SUBSTANTIATION OF TECHNOLOGY AND QUALITY EVALUATION OF SOYA-MUSHROOM FUNCTIONAL FOODS
Rubrics: FOOD PRODUCTION TECHNOLOGY
Authors:
1.
All-Russian Scientific Research Institute of Soybean
2.
All-Russian Scientific Research Institute of Soybean
Blagoveshchensk, Blagoveshchensk, Russian Federation
Blagoveshchensk, Blagoveshchensk, Russian Federation
3.
All-Russian Scientific Research Institute of Soybean
Type:
Article
Pages:
from 77
to 83
Status:
Published
Received:
20.09.2016
Accepted:
20.09.2016
Published:
20.09.2016
Subject area:
UDK 664:633.853.52:664.848:613.25
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Language:
Russian
Keywords:
Soya beans, dried mushrooms, technology, parameters, functional food ingredients, functional nutrition
Abstract (English):
Production of foods for functional nutrition is one of the most perspective directions of development of food industry now. The goal of our research is scientific substantiation of technological approaches to obtaining combined functional foods prepared with the use of plant raw materials which grow in the Far East such as soya and mushrooms. The research results enable us to develop the technology of preparation of functional foods on the basis of compatibility and complementarities of the component composition of raw material in the form of pastes and concentrates, as well as to get mathematical models of preparation process of soya-mushroom foods. By means of these models parameters and modes of preparation of combined disperse systems have been justified: mass fraction of ascorbic acid solution is 14.7%, concentration of ascorbic acid is 6.2% and duration of clot formation is 4.8 minutes, while the optimum temperature for clot formation is 66°C; initial moisture of clot is 41.4%, drying temperature of granules is 66°C, drying time of granules is 64 minutes, thus, hardness of the obtained granules is provided within 91%. The research has shown that consumption of the developed foods raise the possibility to meet daily requirements of people in vitamins C, E, PP, minerals - potassium, phosphorus, as well as dietary fibers that confirms their functional properties. The normative-technical documentation in the form of the organization standard and technological instructions for the production of soya-mushroom paste and concentrate has been developed on the basis of obtained results. New foods can be produced at food-service enterprises and food-concentrates producing plants.
Production of foods for functional nutrition is one of the most perspective directions of development of food industry now. The goal of our research is scientific substantiation of technological approaches to obtaining combined functional foods prepared with the use of plant raw materials which grow in the Far East such as soya and mushrooms. The research results enable us to develop the technology of preparation of functional foods on the basis of compatibility and complementarities of the component composition of raw material in the form of pastes and concentrates, as well as to get mathematical models of preparation process of soya-mushroom foods. By means of these models parameters and modes of preparation of combined disperse systems have been justified: mass fraction of ascorbic acid solution is 14.7%, concentration of ascorbic acid is 6.2% and duration of clot formation is 4.8 minutes, while the optimum temperature for clot formation is 66°C; initial moisture of clot is 41.4%, drying temperature of granules is 66°C, drying time of granules is 64 minutes, thus, hardness of the obtained granules is provided within 91%. The research has shown that consumption of the developed foods raise the possibility to meet daily requirements of people in vitamins C, E, PP, minerals - potassium, phosphorus, as well as dietary fibers that confirms their functional properties. The normative-technical documentation in the form of the organization standard and technological instructions for the production of soya-mushroom paste and concentrate has been developed on the basis of obtained results. New foods can be produced at food-service enterprises and food-concentrates producing plants.
Keywords:
Soya beans, dried mushrooms, technology, parameters, functional food ingredients, functional nutrition
Soya beans, dried mushrooms, technology, parameters, functional food ingredients, functional nutrition
Введение В настоящее время вопросами здорового питания озабочены и потребители, и производители. В связи с этим перспективным направлением развития пищевой промышленности является разработка новых видов продуктов для функционального питания, в рецептуру которых включают местные сырьевые ресурсы растительного происхождения [1]. Такие источники сырья должны в обязательном порядке содержать в своем составе достаточное количество физиологически функциональных пищевых ингредиентов, а также не оказывать отрицательного влияния на качество получаемых пищевых продуктов, в том числе их органолептические показатели. На сегодняшний день Амурская область является основным регионом - производителем сои, на долю которого приходится более 40 % общероссийских валовых сборов этой культуры [2]. В семенах сои содержатся биологически ценные компоненты, которые в соответствии с классификацией являются пищевыми функциональными ингредиентами - белок, с богатым аминокислотным составом, жир, с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, витамин Е, клетчатка, изофлавоноиды и другие [3, 4]. Поэтому соя и соевые ингредиенты могут быть использованы для ликвидации дефицита многих эссенциальных пищевых компонентов. Сегодня такие ингредиенты уже используются для сбалансированности питания по белку. Вместе с тем соя может использоваться для создания множества продуктов питания функционального назначения, которые будут оказывать профилактическое и терапевтическое действие при некоторых заболеваниях [5]. Для обогащения продуктов функционального назначения минеральными веществами, витаминами и клетчаткой, придания особых вкусовых и ароматических свойств в качестве ингредиента, содержащего биологически активные вещества, предлагается использовать лесные грибы (белые, подосиновики), произрастающие в Дальневосточном регионе. Однако, кроме подбора компонентного состава по наличию ценных ингредиентов, для получения функциональных продуктов питания необходимо учитывать их сочетаемость и взаимодополняемость по комплексу потребительских свойств (физико-химических, медико-биологических, органолептических, структурно-механических и др.), а также способы их обработки. Учитывая это, целью исследований является разработка технологии соево-грибных продуктов питания функциональной направленности в виде пасты и концентрата. Объекты и методы исследования Объектами исследований являлись: семена сои нового сорта амурской селекции - Хэди, соответствующие требованиям ГОСТ 17109-88; грибы подосиновики сушеные (ТУ 9164-014-23158063-10); грибы белые сушеные (ТУ 9164-014-23158063-10); аскорбиновая кислота (ГОСТ 4815-76); функциональные продукты питания в виде пасты и концентрата. Исследования проводились в соответствии со стандартными методами: семена сои исследовали с применением спектроскопии в ближней инфракрасной области (ГОСТ Р 53600-2009); изучение соево-грибных продуктов проводили с использованием следующих методик: содержание витамина С титриметрическим методом с потенциометрическим титрованием (ГОСТ 24556-89), витамина Е методов высокоэффективной жидкостной хроматографии (ГОСТ Р 54634-2011), витамина РР фотометрическим методом (ГОСТ Р 50479-93), определение влаги методом высушивания до постоянной массы (ГОСТ 15113.4-77), определение жира методом настаивания с растворителем (ГОСТ 15113.9-77), определение белка методом измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю с последующим определением массовой доли белка путем кулонометрического титрования аммиака в минерализованной пробе (ГОСТ 23327-98), определение углеводов методом определения растворимых углеводов по Бертрану (ГОСТ 26176-91), определение общего содержания минеральных веществ методом получения золы при сжигании органической части навески продукта и последующего весового определения массовой доли золы (ГОСТ 15113.6-77), определение органолептических показателей путем оценки внешнего вида, цвета, запаха, вкуса и консистенции (ГОСТ 15113.3-77); обработка экспериментальных данных статистическими методами анализа (программы Excel, Statistiсa 6.0). Результаты исследований и их обсуждение Технология получения функциональных продуктов определенной формы на основе сои со сбалансированным химическим составом и высокими органолептическими показателями предусматривает использование исходного сырья с содержанием функциональных ингредиентов в максимально возможной концентрированной форме. Проведенные исследования химического состава основных компонентов позволили установить, что семена сои сорта Хэди амурской селекции содержат в своем составе (%): влаги - 6,2, белков - 38,4, жиров - 19,3, углеводов - 30,9, минеральных веществ - 5,2; заменимых аминокислот (г в 100 г белка): аланина - 4,27, пролина - 5,86, глютаминовой кислоты - 14,24, аспарагиновой кислоты - 10,54, серина - 5,66, аргинина - 8,69, гистидина - 9,54, тирозина - 3,23; незаменимых аминокислот (г в 100 г белка): лизина - 6,40, фенилаланина - 4,22, лейцина - 8,59, изолейцина - 5,60, валина - 5,88, треонина - 3,72, метионина + цистина - 2,39; жирных кислот (в % на 100 % жирных кислот): пальмитиновой - 9,36, стеариновой - 3,4, олеиновой - 10,46, линолевой (ω-6) - 53,56, линоленовой (ω-3) - 6,14; соотношение (ω-6 : ω-3) - 8,72 : 1; витаминов (мг/100 г): С - 18,8; Е - 51,3; РР - 2,38, и могут являться сырьем для получения функциональных продуктов питания [6]. Сушеные грибы характеризуются наличием значительного количества азотистых соединений, клетчатки, гликогена, липидов и других питательных веществ. В грибах содержатся витамины В1, В2, РР, С, каротин, витамин D, из минеральных веществ - калий, кальций, фосфор, цинк, медь, кобальт и сера. Наличие в грибах экстрактивных веществ, свободных аминокислот и ароматических веществ приводит к усиленному отделению пищеварительных соков и способствует усвоению пищи [7]. В табл. 1 приведен сравнительный состав ценных в пищевом отношении сушеных лесных грибов [8]. Таблица 1 Химический состав и энергетическая ценность грибов сушенных на 100 г Показатель Грибы белые Подосиновики Вода, г 13,0 13,0 Белки, г 20,1 35,4 Жиры, г 4,8 5,4 Углеводы, г, в том числе 35,2 57,7 пищевые волокна, г 26,2 24,5 Минеральные вещества, г, в том числе 6,2 7,8 калий, мг 3937,0 3030,0 фосфор, мг 89,0 490,0 Витамин РР, мг 40,4 82,0 Витамин С, мг 150,0 60,0 Витамин Е, мг 7,4 - Энергетическая ценность, ккал 286,0 314,7 Разработанная технология производства соево-грибных продуктов заключается в приготовлении соево-грибной пасты из предварительно замоченных соевых семян и смеси грибов - подосиновиков и белых путем получения соево-грибного экстракта при гидромодуле 1:6, внесении в него водного раствора аскорбиновой кислоты для коагуляции и выделения белковых и других веществ экстракта, отделении получившейся пасты, внесении в неё вкусовых компонентов, приготовлении на основе отделенной сыворотки кулинарного соуса, а на основе полученной пасты соево-грибного концентрата. Подготовленные семена сои и смесь грибов загружают в экстрактор-измельчитель, где измельчают (степень измельчения не менее 25) и одновременно экстрагируют растворимые вещества в воде температурой 80-90 °С при соотношении семена сои, грибы, вода как 1:1:6. Затем экстракт отделяют от образовавшейся окары, доводят температуру до оптимальной для коагуляции и вносят в него коагулянт. После коагуляции разделяют продукт на фракции - сгусток и сыворотка. Прессованием доводят влажность сгустка до оптимальной для получения продукта пастообразной консистенции или формования гранул. Гранулы диаметром 2-3 мм формуют на волчке и сушат, используя оборудование для конвективной или инфракрасной сушки, до достижения влажности 10-13 %. Готовые продукты в виде пасты и гранулированного концентрата упаковывают в тару из полимерных материалов и направляют на хранение и реализацию, сыворотку используют для приготовления кулинарного соуса. При этом экспериментальные исследования позволили установить, что большое влияние на органолептические показатели оказывает количество белых грибов и подосиновиков в смеси. Установлено, что наиболее гармоничный вкус, цвет, аромат и оптимальное соотношение питательных веществ достигаются при соотношении по массе сушеные белые грибы : сушеные подосиновики как 1:2. Это связано с тем, что белые грибы обладают меньшей экстрактивностью, обладают слабым грибным ароматом и невыраженным вкусом, а подосиновики, в свою очередь, наоборот, имеют сильно выраженный вкус и аромат, но оказывают негативное влияние на цвет продукта. В ходе исследований установлено, что на температуру коагуляции t при получении соево-грибной пасты оказывают влияние такие факторы, как массовая доля раствора аскорбиновой кислоты Мк; концентрация раствора аскорбиновой кислоты К и продолжительность формирования сгустка Т. В результате регрессионного анализа зависимости t = f(Мк; К; Т) разработана математическая модель (1) получения соево-грибной пасты: (1) При этом для получения концентрированной формы соево-грибного продукта (в сушеном виде) на прочность гранул Пр максимально влияют: начальная влажность сгустка WН, температура его сушки t0 и ее продолжительность Т. Анализ зависимости Пр = f(WН; t; T), проведенный методом регрессии, позволил разработать математическую модель (2) процесса получения соево-грибного концентрата: (2) На основании разработанных математических моделей установлены оптимальные значения параметров технологии приготовления соево-грибных продуктов: массовая доля водного раствора аскорбиновой кислоты - 14,7 %, концентрация водного раствора аскорбиновой кислоты - 6,2 % и продолжительность формирования сгустка 4,8 мин, при этом температура, при которой происходит процесс формирования сгустка, составляет 66 °С; начальная влажность сгустка - 41,4 %, температура сушки гранул - 66 °С, продолжительность сушки гранул - 64 мин, при этом прочность гранул составляет 91 %. Образовавшуюся в процессе отделения соево-грибной пасты сыворотку можно использовать для получения кулинарного соуса, который готовят следующим образом. Пшеничную муку пассеруют, на растительном масле обжаривают лук, морковь в течение 2-4 мин. В подогретую сыворотку добавляют пассерованную муку, варят, добавляя овощи в течение 1-3 мин. Добавляют соль, перец, шафран, измельчают массу в блендере и подают как приправу к мясным, рыбным блюдам и гарнирам. В результате разработанная технология позволяет получить три функциональных пищевых продукта: соево-грибную пасту, соево-грибной концентрат, соус на основе соево-грибной сыворотки (рис. 1). Полученные продукты имеют высокие органолептические показатели - характерный, выраженный цвет, вкус и аромат, соответствующие грибам (табл. 2). Сравнительный биохимический состав готовых продуктов представлен в табл. 3. а б в Рис. 1. Соево-грибные продукты: а - паста; б - концентрат; в - соус на основе сыворотки Таблица 2 Органические показатели соево-грибных функциональных продуктов Показатель Соево-грибная паста Соево-грибной концентрат Внешний вид Однородная мелкодисперсная пастообразная масса, без посторонних включений Сухие гранулы с шероховатой поверхностью, одинакового размера по всей массе, без посторонних включений Консистенция Однородная, вязкая, пастообразная Частицы пористые, хрупкие, в меру ломкие Цвет Бледный от светло-коричневого до темно-коричневого, однородного по всей массе От коричневого до темно-коричневого с оттенками, однородного по всей массе Запах Умеренно выраженный, приятный с грибным ароматом, без посторонних запахов Умеренно выраженный, приятный с ароматом грибов, без посторонних запахов Вкус Умеренно выраженный, приятный с выраженным вкусом грибов, без посторонних привкусов Умеренно выраженный, приятный с грибным вкусом, без посторонних привкусов Разработанная технология при указанных значениях режимов и параметров позволяет получить соево-грибную пасту и концентрат, имеющие по сравнению с аналогом более высокое содержание ценных питательных веществ, что позволяет отнести их к функциональным продуктам питания. Соево-грибной продукт в виде белково-витаминной пасты по сравнению со свежими грибами содержит в 7,2 раза больше белков, в 11 раз - жиров, в 14 раз - витамина С, в 1,1 раза - витамина Е, на 1665 мг больше калия, на 489 мг - фосфора. В то же время соево-грибной белково-витаминный концентрат по сравнению с грибным концентратом в виде сухого порошка из смеси грибов содержит на 23 % больше белков, на 51 % - жиров, в 1,6 раза - витамина С, в 4,4 раза - витамина Е, в 3,2 раза больше калия, на 77 % - фосфора, при этом на 39 % меньше углеводов, что свидетельствует о более высокой пищевой и биологической ценности полученных продуктов по сравнению с аналогами. Полученные продукты (в зависимости от наименования) при употреблении 100 г продукта обеспечивают удовлетворение суточной потребности человека по витамину С на 211-280 %, по витамину Е до 106 %, по витамину РР на 270-434 %, по калию до 166 %, по фосфору на 57-93 % и по пищевым волокнам до 23 % от рекомендуемой суточной нормы потребления, что подтверждает их функциональное назначение. Выводы Таким образом, в результате проведенных научных исследований разработана научно обоснованная технология производства соево-грибных функциональных продуктов в виде пасты и концентрата, а также техническая документация в виде стандартов организации и технологических инструкций на производство новых белково-витаминных функциональных пищевых продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью. Список литературы 1. Комплексная программа развития биотехнологий в РФ на период до 2020 г. / Постановление Правительства РФ № 1853-П-П8 от 24.04.2012. 2. Синеговский, М.О. Современное состояние производства сои в Амурской области / М.О. Синеговский // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. - 2015. - № 3 (163). - С. 86-90. 3. ГОСТ Р 54059-2010. Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования. - Введ. 2012-01-01. - М.: Стандартинформ, 2011. - 12 с. 4. Скрипко, О.В. Исследование биохимического состава семян сои амурской селекции для использования в пищевой промышленности / О.В. Скрипко, О.В. Литвиненко, Н.Ю. Исайчева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2015. - № 8. - С. 32-35. 5. Петибская, В.С. Соя: химический состав и использование / под ред. В.М. Лукомца. - Майкоп: ОАО «Полиграф-ЮГ», 2012. - 432 с. 6. Методические рекомендации по использованию новых сортов сои дальневосточной селекции для производства продуктов питания функционального назначения / О.В. Скрипко, О.В. Литвиненко, О.В. Покотило; ФГБНУ ВНИИ сои. - Благовещенск: «ИПК» Одеон, 2016. - 40 с. 7. Цапалова, И.Э. Экспертиза дикорастущих плодов, ягод и травянистых растений. Качество и безопасность / под ред. В.М. Позняковского. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2005. - 213 с. 8. Химический состав российских пищевых продуктов: справочник / под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. - М.: ДеЛи принт, 2002. - 236 с. Таблица 3 Содержание питательных и биологически активных веществ в разработанных продуктах и степень удовлетворения ими суточной потребности человека Наименование продукта Содержание на 100 г Энергетическая ценность, ккал Основных пищевых веществ, г Биологически активных веществ, мг/100 г Степень удовлетворения суточной потребности человека (% от РСНП*) воды белков, N х 6,25 жиров углеводов (в т.ч. пищевые волокна) минеральных веществ витамина С витамина Е витамина РР калия фосфора в витамине С в витамине Е в витамине РР в калии в фосфоре в пищевых волокнах Соево-грибная паста - разработка 50,0 24,8 9,8 11,0 (2,6) 4,4 196 3,4 40,7 2090 565 280 34 270 84 57 10 213 Паста из грибов-дикоросов (белые : подосиновики - 1:2) - аналог 88,5 3,4 0,9 6,2 (5,1) 0,9 14 0,3 7,7 425 76 20 12 51 17 8 20 47 Соево-грибной концентрат - разработка 12,0 43,7 17,2 19,4 (5,8) 7,7 148 10,6 65,2 4160 886 211 106 434 166 93 23 407 Грибной концентрат (порошок из смеси грибов - белые : подосиновики - 1:2) - аналог 13,0 33,7 8,4 50,2 (25,1) 7,5 90 2,4 62,3 1315 202 129 24 415 52 20 97 411 *РСНП - рекомендуемая суточная норма потребления.
1. Kompleksnaya programma razvitiya biotehnologiy v RF na period do 2020 g. / Postanovlenie Pravitel'stva RF № 1853-P-P8 ot 24.04.2012.
2. Sinegovskiy, M.O. Sovremennoe sostoyanie proizvodstva soi v Amurskoy oblasti / M.O. Sinegovskiy // Maslichnye kul'tury. Nauchno-tehnicheskiy byulleten' VNIIMK. - 2015. - № 3 (163). - S. 86-90.
3. GOST R 54059-2010. Produkty pischevye funkcional'nye. Ingredienty pischevye funkcional'nye. Klassifikaciya i obschie trebovaniya. - Vved. 2012-01-01. - M.: Standartinform, 2011. - 12 s.
4. Skripko, O.V. Issledovanie biohimicheskogo sostava semyan soi amurskoy selekcii dlya ispol'zovaniya v pischevoy promyshlennosti / O.V. Skripko, O.V. Litvinenko, N.Yu. Isaycheva // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ya. - 2015. - № 8. - S. 32-35.
5. Petibskaya, V.S. Soya: himicheskiy sostav i ispol'zovanie / pod red. V.M. Lukomca. - Maykop: OAO «Poligraf-YuG», 2012. - 432 s.
6. Metodicheskie rekomendacii po ispol'zovaniyu novyh sortov soi dal'nevostochnoy selekcii dlya proizvodstva produktov pitaniya funkcional'nogo naznacheniya / O.V. Skripko, O.V. Litvinenko, O.V. Pokotilo; FGBNU VNII soi. - Blagoveschensk: «IPK» Odeon, 2016. - 40 s.
7. Capalova, I.E. Ekspertiza dikorastuschih plodov, yagod i travyanistyh rasteniy. Kachestvo i bezopasnost' / pod red. V.M. Poznyakovskogo. - Novosibirsk: Sibirskoe universitetskoe izdatel'stvo, 2005. - 213 s.
8. Himicheskiy sostav rossiyskih pischevyh produktov: spravochnik / pod red. I.M. Skurihina, V.A. Tutel'yana. - M.: DeLi print, 2002. - 236 s.
