Сельское хозяйство / 4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

К.т.н. Окара А.И., к.т.н. Земляк К.Г., Жебо А.В., к.т.н. Алешков А.В.

Хабаровская государственная академия экономики и права, Россия

Повышение качества продовольствия за счёт

дальневосточных дикоросов и побочных продуктов пищевых производств

В настоящее время во многих странах мира спрос населения на пищевые продукты значительно опережает темп развития и модернизации сельского хозяйства, что усиливает дефицит продовольственного сырья и продуктов его переработки. Риск нехватки продовольствия усугубляется значительным сокращением пахотных земель, а также их химической и радиационной деградация.

Несмотря на огромные территории (первое место в мире по площади сельскохозяйственных угодий) и потенциальный ресурс сельскохозяйственного производства, жители России продолжают испытывать дефицит потребления основных компонентов пищи.

По данным Института питания РАМН, на первый план выходят следующие нарушения пищевого статуса россиян: дефицит белка; дефицит комплекса ненасыщенных жирных кислот (на фоне избыточного потребления животных жиров); дефицит большинства витаминов; дефицит ряда макро- и микроэлементов; дефицит пищевых волокон и других биологически активных нутриентов (в целом свыше 600 соединений).

Современные исследования позволили установить неизвестные ранее факторы пищи, играющие важную роль в профилактике различных заболеваний. В результате список физиологически функциональных ингредиентов пищи был значительно расширен, раскрыты сложнейшие механизмы влияния их на обменные процессы в организме. В этой связи пищевые продукты следует рассматривать не только в качестве источника белков, жиров, углеводов, клетчатки и энергии. Основным постулатом нутрициологии становится необходимость обеспечения организма специфичными, узконаправленными биологически активными веществами (БАВ), целенаправленно действующими на метаболические процессы как здорового организма, так и в случаях отклонений от нормы.

В то же время очевидно, что в современных условиях невозможно обеспечить потребность населения пищевыми продуктами адекватного качества в требуемом количестве только путем интенсификации традиционного сельскохозяйственного производства. Возникает необходимость разработки новых подходов и требований к сырью, технологиям, рецептурам продуктов и в целом к рациону питания.

В связи с этим всё большее внимание уделяется нетрадиционным ресурсам, прежде всего, растительного происхождения (дикорастущие ягоды, грибы, орехи, травянистые растения, в т.ч. сорняки – крапива, лопух большой, татарник колючий и др.), а также сырью животного происхождения (вторичные и малоценные продукты – молочная сыворотка, кровь, коллагенсодержащие хрящи, сухожилия, кости, желчь, мускус, панты, зубы).

В поиске альтернативных источников сырья для производства пищевых продуктов и с целью обогащения последних БАВ мы обратили внимание на недревесные лесные ресурсы – орех маньчжурский и плодово-ягодное сырьё, а также на молочную сыворотку, которая сегодня используется неэффективно из-за малой мощности и слабой технической оснащённости перерабатывающих предприятий.

Согласно данным различных учёных, на российском Дальнем Востоке широко представлены орехоплодные растения: кедр корейский и сибирский, кедровый стланик, орехи маньчжурский и Зибольда, три вида лещины и орех водяной. Здесь произрастает 51 вид ягодных растений, перспективных для заготовки, из которых промышленностью пока освоено только 16: брусника, голубика, лимонник, калина, клюква, черника, жимолость, морошка, красника, черёмуха, боярышник, актинидия, виноград и др. [1].

По оценкам специалистов, потенциальный ресурс дикорастущего сырья составляет: для орехов – 43,3 тыс. т, ягод – 65,0 тыс. т, в т.ч. по Хабаровскому краю – 8,4 и 9,1 тыс. т соответственно. В то же время ежегодно заготавливается всего около 107 т орехов, 126 т ягод, 460 т лекарственного сырья.

Молочную сыворотку, являющуюся побочным продуктом в производстве творога и сыроделия, также следует рассматривать как ценное сырьё для производства широкого ассортимента продуктов питания. Годовой ресурс сыворотки достигает 2,5 млн т, однако значительная часть её утилизируется, либо направляется на кормовые цели.

Нами был изучен состав и свойства указанного сырья, разработаны технологии и рецептуры серии пищевых продуктов на его основе. Было установлено, что основная съедобная часть плодов ореха маньчжурского – ядро содержит до 60% липидов, более 28% протеинов и до 3,3% зольных веществ, в т.ч. соединения калия, фосфора, железа, кобальта, йода и др.

В липидах ореха содержится до 97% ненасыщенных жирных кислот, в т.ч. 85,8% полиненасыщенных. По соотношению полиненасыщенных кислот семейства ω-6 и ω-3 (4,65 – 6,03 к 1) жиры ореха отвечают нормам, рекомендуемым для диетических продуктов.

Липиды ореха богаты токоферолами (0,072%, что почти вдвое больше, чем в грецком), стероидами (0,29%) и фосфолипидами. Преобладание α- и β-изомеров токоферолов, обладающих повышенной антиоксидантной активностью, предохраняет ядро ореха от окислительной порчи при хранении. По содержанию каротиноидов и аскорбиновой кислоты маньчжурский орех многократно превосходит грецкий орех.

Анализ аминокислотного состава белков ореха маньчжурского свидетельствует о значительном содержании в нём незаменимых аминокислот (около 31%), особенно валина, изолейцина, триптофана, фенилаланина и тирозина. С помощью реснитчатой инфузории Tetrahymena pyriformis показана высокая биологическая доступность и физиологическая ценность орехового белка. Относительную биологическую ценность определяли как отношение числа клеток инфузорий, выросших на среде, содержащей исследуемый орех, к количеству инфузорий, выросших в контрольном образце (белок казеин), выраженное в процентах.

Объектом, ценным для пищевой и фармацевтической промышленности, оказался и околоплодник ореха маньчжурского. Содержание йода в нём достигает 143,3 мг/100 г, а значительное количество фенольных соединений: кумаринов, нафтохинонов, антраценпроизводных и дубильных веществ, расширяют перспективы комплексного использования плодов ореха, в частности, при производстве витаминно-минеральных премиксов, биологически активных и пищевых добавок для обогащения продуктов питания.

По разработанной нами схеме и технологиям из плодов ореха получили ореховое масло, которое затем использовали для производства серии масел-смесей, сбалансированных по жирнокислотному составу. Белковый продукт из маньчжурского ореха «Ореховит» оказался высокотехнологичным обогатителем для хлеба, кондитерских изделий, майонезной продукции. Включение в рецептуру рубленых мясных полуфабрикатов крупноизмельчённого ядра ореха позволило получить обогащённый БАВ продукт премиум-класса с привлекательным ореховым вкусом и ароматом и сочной консистенцией. Все разработки защищены патентами РФ [2 – 4].

Путём исследования дикорастущего плодово-ягодного сырья были получены данные о его морфологическом и химическом составе, физических и технологических свойствах. Было установлено, что все плоды и ягоды, несмотря на разнообразный состав, являются ценным источником витамина С (до 570 мг/100 г), дубильных веществ и пигментов (3,2 – 7,3%). Содержание органических кислот в них колебалось от 1,7% (шиповник) до 3,5% (лимонник).

Из плодов и ягод прямым отжимом выделяли сок, который использовали как товарный продукт и в качестве основного компонента целого ряда сокосодержащей продукции (сиропы, напитки, десерты), а оставшиеся выжимки высушивали. Исследование состава выжимок ягод лимонника, брусники и калины и плодов шиповника показало их привлекательность для пищевой промышленности из-за высокого содержания фенольных соединений (от 10,11 до 17,67%) и витамина С (до 548 мг в 100 г плодов шиповника). Специфически интенсивная окраска, характерный вкус и аромат указанных продуктов также повышал интерес к их использованию в производстве пищевых продуктов.

Для извлечения БАВ из высушенных выжимок использовали молочную сыворотку. Известно, что сыворотка обладает лечебно-профилактическими свойствами, так как содержит до 5,6% сухих веществ, в т.ч. полноценные сывороточные белки (0,8%), характеризующиеся пребиотическими свойствами.

С помощью подобранных режимов экстрагирования из плодово-ягодных выжимок получили сывороточно-растительные экстракты с содержанием сухих веществ от 6,5 до 11,5% в зависимости от вида сырья (технология запатентована [4]). В экстрактах содержалось 0,45 – 0,65% белков, 3,3 – 6,7% углеводов, 0,2 – 0,4% жиров и 1,3 – 2,7% минеральных веществ. Кислотность продуктов колебалась от 55 до 100°Т и pН – от 4,5 до 5,4.

Было установлено, что экстракты отвечают требованиям для продуктов функционального назначения в части удовлетворения суточной потребности (более 15%) в таких минеральных элементах, как железо, магний и др., и могут быть использованы для обогащения пищевых продуктов.

В сывороточно-растительных экстрактах в значительных количествах обнаружены витамин С и β-каротин, а содержание фенольных соединений (11,2 – 24,0%) и флавоноидов (до 8,7%) подтверждает их высокое антиоксидантное действие, полезное для организма и повышающее сохранность жиросодержащих продуктов.

На основе сывороточно-растительных экстрактов нами разработана серия напитков под торговой маркой «Амурские просторы», получивших высокую оценку экспертов и потребителей.

Сывороточно-растительные экстракты были успешно использованы взамен водной фазы при производстве майонезов и соусов майонезных по разработанной и запатентованной нами технологии. Майонезная продукция с использованием сывороточных экстрактов из выжимок дикорастущих плодов и ягод характеризовалась привлекательными органолептическими показателями, хорошей сохраняемостью, высоким содержанием БАВ и экономической эффективностью.

Таким образом, наши исследования показали целесообразность использования дикорастущего сырья и побочных продуктов переработки пищевого сырья для расширения ресурсов продовольственного сырья, а также с целью расширения ассортимента и обогащения пищевых продуктов биологически активными веществами.

Литература:

1. Шейнгауз, А.С. Лесной комплекс Дальнего Востока России: аналитический обзор / под ред. А.С. Шейнгауза. – Владивосток, Хабаровск: ДВО РАН, 2005. – 160 с.

2. Патент 2431411, RUC1 МПК А23J 1/14. Способ получения белкового продукта из шрота маньчжурского ореха / К.Г. Земляк, А.И. Окара. – №2010108952/10; заявлено 10.03.2010; опубл. 20.10.2011, Бюл. №29. – 9 с.

3. Патент 2437549, RUC1 МПК А23D 9/00. Способ получения растительных масел-смесей / К.Г. Земляк, А.И. Окара. – №2010112184/13; заявлено 29.03.2010, опубл. 27.12.2011, Бюл. №36. – 10 с.

4. Патент 2441391, RUC2 МПК А23С21/08. Способ получения сывороточного экстракта из плодово-ягодных выжимок / А.И. Окара, А.В. Жебо. – №2010119472/10; заявлено 14.05.2010, опубл. 10.02.2012, Бюл. №4. – 5 с.