Благовещенск, Амурская область, Россия
Благовещенск, Амурская область, Россия
Благовещенск, Амурская область, Россия
Перспективным развитием пищевой индустрии является производство продуктов с заданными характеристиками (составами, структурой, сенсорными показателями). Это продукты низкокалорийные, полезные для здоровья, со сбалансированным составом и функциональными свойствами, с возможностью быстрого приготовления и длительного хранения. Целью исследований является разработка технологии и оценка качества пищевого концентрата «Каша гречневая с соево-папоротниковым белково-витаминно-минеральным концентратом» повышенной пищевой и биологической ценности. Достигнутые результаты исследований позволили разработать технологию приготовления нового обогащенного продукта в виде пищевого концентрата с высокой пищевой и биологической ценностью на основе аналога путем дополнения компонентного состава сырья, а также получить модельную рецептуру смеси пищевого концентрата с соево-папоротниковым белково-витаминно-минеральным концентратом, дать оценку качества продукта. Посредством моделирования рецептуры и определения химического состава, пищевой ценности, а также оценки качества по органолептическим показателям, обоснована целесообразность производства данного продукта. Исследованиями установлено, что употребление в пищу разработанного пищевого концентрата компенсирует степень удовлетворения суточной потребности человека в белке на 23 %, жире на 18 %, витамине С на 37 %, витамине Е на 105 %, минеральных веществах: калии – 23 %, кальции – 12 %, фосфоре – 40 %, магнии – 34 %, а также пищевых волокнах на 37 %, что показывает преимущество продукта в сравнении с аналогом. На основании полученных результатов разработана техническая документация в виде стандарта организации и технологических инструкций для производства пищевого концентрата «Каша гречневая с соево-папоротниковым белково-витаминно-минеральным концентратом». Данный продукт с заданными свойствами может производиться на предприятиях общественного питания и пищеконцентратной промышленности.
Соево-папоротниковый белково-витаминно-минеральный концентрат, рецептура, технология, химический состав, потребительские свойства
Введение
Пищевые концентраты на рынке нашей страны появились в 50-х годах прошлого столетия и приобрели популярность среди россиян. Это продукты длительного хранения, готовые или частично готовые к употреблению и лишенные большей части влаги. Они удобны тем, что не требуют особых условий хранения, из пищеконцентратной смеси можно быстро приготовить кулинарное блюдо. В настоящее время ассортимент пищевых концентратов достаточно широк и представлен множеством различных производителей. При этом их рецептура и технология могут значительно отличаться даже в одной ассортиментной группе [1–3].
В условиях дефицита нутриентов в питании россиян перед учеными и производителями стоит задача разработать пищевые продукты, сбалансированные по всем основным веществам (белкам, жирам, углеводам, пищевым волокнам, минеральным веществам и витаминам), употребление которых будет способствовать профилактике заболеваний, обеспечит необходимую суточную калорийность, а сам продукт будет иметь привлекательный внешний вид и высокие органолептические показатели [4–6].
Целью наших исследований являлась разработка рецептуры и технологии пищевого концентрата «Каша гречневая с соево-папоротниковым белково-витаминно-минеральным концентратом», определение его химического состава и пищевой ценности, а также оценка качества по органолептическим показателям.
Объекты и методы исследований
Объектами исследований являлись: технологический процесс получения продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности в виде пищевых концентратов с соево-папоротниковым белково-витаминно-минеральным концентратом (БВМК) (СТО 9197-002-00668442-2016), крупа гречневая (ГОСТ Р 55290-2012), овощи сушеные (ГОСТ 32065-2013), соль поваренная (ГОСТ Р 515774-2000), кулинарный жир
(ГОСТ 28414-89), лук репчатый свежий (ГОСТ Р 51783-2001). Исследования проводились в соответ-ствии со стандартными методами: изучение состава соево-папоротниковых продуктов проводили с использованием следующих методик: содержание витамина С – титриметрическим методом
(ГОСТ 24556-89), витамина Е – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ГОСТ Р 54634-2011), определение влаги – методом высушивания до постоянной массы (ГОСТ 15113.4-77), определение жира – методом настаивания с растворителем (ГОСТ15113.9-77), определение белка – методом измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю (ГОСТ 26889-86); определение углеводов – методом определения растворимых углеводов по Бертрану (ГОСТ 26176-91), определение общего содержания минеральных веществ – в соответствии с ГОСТ 15113.8-77, определение органолептических показателей – путем оценки внешнего вида, цвета, запаха, вкуса и консистенции (ГОСТ15113.3-77); обработка экспериментальных данных – статистическими методами анализа (программы Excel, Statistiсa 6.0).
Результаты исследований и их обсуждение
В ФГБНУ ВНИИ сои разработана безотходная технология получения добавки корригирующего действия из сои и папоротника орляк путем извлечения белка из подготовленного сырья без потерь ценных компонентов, с использованием в качестве коагулянта раствора композиции аскорбиновой и янтарной кислот [7, 8].
Соево-папоротниковый БВМК получали следующим образом. Соевое зерно мыли и замачивали в воде для набухания и размягчения. Свежие побеги папоротника инспектировали, промывали в проточной воде для отделения посторонних примесей и резали на кусочки длиной 1–2 см. Замоченное соевое зерно смешивали с измельченным папоротником. Смесь измельчали в воде при нагревании, затем разделяли на жидкую и твердую фракции. В жидкой части проводили коагуляцию белковых веществ. Для максимального растворения, выделения белковых веществ их агломерации и осаждения рН смеси доводили до 4,4–4,5 путем введения в состав композиции водных растворов аскорбиновой и янтарной кислот. При этом дополнительно обогащается химический состав коагулята физиологически ценными ингредиентами (витамином С и янтарной кислотой) [9, 10]. Затем отделяли полученный коагулят от сыворотки, формовали гранулы и сушили в щадящем режиме (при температуре 37–40 °С) до влажности
не более 10 % [3].
Полученный соево-папоротниковый белково-витаминно-минеральный концентрат (БВМК) представляет собой пористые, хрупкие, в меру ломкие сухие гранулы с шероховатой поверхностью, от зеленого до темно-зеленого с оттенками цвета, с умеренно выраженным, приятным вкусом и ароматом папоротника.
Химический состав соево-папоротникового БВМК характеризуется содержанием в 100 г: воды 12,0 г; белка 42,5 г; жира 10,6 г; углеводов 22,0 г; пищевых волокон 7,2 г; минеральных веществ 12,9 г. Энергетическая ценность равна 325,4 ккал. Кроме того, соево-папоротниковый БВМК содержит значительное количество минеральных веществ и витаминов (мг в 100 г): калий – 3194, фосфор – 1162, кальций – 598, магний – 130, витамин С – 100, витамин Е – 10,6 [11].
Вышеуказанные данные свидетельствуют о том, что соево-папоротниковый БВМК является ценной пищевой добавкой и может использоваться для обогащения пищевых продуктов белком, растительными жирами и пищевыми волокнами. Вместе с тем он имеет богатый минеральный состав и содержит значительное количество витаминов С и Е, может быть использован для коррекции пищевого статуса населения РФ [9, 12–14].
Модельную рецептуру пищевого концентрата вторых обеденных блюд «Каша гречневая» готовили, взяв за основу традиционную рецептуру (табл. 1) [15].
В модельной рецептуре смеси пищевого концентрата «Каша гречневая» произведена замена гречневой крупы в количестве 20 %
на соево-папоротниковый белково-витаминно-минеральный концентрат. Такая замена способствует повышению содержания белка и улучшению его качественного состава в готовом блюде. Введение в состав концентрата более 20 % БВМК ухудшает вкус и цвет продукта, придает ему бобовый кислый привкус, выраженный аромат гречки становится менее выраженным. При уменьшении в рецептуре количества соево-папоротникового БВМК менее 20 % от массы крупы не достигается повышения пищевой и биологической ценности.
Белково-витаминно-минеральный концентрат вносят в смесь в гранулированном виде, при варке он набухает, хорошо сохраняет форму и по внешнему виду напоминает мясной фарш.
Технологический процесс производства пищевых концентратов «Каша гречневая с БВМК» заключается в следующем:
- гречневую крупу очищают от примесей, моют питьевой водой и 35–40 мин обрабатывают острым паром под давлением 0,15–0,20 МПа. Влажность сваренной гречневой крупы (31 ± 3) % [15];
- лук репчатый сушеный и соево-папоротниковый белково-витаминно-минеральный концентрат инспектируют, удаляя посторонние примеси и нестандартные частицы;
- жир освобождают от тары и растапливают в пароварочном котле, нагревая до температуры не более 55 °С, затем жир фильтруют через металлотканое сито № 1, 6 [15];
- соль поваренную пищевую просеивают через металлотканое сито № 2,0–2,5 и пропускают
через магниты. Соль влажностью более 1 % подсушивают в сушилке [15]; - подготовленные компоненты дозируют и смешивают в соответствии с рецептурой.
В смеситель сначала загружают компоненты, состоящие из крупных частиц – крупу гречневую, лук репчатый сушеный и соево-папоротниковый белково-витаминно-минеральный концентрат, затем соль. Далее, перемешивая смесь, добавляют жир и смешивают массу в течение 2–4 мин. Масса должна быть однородной без крупных комков; - смесь упаковывают в пакеты из ламинированного целлофана, массой от 50 до 120 г, герметизируют, фасуют в картонные коробки и направляют на реализацию [15]. Для данных пищевых концентратов установлены режимы хранения: продолжительность хранения 12 месяцев; температура хранения не более 20 °С; относительная влажность воздуха не более 75 %.
Результаты сравнительной оценки химического состава и степени удовлетворения суточной потребности в нутриентах, представленные в табл. 2, свидетельствуют о том, что использование в составе пищеконцентратной смеси БВМК способствует повышению содержания в 100 г продукта белка на 4,1 г, жира – 1,3 г, снижению содержания общих углеводов на 8,7 г, при одновременном увеличении содержания в их составе пищевых волокон на 1,4 г, а также повышению содержания витамина Е на 0,6 мг и появлению в составе витамина С в количестве
26 мг на 100 г. В смеси пищевых концентратов «Каша гречневая с БВМК» улучшается минеральный состав за счет повышения содержания К в 2,5 раза, Са в 7 раз, Р на 146 мг (в 100 г продукта).
Таблица 1 – Рецептура пищевых концентратов вторых обеденных блюд «Каша гречневая»
и «Каша гречневая с БВМК», %
Table 1 – Recipes of food concentrates for second courses “Buckwheat porridge” and “Buckwheat porridge with soybean-fern-protein-vitamin-mineral concentrate”, %
|
Наименование компонентов |
Каша гречневая (аналог) |
Каша гречневая с белково-витаминно-минеральным концентратом (разработка) |
|
Крупа гречневая варено-сушеная |
84,5 |
67,5 |
|
Соево-папоротниковый БВМК |
– |
17,0 |
|
Жир |
10,0 |
10,0 |
|
Соль |
3,0 |
3,0 |
|
Лук репчатый сушеный |
2,5 |
2,5 |
|
Итого: |
100 |
100 |
Таблица 2 – Химический состав (на 100 г)
и степень удовлетворения суточной потребности
в нутриентах пищевых концентратов «Каша гречневая»
и «Каша гречневая с БВМК»
Table 2 – Chemical composition (in 100 g) and daily requirement satisfaction in nutrients for food concentrates “Buckwheat porridge” and “Buckwheat porridge with soybean-fern-protein-vitamin-mineral concentrate”
|
Наименование показателя |
Каша гречневая |
Каша гречневая с БВМК |
||
|
содержание |
степень удовлетворе- ния, % |
содержание |
степень удовлетворе- ния, % |
|
|
Вода, г |
12,0 |
12,0 |
||
|
Белки, г |
12,8 |
17 |
16,9 |
23 |
|
Жиры, г |
13,8 |
17 |
15,1 |
18 |
|
Углеводы, г |
47,3 |
13 |
38,6 |
11 |
|
Пищевые волокна, г |
9,6 |
32 |
11,0 |
37 |
|
Витамин Е, мг |
9,9 |
99 |
10,5 |
105 |
|
Витамин С, мг |
0 |
0 |
26,0 |
37 |
|
Минеральные вещества, г, в том числе: |
4,5 |
6,4 |
||
|
Калий, мг |
321 |
9 |
797 |
23 |
|
Фосфор, мг |
252 |
25 |
398 |
40 |
|
Кальций, мг |
17 |
2 |
115 |
12 |
|
Магний, мг |
169 |
42 |
135 |
34 |
|
Энергетическая ценность, ккал |
364,6 |
357,9 |
||
Пищевой концентрат второго обеденного блюда, получаемый по разработанной рецептуре, по степени удовлетворения суточной потребности организма человека в питательных веществах значительно превосходит концентрат, полученный
по традиционной рецептуре. Употребление 100 г «Каши гречневой с БВМК» компенсирует суточную норму потребления белка на 23 %, жира на 18 %, пищевых волокон на 37 %, витамина С на 37 %, витамина Е на 105 %, а также минеральных веществ: калия – 23 %, кальция – 12 %, фосфора – 40 %, магния – 34 %.
Результаты качественной оценки белка [16] пищевого концентрата по незаменимым аминокислотам представлены в табл. 3.
После приготовления и исследования химического состава нового пищевого продукта на дегустационном совещании проведена оценка его качества по органолептическим показателям в соответствии с пятибалльной шкалой оценки [17]. Результаты оценки описаны с использованием метода количественного дескрипторно-профильного анализа [18]. Для этого были определены наиболее значимые органолептические свойства конкретного продукта (дескрипторы), а для получения численного параметра восприятия интенсивности сенсорного признака построены графические профилограммы с использованием шкалы интенсивности дескриптора (не воспринимается – 0, слабо воспринимается – 1, довольно слабо воспринимается – 2, средне воспринимается – 3, довольно сильно воспринимается – 4, сильно воспринимается – 5) [19].
Построение органолептических профилей проводили по кластерам:
– дескрипторы внешнего вида;
– дескрипторы текстуры;
– дескрипторы вкусовых характеристик;
– дескрипторы характеристик аромата;
– дескрипторы характеристик вкуса и привкусов.
Таблица 3 – Сравнительная характеристика сбалансированности аминокислотного состава пищевых концентратов
«Каша гречневая» и «Каша гречневая с БВМК»
Table 3 – Comparative analysis of amino acids content balance in food concentrates “Buckwheat porridge”
and “Buckwheat porridge with soybean-fern-protein-vitamin-mineral concentrate”
|
Показатель |
Эталон |
Каша гречневая (аналог) |
Каша гречневая с БВМК (разработка) |
|||||
|
Незаменимые аминокислоты |
||||||||
|
аминокислота |
скор |
аминокислота |
скор |
КУНА |
аминокислота |
скор |
КУНА |
|
|
Валин |
5,0 |
1,0 |
5,95 |
1,19 |
0,68 |
5,90 |
1,18 |
0,76 |
|
Изолейцин |
4,0 |
1,0 |
4,05 |
1,01 |
0,80 |
4,32 |
1,08 |
0,83 |
|
Лейцин |
7,0 |
1,0 |
6,67 |
0,95 |
0,85 |
6,93 |
0,99 |
0,91 |
|
Лизин |
5,5 |
1,0 |
4,46 |
0,81 |
1,00 |
4,95 |
0,90 |
1,00 |
|
Треонин |
4,0 |
1,0 |
3,69 |
0,92 |
0,88 |
3,81 |
0,95 |
0,94 |
|
Метионин + цистин |
3,5 |
1,0 |
4,15 |
1,19 |
0,68 |
3,64 |
1,04 |
0,87 |
|
Фенилаланин + тирозин |
6,0 |
1,0 |
7,34 |
1,22 |
0,66 |
7,69 |
1,28 |
0,70 |
|
Триптофан |
1,0 |
1,0 |
1,34 |
1,34 |
0,58 |
1,33 |
1,33 |
0,63 |
|
Сумма аминокислот |
36,0 |
– |
37,65 |
– |
– |
38,57 |
– |
– |
|
Показатели сбалансированности аминокислотного состава |
||||||||
|
С min |
1,0 |
0,81 |
0,90 |
|||||
|
КСАС |
1,0 |
0,77 |
0,84 |
|||||
|
КРАС |
0 |
0,23 |
0,16 |
|||||
|
ПСИ |
→min |
5,48 |
1,86 |
|||||
|
ИНАК |
→1,0 |
1,07 |
1,08 |
|||||
|
КОАС* |
0 |
0,64 |
0,75 |
|||||
|
* – коэффициент отклонения значений аминокислотного состава от эталонных |
||||||||
|
|
Рисунок 1 – Сенсорный профиль каши гречневой с соево-папоротниковым БВМК
Figure 1 – Sensory profile of buckwheat porridge with soybean-fern-protein-vitamin-mineral concentrate
Сенсорный профиль разработанного продукта в виде блюда, приготовленного в соответствии с технологией, показан на рис. 1.
На основании проведенных исследований разработана техническая документация для промышленного производства разработанного продукта: СТО 9194-003-00668442-2017 «Пищевые концентраты вторых обеденных блюд. Каша гречневая с белково-витаминно-минеральным концентратом» и технологическая инструкция на их производство.
Таким образом, проведенные исследования позволили оптимизировать рецептуру и разработать технологию производства нового обогащенного продукта в виде пищевого концентрата с высокой пищевой и биологической ценностью.
Разработанный пищевой концентрат по степени удовлетворения суточной потребности организма человека в питательных веществах значительно превосходит продукты питания, получаемые по традиционным рецептурам и технологиям.
Органолептическая оценка приготовленных кулинарным способом модельных образцов показала высокие потребительские свойства полученного продукта. Улучшенный химический состав и отличные потребительские свойства гарантируют высокое качество разработанного пищевого концентрата.
Полученные в результате исследований новые научные данные, а также разработанный на их основе пакет технической документации
могут быть использованы предприятиями пищеконцентратной промышленности и общественного питания при производстве пищевых продуктов.
1. Ваншин, В. В. Технология пищеконцентратного производства / В. В. Ваншин, Е. А. Ваншина. - Оренбург : ОГУ, 2012. - 180 с.
2. Добровольский, В. Ф. Приоритетные направления научных исследований по производству пищевых концентратов и продуктов специального назначения / В. Ф. Добровольский, И. Д. Шальнова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2004. - № 8. - С. 8-10.
3. Novel Food Processing Technologies / G. V. Barbosa-Cánovas, M. S. Tapia, M. P. Cano eds. - Boca Raton : CRC Press, 2005. - 720 p.
4. Technology development of protein rich concentrates for nutrition in extreme conditions using soybean and meat by-products / T. K. Kalenik [et al.] // Acta Scientarium Polonorum. Technologia Alimentaria. - 2017. - Vol. 16 (3). - P. 255-268. DOI:https://doi.org/10.17306/J.AFS.0501.
5. Сергиенко, И. В. Инновационно-технологические решения в создании функциональных продуктов питания / И. В. Сергиенко, А. Е. Куцова, С. В. Куцов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2015. - № 2. - С. 126-129. DOI:https://doi.org/10.20914/2310-1202-2015-2-126-129.
6. Оттавей, П. Б. Обогащение пищевых продуктов и биологически активные добавки: технология, безопасность и нормативная база / П. Б. Оттавей ; пер. с англ. И. С. Горожанкиной. - СПб. : Профессия. - 2010. - 312 с.
7. Скрипко, О. В. Технологические подходы к приготовлению функциональных белково-витаминных продуктов на основе сои / О. В. Скрипко // Достижения науки и техники АПК. - 2017. - Т. 31, № 6. - С. 84-92.
8. Physicochemical kinetics of the production of concentrated forms of polycomponent systems / S. M. Dotsenko [et al.] // Theoretical foundations of chemical engineering. - 2015. - Vol. 49, № 4. - P. 427-435. DOI:https://doi.org/10.1134/S0040579515040260.
9. Скрипко, О. В. Разработка технологии функциональных продуктов питания на основе сои и папоротника / О. В. Скрипко, О. В. Литвиненко, О. В. Покотило // Вестник КрасГАУ. - 2017. - № 6. - С. 96-103.
10. Сучков, А. В. Влияние янтарной кислоты и ее солей на физическую работоспособность : автореф. дис. … канд. мед. наук / А. В. Сучков. - М., 1989. - 24 с.
11. Скрипко, О. В. Использование сои и папоротника орляк в технологии закусочных продуктов для общественного питания / О. В. Скрипко, Е. С. Стаценко, О. В. Покотило // Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственных культур: сборник научных статей по материалам научно-практической конференции (с международным участием), посвященной 105-летию со дня рождения селекционера, заслуженного агронома РФ, ветерана труда Т. П. Рязанцевой (5-6 сент. 2017 г.). - Благовещенск : Типография. - С. 200-206.
12. Разработка научно-обоснованных рецептур пищевых концентратов повышенной биологической ценности / И. А. Бугаец [и др.] // Известия вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 1. - С. 102-103.
13. Обоснование уровня обогащения пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами / В. М. Коденцова [и др.] // Вопросы питания. - 2010. - № 1. - С. 23.
14. Fuller, M. Determination of protein and amino acid digestibility in food including implications of gut microbial amino acid synthesis / M. Fuller // British Journal of Nutrition. - 2012. - Vol. 108. - Р. 238-246. DOI:https://doi.org/10.1017/S0007114512002279.
15. Справочник технолога пищеконцентратного производства / В. Н. Гуляев [и др.]. - М. : Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 488 с.
16. Методология оценки сбалансированности аминокислотного состава многокомпонентных пищевых продуктов / П. А. Лисин [и др.] // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2013. № 3 (11). - С. 53-58.
17. Вытовтов, А. А. Теоретические и практические основы органолептического анализа продуктов питания / А. А. Вытовтов. - СПб. : ГИОРД, 2010. - 232 с.
18. Заворохина, Н. В. Потенциал дескрипторно-профильного метода дегустационного анализа / Н. В. Заворохина, О. В. Чугунова // Вестник ЮУрГУ. - 2014. - Т. 2, № 2. - С. 58-62.
19. Матисон, В. А. Применение дескрипторно-профильного метода для оценки качества продуктов питания / В. А. Матисон, Н. И. Арутюнова, Е. Д. Горячева // Пищевая промышленность. - 2015. - № 6. - С. 52-54.
