Д.т.н. Скрипко О.В., д.т.н. Доценко С.М., д.б.н. Тильба В.А.

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сои Российской академии сельскохозяйственных наук, Россия

Разработка технологии пищевых продуктов

функционального назначения на основе сои

Среди пищевых факторов, имеющих особое значение для поддержания здоровья человека, важнейшая роль принадлежит микронутриентам, недостаточное содержание которых в рационе – общая проблема начала 21 века для всех индустриально развитых стран.

Данные клинических исследований, проведенные как в Российской Федерации, так и за рубежом, свидетельствуют о крайне недостаточном потреблении значительной частью населения витаминов А, Е, С, а также бета-каротина, обладающих антиоксидантными свойствами, особенно при использовании их в совокупности с белками и биофлавоноидами.

В этой связи, на сегодняшний день, при разработке и создании новых продуктов питания наиболее широкое распространение получили два основных пути решения проблемы адекватного и здорового питания: первое - обогащение пищевых продуктов биологически незаменимыми (эссенциальными) нутриентами и второй – исключение нежелательных и вредных веществ из состава продуктов и по возможности – замена их на физиологически ценные или безопасные для здоровья вещества и ингредиенты [1, 5]. При этом обогащение пищевых продуктов осуществляют белковыми веществами, эссенциальными амино- и жирными кислотами, пищевыми волокнами, макро и микроэлементами, а также витаминами [3, 5].

Целью наших исследований является научное обоснование и разработка технологии приготовления функциональных белково-витаминных продуктов в виде концентрата и гранулята с использованием сои и сладкого перца.

В основу разработки технологии производства белково-витаминных продуктов, как новой формы пищи, нами положены принципы пищевой комбинаторики, которые учитывают технологические приемы обработки сырья и полуфабрикатов, физико-химические процессы, происходящие в продукте при технологической обработке, введение в продукт пищевых и биологически активных веществ, а также совместимость и сочетаемость добавок и продуктов в рецептуре.

При выборе основы пищевой композиции предпочтение было отдано соевому сырью как источнику комплементарного белка, витамина Е и изофлавоноидов. В настоящее время белковые продукты из сои завоевывают признание как полезные и рентабельные ингредиенты в производстве традиционных продуктов питания, а также в создании новых видов пищи.

На сегодняшний день, при производстве структурированного соевого белка из соевой белковой основы (типа «тофу») коагуляцию белка в такой дисперсной системе осуществляют с помощью хлористого кальция – СаСl₂, а также уксусной и других кислот, что приводит к потере соевой сыворотки. Более того, хлорид кальция противопоказан людям при склонности к тромбозам, при далеко зашедшем атеросклерозе, и повышенном содержании кальция в крови. Содержащие его продукты обладают сильным раздражающим действием на кожу и слизистые [2].

Для обогащения продуктов клетчаткой, минеральными веществами и витаминами, а также придания продуктам различной природной цветовой гаммы в качестве овощного продукта, содержащего биологически активные вещества, был выбран перец сладкий.

Полезные свойства болгарского перца определяются главным образом его богатым витаминным и минеральным составом. Содержащиеся в сладком перце бета-каротин (витамин А) и витамин С повышают иммунитет, стимулируют рост волос и ногтей, улучшают функцию зрения, состояние кожи и слизистых оболочек [4].

Из-за содержащихся в его составе витаминов группы В. Входящие в его состав витамины Р и С, способствуют укреплению стенок кровеносных сосудов и снижению их проницаемости. А благодаря большим количествам железа, цинка, йода, кальция, фосфора, магния и других микроэлементов болгарский перец незаменим при остеопорозе, анемии, нарушении работы потовых и сальных желез, авитаминозе и раннем облысении. Перец полезен при ухудшении памяти, бессоннице, стрессах и депрессиях, отеках, дерматитах, сахарном диабете и общей усталости организма [5].

Капсаицин, входящий в состав болгарского перца, возбуждает аппетит, стимулирует работу желудка и поджелудочной железы, понижает артериальное давление и разжижает кровь, тем самым препятствуя образованию тромбов. P-кумаровая и хлорогеновая кислоты связывают и выводят из организма нитроксиды (канцерогенные вещества), а ликопин, содержащийся в плодах красного цвета, препятствует развитию раковых заболеваний [5].

Плоды перца богаты витамином Р, который является синергистом витамина С, т.е. усиливает его биологический эффект (задерживает окисление витамина С, способствует полному его усвоению). Достаточно 20-50 г свежего перца (1 плод) чтобы удовлетворить суточную потребность человека в витаминах С и Р. Благодаря своей питательной ценности перец получил широкое распространение на всех континентах земного шара [4, 5].

При изыскании и выборе структурообразователя для белковой дисперсной системы, каковой является соево-перцевая белковая основа, для получения белково-витаминных продуктов функциональной направленности, нами было отдано предпочтение аскорбиновой кислоте.

Аскорбиновая кислота по технологическим функциям является антиоксидантом, синергистом антиокислителей, стабилизатором окраски, подкислителем и регулятором кислотности, но прежде всего витамином. Аскорбиновая кислота стимулирует защитные силы организма, улучшает усвоение железа из пищи, играет важную роль в образовании и поддержании функций соединительных тканей и костей. Ежедневная потребность составляет 70-100 мг. Допустимое суточное потребление не ограничено. Будучи легкоокисляемой, аскорбиновая кислота защищает от действия кислорода другие окисляемые вещества пищевых продуктов.

Совместная дезинтеграция семян сои и перца, а также экстракция белковых и других веществ, в определенных соотношениях, способствует получению окрашенной белково-витаминной основы, а последующая коагуляция белковых веществ в полученной основе раствором аскорбиновой кислоты, выполняющей роль структурообразователя, позволит получить окрашенные в соответствующий цвет и обогащенные биологически ценными нутриентами соево-перцевые композиции.

Технология получения данных продуктов включает следующие операции. Сначала получают соево-овощную белково-витаминную основу путем совместной дезинтеграции и экстракции, предварительно замоченных семян сои и измельченного свежего сладкого перца в соотношении 1:1 при гидромодуле 1:6. Затем разделяют полученную смесь на растворимую и нерастворимую фракции. В растворимую фракцию вносят раствор аскорбиновой кислоты и проводят процесс коагуляции. Полученный коагулят отделяют от сыворотки, гранулируют и сушат, получая белково-витаминный концентрат. Отделенную нерастворимую фракцию (окару) также гранулируют и сушат, получая при этом белково-углеводный гранулят. Оставшуюся сыворотку используют для приготовления напитков.

На основе разработанных подходов, путем априорного ранжирования выделены наиболее значимые факторы процесса, влияющие на процесс коагуляции белковых и других веществ в соево-овощной основе и процесс получения концентрата и гранулята.

В качестве основных выделены три фактора, оказывающих влияние на процесс получения белкового коагулята: массовая доля аскорбиновой кислоты, М_к, %; концентрация аскорбиновой кислоты, К, %; продолжительность коагуляции, Т, мин. За критерий оптимизации принята температура коагуляции - t, ⁰С.

Математическая модель (1) производства белково-витаминного коагулята на основе сои и перца, а также аскорбиновой кислоты выглядит следующим образом:

(1)

На процесс получения белково-витаминного концентрата и белково-углеводного гранулята основное влияние оказывают такие факторы, как начальная влажность коагулята, W_н, %; температура сушки, t, ⁰С; продолжительность сушки, Т_с, мин. За критерий оптимизации принята прочность готовых гранул - П_р.

Математическая модель (2) процесса получения белково-витаминного концентрата и белково-углеводного гранулята выглядит следующим образом:

(2)

В результате решения задачи определена область оптимальных значений факторов: массовая доля аскорбиновой кислоты – 13,2%, концентрация раствора аскорбиновой кислоты - 5%, продолжительность коагуляции - 5 мин. При этом оптимальная температура коагуляции составляет 48,5⁰С. Начальная влажность гранул - 35,4%; температура сушки - 72,6⁰С; продолжительность сушки - 60 мин. При этом прочность полученных гранул составляет 95,9%.

Полученные белково-витаминные коагуляты, концентрат и грануят характеризуются высокими органолептическими показателями, имеют характерный, выраженный вкус, цвет и аромат, соответствующие используемому сырью.

С учетом полученных параметров разработана безотходная технология производства указанных пищевых продуктов, содержащих совокупность последовательно выполняемых операций с соответствующими рецептурами.

Биохимический состав готового концентрата и гранулята представлен в таблице 1.

На основании проведенных исследований разработана нормативная документация для промышленного производства указанных продуктов. Элементы разработанной технологии защищены тремя патентами РФ на изобретения.

Таблица 1 – Биохимический состав и энергетическая ценность белково-витаминного концентрата и белково-углеводного гранулята

Наименование продукта	Массовая доля воды, % не более	Массовая доля белка, % не менее	Массовая доля жира, % не более	Массовая доля углеводов, %, не более	Массовая доля минеральных веществ, %, не менее	Витамин С, мг/100 г, не менее	Энергетическая ценность, ккал
Соево-перцевый белково-витаминный концентрат	10,0	30,0	7,36	40,52	12,02	150,0	349,4
Соево-перцевый белково-углеводный гранулят	9,3	15,2	6,5	64,4	4,6	-	376,9

Полученные в результате проведенных исследований новые научные данные, а также разработанный на их основе пакет нормативно-технической документации, могут быть использованы предприятиями пищеконцентратной промышленности и общественного питания при производстве продуктов функциональной направленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения [Текст]. – Введ. 2006–07–01. – М.: Изд-во стандартов, 2005. – 12 с.

2. Суханов, В.В. Токсикологическая оценка хлорида кальция и содержащих его продуктов [Текст] / В.В. Суханов [и др.] // Гигиена труда и профзаболеваний. – 1990. – №5. – С. 51-52.

3. Толстогузов, В.Б. Новые формы белковой пищи [Текст] / В.Б. Толстогузов. – М.: Агропромиздат, 1987. – 303 с.

4. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник [Текст] / Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. – М.: ДеЛи принт, 2002. – 236 с.

5. Шабров, А.В. Биохимические основы действия микрокомпонентов пищи [Текст] / А.В. Шабров [и др.]. – М., 2003. – 180 с.