЧ – поля в большей степени разрушают полезные компоненты зерна, в том числе незаменимые аминокислоты, витамины, ферменты, которые неблагоприятно влияют на структуру молекул [152, 187].

В пищевой технологии к растительным белкам предъявляются требования не только с точки зрения биологической ценности, но и в отношении «функциональных свойств», определяющих поведение белков в сложных пищевых системах. Понятие функциональных свойств охватывает такие характеристики, как растворимость и диспергируемость в водных системах, водосвязывающая способность, эмульгирующие и пенообразующие свойства, вязкость и гелеобразующая способность. В структурном отношении функциональность белков определяется их способностью изменять структуру в зависимости от условий окружающей среды, а также вступать в разнообразные взаимодействия и реакции с компонентами пищевой системы [183].

Технологические воздействия при получении и переработке белков изменяют их структуру и функциональность. Это может быть использовано для модификации функциональных свойств белков в заданном направлении. Изменения структуры и свойств белков зависит от pH, температуры, концентрации субстрата в реакционной среде, степени гидролиза, а также от природы взаимодействий в сложных системах [202].

Большие возможности модификации соевого сырья и инактивации содержащихся в нем антиалиментарных факторов без глубокого фракционирования заключены в методах традиционной пищевой биотехнологии. Эти методы условно делят на три группы. Первая предусматривает модификацию сырья под действием микрофлоры. Вторая – внесением извне ферментальных препаратов, третья – собственных ферментальных систем. В последующем случае речь идет об изучении процессов проращивания семян, ведущих к повышению их пищевой ценности и улучшению функциональных свойств заключенного в них белка. Модификация может оказывать положительное влияние и с точки зрения деградации антиалиментарных факторов: олигосахаридов, ингибиторов трипсина, уреазы и пр. [10, 224].

При этом наиболее приемлемой формой получаемого в конечном итоге продукта является текстурированный соевый белок, так как гибкость размера, формы, состава, цвета и текстуры позволяет использовать его во многих видах пищевых продуктов, таких как рыбные и мясные полуфабрикаты, консервы, пища, сухие супы и т.д. [56, 57, 164].

Способы текстурирования в основном включают механическую обработку совместно с тепловой. Процессы текстурирования состоят, как правило, из трех этапов:

- денатурации, заключающейся в разрушении молекулярных структур посредством разрыва энергетически слабых водородных связей без изменения пептидных и, по возможности, без модификации боковых цепочек аминокислот, что сохраняет питательную ценность белков;

- ориентировании или организации белковых макромолекул, которое может происходить на уровне молекулы, либо касаться только агрегатов молекул;

- фиксации организованной структуры, полученной благодаря перераспределению совокупности внутри- и межмолекулярных связей, которые были разорваны на первом этапе всего процесса.

В основе текстурирования посредством уплотнения лежит технология приготовления тофу, которая заключается в осаждении белков соевого «молока», полученного из цельного зерна сои, коагулянтом в виде солей кальция. Полученный продукт освобожден от способных к брожению сахаров и антипитательных веществ и содержит 45% белков, 25% углеводов и 20% липидов [109, 202].

Текстурирование замораживанием основано на способе приготовления продукта кори – тофу. Он заключается в замораживании сгустка створоженного соевого «молока», тщательно промытого и тонко измельченного, при температуре около -5С. После хранения при такой температуре в течение периода от нескольких часов до нескольких дней продукт размораживают. Воду удаляют прессованием или центрифугированием, что позволяет снизить содержание растворимых углеводов. В результате получается продукт с пористой структурой. Эта технология основана на явлении криоконцентрации, при которой белковый раствор замораживается, образуя кристаллы льда, а макромолекулы концентрируются в той части воды, которая осталась жидкой. Вокруг кристаллов льда образуется белковая сеть. После размораживания продукта и удаления воды на месте этих кристаллов появляются пузырьки, что приводит к формированию губчатой структуры. В основе образования этой структуры лежат гидрофобные взаимодействия и обмен сульфгидрильных дисульфидных групп. Эти связи устанавливаются тем легче, чем больше белка подвергается предварительной денатурации в ходе образования белкового творожистого сгустка [194, 203, 220].

Еще один способ структурирования, предусматривающий этап замораживания, заключается в следующем. Готовят белковую пасту, представляющую собой смесь белков растительного и животного происхождения с содержанием влаги не менее 60%. Эту пасту размазывают тонким слоем (4-5 мм) для охлаждения до -20С на пластине. Когда консистенция пасты становится полутвердой, на поверхности слоя проводят пересекающиеся бороздки. Последовательные слои пасты стопкой укладывают один на другой, слипание их в единое целое достигается прессованием. Полученный продукт хранят в замороженном виде. Окончательную структуру он приобретает только после микроволновой термообработки.

Технология на основе механической обработки позволяет добиваться макроскопического структурирования однородной белковой пасты посредством интенсивных механических воздействий. Пасту, которая может содержать не только растительные белки, но также овальбумин, белки молока и другие белки животного происхождения, сначала коагулируют. Эта коагуляция возможна посредством простой термообработки или коагуляции альгината после добавления солей кальция. В первом случае полученный коагулят интенсивно перемешивают с помощью лопастной мешалки, во втором случае сгусток измельчают вращательным ножом. Полученный продукт можно обрабатывать путем промывания, варки или прожаривания и пропитывать различными красящими и ароматизирующими добавками. В этих технологических процессах резка и ориентирование производятся беспорядочно, и куски получают в виде небольших лоскутов [80, 203].

Наиболее часто используемые технические приемы – изменение pH–среды, термообработка, интенсивное механическое воздействие, осаждение солями и, в меньшей степени, применение детергентов и органических растворителей. Эти приемы послужили основой для разработки многочисленных запатентованных технологий.

Орловой В.М. предложен и освоен вариант процесса водной экстракции белка и липидов из соевого зерна. Семена сои измельчают в присутствии соляной кислоты. Этот прием позволяет отделить нежелательные компоненты. Затем отделяют от кислоты твердый остаток и измельчают его одновременно с экстракцией белка и липидов в растворе гидроксида натрия при pH 9,0. Белковый экстракт отделяют от липидов центрифугированием. В полученный раствор добавляют соляную кислоту до pH 4,5. Осажденный белок промывают кислотой и замораживают для концентрирования и перевода в гелеобразное состояние, получая текстурат пористой структуры подобно тому, как это делают при производстве коритофу. Для размораживания используют высококачественный нагрев, что позволяет резко снизить активность оставшихся ингибиторов трипсина и липоксигеназы.

Основную часть воды отделяют от полученного при размораживании пористого белкового геля механическим прессованием. Пористый гель соевого белка сушат или используют непосредственно для получения различных пищевых продуктов.

Метод влажного филирования белков (продавливание через фильеры), разработанный Бойером (1954), лежит в основе современных технологий влажного прядения белковых волокон.

В большинстве технологических процессов текстурирования необходима простая гидратация белков. Влажное фильтрование требует полного растворения белков и вызывает ориентирование даже на уровне макромолекулы.

Исходное сырье представляет собой изолят, в котором на белки приходится не менее 85% массы сухого вещества. Молекулы белка, обычно в глобулярной форме, находятся в более или менее денатурированном состоянии в зависимости от характера технологической обработки, при помощи которой изолят был получен.

Суть данного метода состоит в пропускании через фильеры очень вязкого белкового раствора в коагуляционную ванну со смешанным раствором кислоты и соли. При контакте белковых нитей с коагулирующим раствором происходит образование волокон, которые вытягивают и собирают в пучок. Далее волокна промывают в растворах, содержащих бикарбонат натрия, до 5,5 – 6,0. Полученные таким образом филированные продукты называют аналогами мяса, тогда как продукты экструзии входят в категорию мясонаполнителей [133, 203].

Текстурированные белки, предназначенные для включения в мясные продукты, необходимо регидратировать, т.е. вновь насыщать влагой [179].

Параллельно технологическим приемам филирования и варки-экструзии были разработаны многие другие методы.

Текстурирование паром заключается в гидратации муки, концентрата или даже белкового изолята до содержания влаги около 20% и обработке полученного теста или пасты под давлением. Эта технология не позволяет изготавливать аналоги мяса, а скорее служит для получения добавок к мясным продуктам. При текстурировании под давлением гидратированную муку из обезжиренного соевого сырья термообрабатывают паром под давлением в автоклаве при температуре, близкой к 120С [202].

Развитие производства и использование соевых белков можно проследить по литературным источникам, включая книги Серкла, Смита и Серкла [184, 185], по обзорам патентов, а также по материалам всемирных конференций Американского общества химиков-жировиков (AOCS) в Мюнхене (1973), Амстердаме (1978), Акапулько (1980), Сингапуре (1988) и Будапеште (1992).

Как показывает практика, текстурированный соевый белок при производстве мясных изделий способствует:

- улучшению связывания воды и жира;

- эмульгированию и структурообразованию, повышению устойчивости фарша;

- улучшению консистенции и сочности продукта;

- исключению или снижению риска появления бульонно-жировых отеков;

- уменьшению термопотерь и повышению выхода продукта;

- обогащению продукта белком, снижению содержания жира и холестерина и, как следствие, повышению пищевой ценности продукта;

- компенсированию недостатка дорогостоящего мышечного белка в продуктах;

- более рациональному использованию мясного сырья, прежде всего низкосортного и мороженого, жирного, блочного и т.д. [1, 117, 161].

Для производства сырокопченых колбас соевые белки используют в сухом виде без добавления воды на гидратацию. Гидратация белка производится за счет влаги мяса, что позволяет снизить исходную влажность фарша и ускоряет сушку [82, 177].

Во ВНИИ сои (г. Благовещенск) ведутся исследования по разработке технологий соевых белковых продуктов с целью их последующего использования в продуктах питания поликомпонентного сбалансированного состава.

Так, в результате исследований, проведенных д.т.н. Скрипко О.В., разработана технология соевой белковой пасты из семян сои, с целью использования в мясных и рыбных паштетах [186-188].

В результате исследований, проведенных к.т.н. Стаценко Е.С., разработана технология получения соевого белкового продукта в виде фаршевой пасты для использования в мясных и рыбных фаршевых кулинарных изделиях [74]. При этом в качестве коагулянта применен раствор уксусной кислоты.

Кандидатами технических наук Скрипниковой Т.П. и Ермолаевой А.В. разработаны технологии соевых гранулированных концентратов на основе соевого зерна и соевой муки для использования в мясных фаршевых системах и кулинарных изделиях. В качестве коагулянта применен раствор лимонной кислоты [72,73].

Кандидатами технических наук Гончарук О.В. и Парфеновой С.Н. разработаны технологии соевого белкового текстурата на основе обезжиренной и необезжиренной соевой муки для использования в мучных кулинарных изделиях и паштетах [67,71]. В качестве коагулянтов соевого белка использованы растворы уксусной и лимонной кислоты.

Анализ данных, полученных в результате проведенных исследований, показывает, что мясное сырье, имея свою уникальную физическую форму и состав, требует применения в комбинациях с ним такого соевого белкового продукта, который бы сочетался с мясным сырьем по биохимическому, аминокислотному и т.д. составу, цвету, консистенции и т.д.

При этом использование в качестве коагулянтов уксусной и лимонной кислот, а также солей кальция и магния приводит к потерям соевой сыворотки, получаемой в результате коагуляции белка и образования белкового сгустка.

Известно, что высококачественные пищевые продукты гармонично сочетают в себе форму, вкус, аромат и окраску. Без любой из этих составляющих продукт перестает быть привлекательным для потребителя [110].

В результате исследований, проведенных к.т.н. Карповым А.А., показано, что в качестве коагулянта при термокислотной коагуляции соевого белка может быть использован раствор томатной пасты [60, 61].

Использование данного типа коагулянта в предлагаемой технологии позволило получить соевый сгусток красновато-оранжевого цвета с одновременным насыщением белковой фракции углеводами, растительными волокнами, ликопином и т.д.

С 1962 г. в США официально разрешено добавлять изоляты и концентраты соевого белка в рубленые мясопродукты, а с 1972 г. – использовать в питании искусственно созданные соевые продукты – аналоги мяса [202]. Их мировой рынок в наше время оценивается в 1,2 млрд. евро (foodnewsweek.ru), особое место при этом занимают соевые продукты с волокнообразной или пористой структурой – текстураты.

Основаниями для широкого использования соевых текстуратов в производстве мясных и мясосодержащих продуктов являются:

- сбалансированность аминокислотного состава;

- комплементарность белков с мышечными белками, в результате чего повышается биологическая ценность готовых продуктов;

- относительная нейтральность вкусоароматических характеристик;

- совместимость с различными видами сырья в рецептурах изделий;

- высокие функционально-технологические свойства;

- значительный экономический эффект от использования.

Эти обстоятельства позволяют вводить соевые белковые ингредиенты в рецептуры мясных продуктов, получая высококачественные готовые изделия, не уступающие по биологической ценности традиционным продуктам. Продукты, выработанные с соевыми белками, по цене более доступны массовому потребителю вследствие рационального использования дорогостоящего сырья животного происхождения [32, 77, 78].

Ценность продуктов переработки сои, как отмечено [25], зависит в первую очередь от качества соевого сырья и применяемой технологии производства.

Термическая обработка инактивирует иные компоненты сои – поверхностно активные гликозиды сапонины. Содержание их в семенах сои достигает 0,1%.

Присутствие сапонинов также угнетает перевариваемость пищи, иногда вызывая общее токсическое действие. Вместе с тем, O.Full (1981), S. Weihrauch и W. Steric (1990) установили, что сапонины снижают уровень холестерина в крови, а Rao (1996) отмечает антиканцерогенную активность этих веществ.

Наличие антипитательных элементов делает необходимым использование определенных режимов технологической переработки сои для максимальной их инактивации. К ним относятся прядение и горячая экструзия – основные способы текстурирования продуктов из сои (Coplan, 1976).

Комплексная переработка сои в высокобелковые продукты, являющиеся ингредиентами мясных продуктов и обладающие соответствующей текстурой, является одним из наиболее современных и актуальных направлений развития пищевой индустрии [36, 165].

Все новые технологии в этой области оставались за зарубежными корпорациями. В СССР и в России, до последнего времени, производство подобных продуктов не было освоено. Все отечественные запатентованные исследования переработки сои не касались глубокого изменения структуры нативных белков.

Первые работы по созданию растительных продуктов с измененной белковой структурой – предшественников современных текстурированных белков – были проведены в США социальными группами, по религиозным соображениям не употреблявшими мяса. К настоящему времени описаны следующие процессы текстурирования соевого белка: филирование, варочная (термопластическая) экструзия, текстурирование паром, текстурирование под давлением, уплотнение, замораживание, образование пленок, механическая обработка (вальцевание).

На смену филированию, широко применявшемуся до 70-80-х годов прошлого столетия, пришла технология горячей экструзии. Прочие перечисленные способы не получили широкого распространения и применяются в ряде стран при производстве национальных продуктов.

В основе производства соевых текстуратов лежит технология механического отжима масла. Полученный жмых перерабатывается в соевую муку. При пропуске через шнековый пресс извлекается около половины содержащегося в семенах сои масла. Поэтому жмых и мука из него называются полуобезжиренными [87, 89].

В измельченный в муку жмых добавляют воду, соль и вкусоароматические добавки. Введение в рецептуру специй и пряностей перспективно, так как полученные текстурированные продукты при этом имеют выраженный вкус и аромат красного перца, укропа, чеснока, и т.д., что в некоторой степени позволяет «замаскировать» свойственный таким продуктам бобовый привкус. Компоненты перемешивают до однородной рыхлой массы.

Текстурированный продукт выгодно отличается от других продуктов переработки сои, у которых существует опасность окисления липидов и появления прогорклого привкуса. Дело в том, что при экструзионной обработке формируется мелкопористая белково-углеводная матрица и происходит локализация, «капсулирование» масла внутри этих пор. Масло оказывается защищенным от кислорода воздуха (Доморощенкова и др., 2002). Результатом этого является длительный, до 10 месяцев, срок хранения соевых текстурированных продуктов. При последующем взаимодействии с водой (гидратации) эта структура сохраняется, белковые оболочки набухают вокруг масла. При производстве поликомпонентных мясосодержащих продуктов происходит дальнейшее связывание и удерживание воды и жиров сырья белками текстурата (Устинова и др., 2004).

В режиме горячей экструзии глобулярная структура белка переходит в фибриллярную, более усвояемую организмом человека (Медведев и др., 2001). Инактивируются и разрушаются ингибиторы протеаз, уреаза, лактин, сапонины.

В настоящее время лучшими из существующих являются текстурированные концентрированные соевые белки. Такой продукт характеризуется повышенным содержанием белка (70-72%), отсутствием соевого привкуса, более высокими функциональными свойствами, высокой текстурной целостностью. Однако доля таких продуктов на российском рынке соевых текстуратов сравнительно невелика (2-4%).

В США, Японии текстурированные белковые продукты получают из пищевой муки, белковых концентратов и изолятов, или из комбинации их с одним или несколькими ингредиентами: пищевыми жирами и маслами, углеводами, связующими веществами, стабилизаторами, естественными и искусственными ароматизаторами, красителями, аминокислотами, витаминами и минеральными веществами.

Химический состав текстуратов, их биологическая ценность и использование в продуктах из мяса в США регламентируются Департаментом земледелия, службой питания и пищевых продуктов (таблица 1.2).

Таблица 1.2 – Состав текстуратов Таким образом, анализ развития технологий соевых продуктов показал, что на сегодняшний день существует очень широкий их ассортимент.

Однако наибольшее распространение в настоящее время в мясной промышленности имеют соевые текстураты зарубежного производства. В этой связи, создание соевых текстуратов с заданным составом и свойствами на базе соевого сырья без ГМО является актуальной задачей, требующей своего решения.

1.3 Комбинированные продукты питания: анализ производства На сегодняшний день большой популярностью у потребителей пользуются колбасные изделия, так как их легко использовать, они позволяют экономить время на приготовление пищи, не образуют отходы при разделке и полностью употребляются в пищу.

Для приготовления колбасных изделий используется фарш, он легко соединяется с различными вспомогательными ингредиентами. Производство фарша является одним из основных процессов переработки мяса и других продуктов, открывающим новые возможности в области рационального использования животного и растительного сырья [189, 192].

Проведенный анализ развития технологий мясных фаршей позволяет сделать заключение об использовании наряду с измельченным мясом различных ингредиентов, обусловливающих вкус, цвет и запах готового продукта. Для улучшения структуры и пищевой ценности в мясной фарш добавляют различные белковые препараты растительного происхождения (соевые текстураты, концентраты и изоляты), а также молочные белки, яичные продукты, свежие, сухие и замороженные овощи, пшеничную муку, пищевые волокна, различные крупы и т.д. [3, 5, 16,20, 21, 26, 83, 96, 112, 113, 176, 226, 231].

Для стабилизации фарша и увеличения продолжительности его хранения, в него добавляют стабилизирующие вещества: полифосфаты; обычный и модифицированный крахмал; белковые препараты, повышающие влагоудерживающую способность фарша и улучшающие его консистенцию; аминокислоты; пептиды;

синтетические и натуральные антиокислители и эмульгаторы; приправы и экстракты трав; витамины; вкусовые добавки; синтетические и натуральные красители, которые воздействуют на реологию мяса, но не изменяют его вкусовых и пищевых достоинств. Все эти компоненты имеют высокую стоимость, а готовый фарш имеет ограниченное использование в пищевых продуктах из-за специфического состава.

Одним из ингредиентов, улучшающих структуру мясных фаршей, являются продукты переработки соевого зерна.

Соевое зерно, как уже отмечалось выше, содержит полноценные белки, практически не уступающие по биологической и пищевой ценности белкам животного происхождения, липиды, содержащие непредельные и высокопредельные жирные кислоты, углеводы и ряд витаминов при отсутствии холестерина. Соя и соевые продукты идеально сбалансированы по калорийности, содержанию питательных веществ и, практически, полностью усваиваются человеческим организмом. Кроме того, многочисленные научные исследования доказывают профилактические свойства соевых продуктов и их способность предупреждать и сдерживать развитие различных заболеваний [84, 85, 124, 205, 227, 237, 243, 262].

Одним из наиболее важных направлений в науке о питании является изыскание новых источников белка, улучшение качества пищевых продуктов.

Концепция сбалансированного питания оказывает решающее влияние не только на теоретические представления о путях ассимиляции пищи, но и на решение важнейших практических проблем, связанных с обоснованием физиологических норм питания, разработкой специализированных продуктов и рационов, поиском новых ресурсов пищевых веществ, повышающих биологическую ценность уже известных продуктов [210, 212].

Белки являются основными и важными в биологическом отношении веществами, которые невозможно заменить другими. Белковая недостаточность в организме приводит к ослаблению организма, тяжелым расстройствам в обмене веществ, снижению иммунитета, задержке роста, нарушению работы желез внутренней секреции и др. Избыток же белков вызывает перевозбуждение нервной системы, увеличивает нагрузку на печень и почки и др. [105, 229].

Жиры участвуют практически во всех процессах обмена веществ в организме, влияют на их интенсивность. Значительная часть жиров в организме человека расходуется в качестве энергетического материала. Некоторые липиды входят в состав клеточных компонентов мембран, т.е. являются пластическим материалом. Кроме того, липиды влияют на использование организмом белков, минеральных солей и витаминов. При избытке жира в рационе питания повышается выделение из организма кальциевых и магниевых солей, жирных кислот, что ухудшает их усвоение и приводит к уменьшению накопления кальция и фосфора в костях [106, 216, 227].

Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, однако функционирование организма без них невозможно. Они выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, участвуя в обмене веществ практически любой ткани человека, при построении костной ткани, а также в обменных процессах организма [214].

Не менее важными питательными веществами для организма человека являются углеводы, витамины и другие вещества.

Таким образом, возникает необходимость конструирования рецептур продуктов питания нового поколения, сбалансированных по химическому составу.

При этом должны учитываться такие факторы, как обеспечение организма пищевыми веществами и энергией, в соответствии с его физиологическими потребностями, специфика обменных процессов, химический состав сырья и выбор технологии его обработки. Причем пищевая ценность продукта должна определяться процентом удовлетворения усвояемой части каждого из наиболее важных пищевых веществ. Проблема создания пищевых продуктов нового поколения свидетельствует о необходимости комбинирования животных и растительных ингредиентов в одном продукте, в основу разработки которого должны быть положены методы компьютерного конструирования [135].

К настоящему времени наметились два основных направления по способам производства фаршей на мясной основе. Первое – производство тонкоизмельченных фаршей из свинины, говядины, птицы, субпродуктов с добавлением соли и пряностей. Второе – создание многокомпонентных фаршей на мясной основе с добавлением овощей, круп, зелени, клетчатки и минеральных веществ.

Вырабатываемые в настоящее время на перерабатывающих предприятиях фарши представляют собой высококалорийные гомогенизированные или крупчатые изделия. Нежная консистенция фаршей достигается специальными способами обработки сырья и подбором ингредиентов рецептуры.

В течение последних лет ученые и специалисты разных стран направляют свои усилия на создание комбинированных мясопродуктов, сочетающих в себе традиционные потребительские свойства и возможность использования в них полноценного сырья вместе с другими белоксодержащими веществами животного и растительного происхождения. Проведенные исследования показали перспективность разработок технологии высококачественных биологически полноценных комбинированных мясопродуктов, в рецептуру которых входят различные виды белоксодержащего сырья: молочные белки, плазма крови убойных животных, субпродукты II категории, белки сои, хлопчатника, подсолнечника, пшеницы, мясной обрези, костного белка и др. [19, 33, 181].

Преимущества этого способа производства мясопродуктов состоят в возможности расширения ассортимента мясной продукции: более полном использовании мясного сырья, основанном на привлечении дополнительных его источников – мяса после механической обвалки, субпродуктов II категории; перспективе использования белоксодержащих ингредиентов животного и растительного происхождения.

Решение задачи создания полноценных комбинированных мясопродуктов в настоящее время увязывают с развитием нового направления в пищевой технологии – проектированием продуктов питания. Проектирование пищи – это сложная для решения проблема – компромисс между многими требованиями к пищевым продуктам: сбалансированность по всем компонентам, пищевая и биологическая ценность, стойкость при хранении, доступность продуктов питания также имеют важное значение при решении этой проблемы [97, 100].

По мнению авторов [114,169], разработка теоретических основ создания комбинированных продуктов с учетом значительного количества указанных ограничений возможна лишь на основе использования методов математического моделирования.

Рост производства комбинированных мясопродуктов связан не только с дефицитом мясного сырья и рациональным использованием белковых препаратов.

Одной из основных целей их создания является получение новых продуктов высокого качества, обладающих сбалансированными для различных групп населения медико-биологическими показателями [82, 136].

При производстве комбинированных мясопродуктов возникают новые процессы: структурирование (образование микроструктуры), текстурирование (образование макроструктуры). В ряде случаев создают из белковых препаратов пищевые волокна, которые в готовом продукте наиболее полно воссоздают традиционную консистенцию.

Развитие направления создания структуры и текстуры находится в начальной стадии, и технология в этой области еще не устоялась.

Модель комбинированных продуктов питания достаточно сложна, так как содержит ряд структурных элементов, характеризующих общую энергетическую ценность продукта, оптимизированные аминокислотные и жироэнергетические составы, соотношение жира и белка и ряд квалиметрических показателей.

При разработке таких продуктов совершенно очевидна основополагающая роль медико-биологических аспектов. Поэтому, рассматривая вопрос, по какому принципу и в каких пропорциях применим тот или иной белковый ингредиент в рецептурах комбинированных продуктов, необходимо, прежде всего, учитывать эквивалентность заменяемого сырья по биологической ценности [169, 193].

Многочисленные отечественные и зарубежные исследования показывают, что биологическая ценность пищевых белков, под которой, по существующим в настоящее время представлениям, понимают зависящую от их аминокислотного состава и других структурных особенностей степень задержки азота пищи в организме или эффективность его использования для поддержания азотистого равновесия, зависит, в основном, от содержания в них незаменимых аминокислот. Для наиболее полной утилизации белка важно не только наличие в достаточном количестве каждой из них, но и их соотношение [206, 211].

Для сравнения различных белков, исходя из аминокислотного состава и неадекватности их использования в организме человека, необходимо отнести долю используемого количества незаменимых аминокислот к полному содержанию их в источнике белка.

Технология приготовления фарша колбасных изделий с применением белковых компонентов имеет свои особенности. При использовании небольших доз (до 2%) соевые или молочные белки добавляют в колбасный фарш в сухом виде, при этом применяемое оборудование должно обеспечивать интенсивное измельчение и полную гидратацию белка.

Уровень введения отдельных белковых препаратов в рецептуру колбасных изделий ограничен (до 3-10%) вследствие снижения органолептических показателей готовых изделий. Одним из путей устранения этого недостатка является использование в рецептуре комбинированных колбасных фаршей белковых ингредиентов, образующих развитую микро- и макрокапиллярно-пористую структуру.

В этой связи интерес представляет способность некоторых белковых фракций плазмы крови, дестабилизированных ионами кальция, образовывать пространственный каркас, являющийся структурной основой искусственно структурированных белковых продуктов. Вырабатывают несколько видов структурированных белковых заменителей мяса на основе плазмы крови в охлажденном и замороженном состояниях.

Применение искусственно структурированных белковых продуктов позволяет высвобождать значительное количество мясного сырья и обеспечивать значительный экономический эффект. В настоящее время разработаны новые мясные продукты, в рецептуру которых входят структурированные белковые продукты.

Технология их изготовления имеет ряд особенностей, в том числе и то, что структурирование происходит в самом процессе [178, 191, 201].

Проведенный обзор литературных источников по проблеме создания адекватных и сбалансированных по составу пищевых продуктов показывает, что перспективным направлением в данной области является разработка новых комбинированных технологий.

При этом наиболее приемлемой является схема комбинирования мясного сырья с соевыми компонентами, имеющими текстурированную форму. Создание данной формы, путем различной модификации соевого сырья, позволяет обогащать его состав микро- и макроэлементами, а также витаминами. Последующее комбинирование таких форм соевых текстуратов с мясным сырьем позволяет опосредованно обогащать мясные продукты необходимыми нутриентами.

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Общий методологический подход к организации и проведению исследований по разработке технологий белково-минерального и белково-углеводного текстуратов для производства пищевых продуктов включает:

- анализ результатов исследований по проблеме адекватного и сбалансированного питания;

- анализ развития технологий соевых белковых продуктов;

- анализ развития технологий эмульгированных продуктов;

- разработку технологий белково-минерального и белково-углеводного текстуратов с обоснованием способов, режимов и параметров их получения;

- разработку технологий фаршевых композиций с обоснованием их функционально-технологических свойств и структурно-реологических характеристик;

- разработку рецептур и технологии производства на примере мясных и кровяных хлебов.

Методология подхода к проведению исследований представлена на рисунке 2.1. Научно-исследовательские работы проводились в лабораториях ГНУ СибНИИП Россельхозакадемии, ГНУ ВНИИ сои, а также ФГУП «Амурский ЦСМ»

Объектами исследований являлись:

- семена сои сорта «Актай», соответствующие ГОСТ 17109-88 «Соя. Требования при заготовках и поставках»;

- текстурат белково-минеральный;

- текстурат белково-углеводный;

- колбасные фарши комбинированные (мясные и кровяные);

- колбасные изделия – хлеб мясной и хлеб кровяной.

Анализ исследований по проблеме адекватного и Обоснование выбора сырья для создания биоактивных комплексов Исследование соста- Обоснова- Обоснование состава и Моделирование состава и свойств биоактивных комплексов Белково-минерального Белково-углеводного Разработка технологий белково-минерального и белковоуглеводного текстуратов (БМТ) и (БУТ), СТП Органолептический анализ качества Физико-химические показатели Объекты исследований оценивали по совокупности органолептических, физико-химических, микробиологических показателей и показателей безопасности.

В процессе исследований отбор проб исследуемых объектов проводили по ГОСТ Р 51447-99, ГОСТ 7702.2.0-95, их подготовку и оценку результатов проводили по существующим методикам и в соответствии с ГОСТ 26668-85, ГОСТ Р 51446-99, ГОСТ Р 51448-99.

2.3.1 Методы определения общего химического состава сырья Общий химический состав определяли стандартными методами:

- определение массовой доли влаги по ГОСТ Р 51479-99;

- определение массовой доли жира по ГОСТ 23042-86;

- определение содержания белка по ГОСТ 25011-81;

- определение массовой доли хлоридов по ГОСТ Р 51480-99;

- определение содержания свинца по ГОСТ 26932-86; мышьяка по ГОСТ 26930-86; кадмия по ГОСТ 26933-86; ртути по ГОСТ 26927-86; меди по ГОСТ 26931-86; цинка по ГОСТ 26934-86;

- определение микотоксинов (афлатоксина В1)по ГОСТ 30711-2001;

- определение нитрозаминов (сумма НДМА и НДЭА) по МУК 4.4.1.011-93;

- определение антибиотиков (левомицетин, тетрациклиновая группа, гризин, бацитрацин) по МУК 4.2.026-95;

- определение бенз(а)пирена по ГОСТ Р 51650-2000;

- определение пестицидов (гексахлорциклогексан, ДДТ и его метаболиты) по МУ 2142-80;

- определение радионуклидов (цезий-137, стронций-90) по МУК 2.6.1.717-98;

- аминокислотный состав белков определяли с помощью инфракрасного сканера НИР-4250;

- определение индекса биологической ценности путем расчета аминокислотного скора;

- для органолептической оценки качества продукции использовали метод балльных шкал, а также профильный метод;

- энергетическую ценность сырья и готовой продукции рассчитывали, пользуясь коэффициентами Рубнера (при окислении 1 г белка в организме человека выделяется 4,1 ккал, 1 г липидов – 9,3 ккал, 1 г углеводов – 4,0 ккал).

2.3.2 Методика определения содержания макроэлементов Определение элементного состава (Ca, P, Mg) в сырье и в готовых продуктах проводили методом сухого озоления [127].

Озоление проводили в муфельной печи при температуре 500-550С в течение 1,5-2 часов.

Определение кальция проводили комплексонометрическим методом [127].

Метод основан на реакции образования комплекса кальция с мурексидом и последующим титрованием раствором трилона Б.

Содержание кальция (в %) вычисляли по формуле 2.1.

где х – массовая доля кальция, %;

V – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование, см;

N – концентрация раствора трилона Б, моль-эквивалент/дм;

0,02 – миллимоль-эквивалент кальция;

Сумму Ca и Mg определяли также комплексонометрическим методом [127].

Метод основан на реакции образования комплекса с хромогеном черным и последующим титрованием раствором трилона Б.

Содержание магния (в %) определяли по формуле 2.2.

где х – массовая доля магния, %;

V1 – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование кальция, см;

V2 – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование кальция и магния, см;

N – концентрация раствора трилона Б, моль-эквивалент/дм;

0,012 – миллимоль-эквивалент магния;

Содержание фосфора в сырье и готовых продуктах определяли по ГОСТ 26657-97 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье» (фотометрический метод).

Сущность метода заключается в минерализации пробы способом сухого озоления с образованием солей ортофосфорной кислоты и последующим фотометрическим определением фосфора в виде окрашенного в желтый цвет соединения – гетерополикислоты, образующегося в кислой среде в присутствии ванадат- и молибдатионов. Фотометрирование проводили на спектрофотометре Shimadzu -1601UV при длине волны 440 нм с применением градуировочного графика.

Количество фосфора (в %) вычисляли по формуле 2.3.

где х – массовая доля фосфора, %;

m1 – масса фосфора, найденная по графику, мг;

2.3.3 Методы исследования функционально-технологических свойств и структурно-механических характеристик продуктов Водосвязывающую способность (ВСС) фаршевых композиций определяли методом прессования [4].

Адгезионные свойства фаршевых композиций определяли с помощью адгезиометра, действующего по принципу отрыва, созданного В.А. Даниловым, Ю.А.

Мачихиным, О.Г. Силаевым.

Липкость (Па) рассчитывали по формуле 2.4 [4].

где F – усилие отрыва, H; S – площадь диска, м.

Пластическую вязкость фаршевых композиций определяли с помощью ротационного вискозиметра РВ-8 системы профессора Воларовича.

При расчетах вязкости (Па·с) использовали формулу 2.5 [4, 103].

где P – груз, вращающий внутренний цилиндр вискозиметра, Н;

P0 - нагрузка, идущая на преодоление трения в подшипниках;

n – частота вращения внутреннего ротора, об/мин;

К1 – константа вискозиметра, зависящая от его размеров и глубины, на которую загружается исследуемая масса.

Величину предельного напряжения сдвига вычисляли по формуле 2.6, по наибольшей нагрузке Р.

где Рmax – наибольшая нагрузка, Н;

S – площадь столика, м.

Оценку достоверности экспериментальных данных и воспроизводимости опытов осуществляли по методике, предложенной Э.Э Рафалес-Ламарком и В.Г.

Николаевым. Для получения достоверных результатов рассчитывали необходимое число опытов. В экспериментах было воспроизведено по 4 параллельных определения. Цифровые величины, указанные в таблицах и графиках, представляют арифметические средние, надежность которых Р=0,95, доверительный интервал ± 5%. Для обработки экспериментальных данных и построения графических зависимостей использовали стандартную специализированную программу Origin (v. 2.0). Получение математических моделей осуществляли с помощью методики планирования многофакторного эксперимента.

Экспериментальные исследования проводили на основании методик, предложенных рядом авторов [5, 23, 29, 35, 51, 53, 119, 121, 125, 126, 137, 215]. На основании анализа методик установлено, что исследуемые процессы будут описываться математической моделью второго порядка, приведенной в формуле 2.7.

где B0, Вi, Bij – коэффициенты уравнения;

Для проведения эксперимента использовали ортогональный план, которому присуще минимальное число опытов, простота вычисления коэффициентов уравнения, описывающего изучаемый процесс, независимость коэффициентов математической модели.

Построение математических моделей и их анализ осуществляли согласно программе Appol, и методу Парето-оптимального решения (программа KPS).

После построения адекватных математических моделей, в виде уравнений регрессий второго порядка, определяли индекс биологической ценности полученных продуктов методом расчета аминокислотного скора, их энергетической ценности и степени соответствия формуле сбалансированного питания.

Органолептическую оценку исследуемых образцов проводили по девятибалльной шкале [5, 93, 128].

Обработка экспериментальных данных осуществлялась статистически, с использованием метода корреляционного анализа [137].

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Разработка технологии белково-минерального и белково-углеводного По данным многочисленных исследований, технологические свойства и показатели пищевого сырья, в том числе соевого, оказывают существенное влияние на качественные показатели готовых пищевых продуктов [22, 24, 27, 34, 49, 50, 99, 130, 131, 156, 168, 200, 233].

Традиционные рецептуры мясных фаршей и изделий на их основе оцениваются в основном по органолептическим показателям и энергетической ценности, без учета сбалансированности продукта по химическому составу, в связи с чем, существующие рецептуры фаршей и изделий на их основе не всегда соответствуют нормам адекватного питания, а новые рецептуры (приближенные по составу к идеальному продукту) ещ не освоены производством.

Проблема повышения эффективности использования на пищевые цели имеющихся в стране белковых и жировых ресурсов может быть решена путем разработки рецептур нового поколения и создания оригинальных технологий комбинированных мясных продуктов с гарантированным содержанием белков, жиров, витаминов, макро- и микроэлементов и других важных компонентов.

Вид мяса, его биологическое состояние и химический состав, а также качество к моменту тепловой обработки обусловливают внешний вид, запах, вкус и консистенцию готового продукта, предопределяют тип применяемых добавок, технологию и, следовательно, наименование изделия.

Исходя из результатов, полученных нами в предыдущих главах, можно заключить, что включение в состав мясного фарша определенного количества текстурированного соевого белка в соответствующей физической форме будет влиять на биологическую и пищевую ценность фаршевых продуктов питания.

Указанные соевые белковые продукты разрабатывались с учетом возможности и целесообразности введения их в состав мясного фарша, в определенном соотношении, с целью получения пищевых продуктов общего назначения, с высокой пищевой и биологической ценностью.

При этом, в качестве принципиальной основы при разработке гипотезы было принято предположение о том, что по физической форме и содержанию соевый белково-минеральный сгусток будет сочетаться с мясным сырьм, а соевый белково-углеводный текстурат в виде регидратированных гранулята или хлопьев – с пищевой кровью.

В то же время, в качестве рабочей гипотезы при проведении исследований по разработке и созданию технологии колбасных хлебов, было принято предположение о том, что мясной фарш и соевый белково-минеральный текстурат будут сочетаться по консистенции, обеспечивая тонкую структуру и представляя собой однородную массу в е традиционной форме.

Вместе с тем, соевый белково-минеральный текстурат, как компонент, имеющий большее, чем у мясного сырья данной категории удельное содержание комплементарного белка (г/100 г), липидов, содержащих эссенциальные жирные кислоты, витамина Е, при отсутствии холестерина, позволит восполнить их недостаток в мясном сырье, снизить удельное содержание холестерина и, тем самым, повысить пищевую и биологическую ценность готового продукта.



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«МАКСЮТОВ РУСЛАН РИНАТОВИЧ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ЙОДОБОГАЩЁННЫХ КУМЫСНЫХ НАПИТКОВ С ИНУЛИНОМ 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические наук и) Диссертация на соискание...»

«БОНДАКОВА МАРИНА ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОСМЕТИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСТРАКТА ВИНОГРАДА Специальность 05.18.06 – Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические наук и) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«КОДАЦКИЙ Юрий Анатольевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН СОИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА Специальность: 05.18.01 – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук...»

«ЛЕ ТХИ ДИЕУ ХУОНГ РАЗРАБОТКА И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКЦИИ НА МОЛОЧНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ШКОЛЬНОГО ПИТАНИЯ ВО ВЬЕТНАМЕ Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические наук и). ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой...»

«ПОПОВА НАТАЛИЯ ВИКТОРОВНА ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОССТАНОВЛЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОКА И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.