Publication text
(PDF):
Read
Download
Введение К началу XXI столетия наметились два основных направления по способам производства паштетов на мясной основе. Первое - производство паштетов из свинины, говядины, птицы, субпродуктов с добавлением соли и пряностей. Второе - создание многокомпонентных паштетов на мясной основе с добавлениемовощей, круп, зелени и др. [1, 2]. В технологии мясных продуктов широко применяют различные пищевые добавки и рассолы сложного состава, которые включают белковые препараты различного происхождения, полисахариды и другие компоненты [3, 4, 5]. Наряду с непосредственным использованием пищевых добавок широкое распространение получило создание и применение на их основе белково-жировых эмульсий (БЖЭ). Основной задачей использования БЖЭ является улучшение качества готового продукта, его внешнего вида, потребительских и органолептических свойств [6, 7]. Одним из важных факторов при проектировании рецептуры новых пищевых продуктов является биологическая ценность белков, определяемая сбалансированностью аминокислотного состава. Человеческий организм способен производить 10 из 20 аминокислот. Недостаток даже одной незаменимой аминокислоты приводит к невозможности синтеза белков и других биологических веществ [8]. Организм человека не имеет большого запаса аминокислот для последующих реакций, поэтому в каждодневной потребляемой пище должно быть достаточноаминокислот [9]. На базе кафедры «Технология пищевых продуктов и изделий легкой промышленности» ГУ им. Шакарима города Семей (с участием сотрудников Южно-Уральского государственного университета) ведутся работы по созданию мясо-растительных паштетов на основе нетрадиционного сырья - мяса маралов с добавлением в рецептуру белкового обогатителя и растительного сырья - фасоли продовольственной. Мясо маралов используется в качестве основного сырья в производстве мясных продуктов. Оно богато незаменимыми аминокислотами, витаминами (в 5-10 раз выше по сравнению с говядиной), минералами, высоким содержанием белка (19-20 %) и низким содержанием жира (от 1,1 до 3,9 %), что позволяет использовать его в диетическом питании [10]. Калорийность мяса маралов составляет 944-1154 ккал. В его состав входят биологически активные вещества, ферменты, гормоны и пр., благотворно влияющие на состояние ослабленного организма человека. Убойный выход мяса маралов составляет 55-60 % живой массы [11]. Мясо марала обладает хорошими вкусовыми качествами и другими аналогичными свойствами, что и панты. По химическому составу и морфологии мясо имеет некоторые отличия от сельскохозяйственных животных, которое обусловлено специфическими условиями содержания и питания, особенностями метаболизма животных. Содержание белка в мясе марала составляет 18,31-20,04 %, которое не уступает говядине и свинине, массовая доля жира меньше, чем в говядине, баранине и свинине, а также в нем низкое содержание холестерина. Мясо маралов - ценнейший источник витаминов: А, В, С, Е, а также макро-и микроэлементов: железа, калия, кальция, магния, меди, цинка и селена [12-17]. Использование в рецептуре фасоли обусловлено ee хорошими вкусовыми качествами, а также высоким содержанием белков, сахаров, витаминов А, С и группы В, минеральных веществ. Из-за большого содержания белков ее называют «природным мясом». В пищу используют семена как в свежем (зеленые бобы), так и в консервированном виде. В зрелых семенах фасоли содержится 17-33 % белка, 0,8-3,6 % жира, 50-60 % крахмала, 5-8 % клетчатки. Содержание незаменимых аминокислот в белке семян фасоли колеблется в следующих пределах (в %): аргинина 8,1-9,9, гистидина 2,3-3,6, лизина 3,4-5,7, метионина 1,7-1,9, тирозина 2,4-3,0, триптофана 0,8-1,8, цистина 1,2-1,6. Белок фасоли хорошо усваивается, по перевариваемости превосходит белок гороха и чечевицы. Зеленые бобы фасоли содержат 15,7 % белка на сухую массу, 40,1 % углеводов, витамины: С -2,2 мг/кг, А (каротин) - 4,0 мг/кг, В1 - 4,6 мг/кг, В2 - 1,6 мг/кг, В6 - 2,8 мг/кг. Содержание небелковых азотистых веществ (соли азотной кислоты, пептиды, глютамин, аспарагин и другие свободные аминокислоты) составляет до 0,3%, а в составе общего азота - до 8,8% [18]. Целью работы является определение аминокислотного состава и сбалансированности разработанных паштетов на основе мяса марала, белкового обогатителя и фасоли методом высокоэффективной жидкостнойхроматографии. Объекты и методы исследований Технологиябелковогообогатителя С целью повышения пищевой и биологической ценности, а также приближения по структуре и составу к аналогичным показателям мясных фаршевых систем в составе белкового обогатителя были использованыэмульсия изакваска. Для приготовления белкового обогатителя были использованы: рубец крупного рогатого скота (после предварительной технологической обработки), белково-жировая эмульсия, соль поваренная пищевая, чеснок свежий, нитрит натрия, перец душистый, бактериальная закваска (БОЗ) [19, 20, 21]. Белковыйобогатитель готовили в два этапа. На I этапе готовили белково-жировую эмульсию (БЖЭ). Наиболее оптимальной является эмульсия, содержащая 75 % бульона, полученного от варки рубца крупного рогатого скота, 15 % конского топленого жира и 10 % цельной дефибринированной крови. Начальная температура куттерования составляла в пределах 65-70 °С, оптимальное время куттерования 10-12 мин. БЖЭ получали путем гомогенизации бульона от варки субпродуктов (75 %), курдючного топленого жира (15 %), дефибринированной цельной крови (10 %). Полученная эмульсия имеет следующий химический состав: содержание белка - 10,26 %, жира - 13,68 %, сухого остатка - 14,07 %, золы - 0,95 %. Приготовленная белково-жировая эмульсия представляет собой однородную смесь светлорозового цвета. На II этапе промытый и очищенный рубец закладывали в котел и варили в течение 1,5-2,0 часов при соотношении сырья и воды 1:3. Вареный рубец измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Измельченный рубец помещали в куттер и смешивали с белково-жировой эмульсией в соотношении 2:1, добавляли 3 % поваренной соли и куттеровали в течение 5-7 мин. В конце куттерования вносили 5-10 % бактериальной закваски для кислосливочного масла, включающей культуры Str. Lactis, Str. Diacetilactis, Str. Cremoris, взятые в разных соотношениях. Затем все это перемешивается в куттер-мешалке еще 2-3 мин. Применение бактериальных культур и использование крови обеспечивает образование стабильной окраски БОЗ. Под действием бактерий происходит снижение рН. В дальнейшем при приготовлении колбас нет необходимости добавлять в фарш дополнительно аскорбиновую кислоту или другие смеси, используемые для улучшения окраски, и можно сократить дозу добавляемого нитританатрия. Полученный обогатитель выдерживали 6-12 ч при температуре 4 °С. Технология производства паштета В рецептуру паштетов входят: измельченное мясо марала, белковый обогатитель, отварная фасоль измельченная, бульон от варки субпродуктов (рубца), морковь свежая, мука пшеничная, соль поваренная, перец черный молотый и др. специи. Паштеты готовились по следующим вариантам рецептур с варьированием количества белкового обогатителя и фасоли: в рецептуру 2 добавляли 15 % белкового обогатителя и 20 % измельченной отварной фасоли к общей массе сырья; в рецептуру 3-25 % белкового обогатителя и 10 % измельченной отварной фасоли, тогда как в рецептуре 1 количество мяса марала составляло 85 %, без добавления белкового обогатителя и фасоли. Рецептуры модельных фаршей представлены в табл. 1. Таблица 1 Рецептуры модельных фаршей паштетов Сырье Массовая доля компонентов, % 1 2 3 Мясо марала 85 50 50 Белковый обогатитель - 15 25 Фасоль продовольственная - 20 10 Мука пшеничная 2 2 2 Морковь вареная 4 4 4 Лук репчатый 1 1 1 Бульон (субпродуктовый) 7 7 7 Соль поваренная 1 1 1 Перец черный молотый 0,1 0,1 0,1 Мясо марала промывают, крупные куски мяса разрезают на более мелкие (по 100-150 г), бланшируют в воде при температуре 90-95 °С в соотношении сырья и воды 1:3 в течение 30 мин, согласно рецептуре взвешивают, измельчают на волчке с диаметром отверстийрешетки 2-3 мм. Фасоль промывают и варят в воде в течение 45-60 мин. Далее отварную фасоль измельчают с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Морковь свежую моют, очищают, варят при температуре 90-95 °С до готовности. Лук репчатый чистят, сортируют, грубо измельчают, пассеруют в растительном жире в течение 10-15 мин до золотистого цвета, взвешивают, повторно измельчают более тонко. Морковь - источник пектиновых веществ, клетчатки, витаминов А, В, Е, К, каротиноидов, макро-и микроэлементов, калия, кальция, магния. Фасоль и морковь богаты витаминами, минеральными веществами, а главное, содержат в своем составе пектиновые вещества, способствующие не только повышению пищевой ценности разрабатываемого продукта, но и выводу из организма человека солей тяжелых металлов, токсинов, радиоактивных элементов. Согласно рецептуре предварительно подготавливают и взвешивают белковый обогатитель, бульон от варки субпродуктов и специи. Определениеаминокислотного состава Определение аминокислот проводили на жидкостном хроматографе SHIMADZU LC-20 Prominence (Япония) с флуориметрическим и спектрофотометрическим детектором. Использовалась хроматографическая колонка размером 25 см*4,6 мм SUPELCO C18, 5 мкм (США) с предколонкой для защиты основной колонки от примесей. Хроматографический анализ проводили в градиентном режиме при расходе элюента 1,2 мл/мин и температуре термостата колонки 400 °С. Измерение выполняют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на колонке с обращенной фазой со спектрофотометрическим и флуориметрическими детекторами на длинах волн 246 нм и 260 нм с использованием кислотного гидролиза и модификации аминокислот раствором фенилизотиоционата в изопропиловом спирте с получением фенилтиогидантоинов. В качестве подвижной фазы использовали смесь 6,0 мМ раствора CH3COONa с рН 5,5 (компонент А), 1 % раствор изопропилового спирта в ацетонитриле (компонент В) и 6,0 мМ раствора CH3COONa с рН 4,05 (компонент С). Оптимизированы условия кислотного гидролиза образцов при проведении процедуры пробоподготовки. Использовали стандартные образцы аминокислот производства Sigma Aldrich, ацетонитрил о.с.ч., изопропиловый спирт о.с.ч., для жидкостной хроматографии, ФИТЦ пр-во Sigma Aldrich, ацетат натрия о.с.ч., соляную кислоту о.с.ч., гидроксид натрия о.с.ч. Пробоподготовка Для проведения гидролиза в стеклянные ампулы с оттянутым концом помещали 100 мг мяса. Далее добавляли 10 мл 6М раствора соляной кислоты. Смесь тщательно перемешивали и обдували током азота в течение 2 мин. Стеклянные ампулы запаивали и помещали в термостат. Гидролиз проводили при температуре 110 °С в течение 24 ч. После охлаждения гидролизаты фильтровали через мембранные фильтры диаметром пор 0,45 мкм, и отбирали аликвоты 0,5 мл. Аликвоты высушивали при 65 °С в токе воздуха. К высушенным аликвотам добавляли 0,10 мл раствора NaOH 0,15М и тщательно перемешивали. Затем приливали 0,35 мл раствора фенилизотиоционата в изопропиловом спирте, перемешивали и добавляли 0,05 мл дистиллированной воды и фильтровали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм. Полученные растворы подвергали хроматографическому анализу. Концентрация аминокислот в пробах вычисляется на 100 гпродукта. Аминокислотныйскоррассчитывалипоформуле АКС m1 100% ; m 2 где m1 - содержание незаменимой аминокислоты в исследуемом продукте, г/100 г белка; m2 - содержание незаменимой аминокислоты в идеальном белке, г/100 г белка. Для оценки сбалансированности незаменимых аминокислот относительно эталонного белка рассчитывали коэффициент рациональности Rс по формуле n AiKi i1 Rc n ; Ai i1 где Ai - содержание незаменимой i-й аминокислоты, мг/г белка; Ki - коэффициент утилитарности i-й аминокислоты. Результаты и ихобсуждение Разработанные рецептуры мясных паштетов отличаются незначительным увеличением массовой доли белка (табл. 2). Так, если содержание белка в паштете с рецептурой 1 составило 17,76 %, то в паштете с вариантом рецептуры 3 содержание белка составило 19,61 %, содержание белка в паштете по второй рецептуре составило 18,78 %. Исходя из анализа результатов определения белка выявлено, что наиболее эффективно добавление белкового обогатителя в количестве 25 %. Известно, что мясо марала содержит малое количество жира вследствие того, что основные жировые отложения сосредоточены в подкожном слое. Из результатов исследований следует, что количество жира в мясе марала составляет 1,8 %, в то время как в паштетах рецептур 1, 2 и 3 составило 3,21 %, 2,32 % и 2,94 % соответственно. Увеличение жира в паштетах связано с добавлением в рецептуру белковой добавки (процент содержания жира в белковой добавке составляет 8,00), а также бульона от варки субпродуктов. Таблица 2 Химический состав паштетов, % Показатель Нормативный документ Значение показателя, % Рецептура паштета 1 2 3 Влага ГОСТ 9793-74. Продукты мясные. Методы определения влаги. 76,82 75,52 74,80 Белок ГОСТ 25011-81. Мясо и мясные продукты. Метод определения белка. 17,76 18,78 19,61 Жир ГОСТ 23042-86. Мясо и мясные продукты. Методы определения жира 3,21 2,32 2,94 Зола Методические указания ГУ им. Шакарима, утв. 01.09.2012 2,21 2,43 2,15 На следующем этапе был определен аминокислотный состав мяса марала и разработанных паштетов. Данные анализа аминокислотного состава и скорапредставлены в табл. 3 и 4. мг/100 г 25000 20000 15000 10000 5000 0 Аминокислоты Рис. 1. Соотношение аминокислот в паштете с разными рецептурами Из рис. 1 видно, что в рецептуре 3 наблюдается повышенное содержание заменимых и незаменимых аминокислот по сравнению с рецептурами 1 и 2. Так, в рецептуре 3 доля незаменимых аминокислот выросла на 17 %, заменимых - на 21 % по сравнению с рецептурой 1. В паштете с рецептурой 2 содержание незаменимых аминокислот составило 8876,17 мг/100 г продукта, что выше на 6% по сравнению с рецептурой 1, доля заменимых аминокислот выросла на 11 %. Исходя из анализа аминокислотного состава выявлено, что паштет, приготовленный по рецептуре 3 с добавлением 25 % белкового обогатителя и 10 % фасоли к массе сырья, обладает повышенным содержанием как незаменимых, так и заменимых аминокислот по сравнению с паштетом, приготовленным по рецептуре 2 с добавлением 15 % белкового обогатителя и 20 % фасоли к массе сырья, и паштетом на основе мяса марала. Из этого следует, что добавление белкового обогатителя положительно влияет на аминокислотный состав конечного продукта. Таблица 3 Аминокислотный состав паштетов, мг/100 г продукта Аминокис Рецептура паштета лота 1 2 3 Заменимые аминокислоты 9685,50 10791,45 11742,20 аланин 1132,83 1174,37 1310,64 аргинин 945,94 1065,56 1169,57 аспарагиновая кислота 1250,84 1576,73 1665,52 гистидин 857,79 851,46 936,48 глицин 839,21 896,50 992,10 глутаминовая кислота 2191,99 2506,10 2706,28 пролин 906,54 979,35 1078,50 серин 587,39 710,25 754,85 оксипролин 52,26 49,13 58,84 Незаменимые аминокислоты 7591,86 8084,38 8876,17 валин 1039,76 1134,52 1258,43 изолейцин 1038,51 1078,40 1172,39 лейцин 1318,10 1486,65 1625,84 лизин 1755,01 1813,40 1992,23 метионин 586,64 554,63 617,12 тирозин 652,77 681,51 746,86 треонин 959,41 981,05 1070,04 триптофан 166,68 185,88 219,99 фенилаланин 727,76 849,85 920,12 цистин 267,93 300,49 322,55 Общее количество аминокислот 17277,36 18875,83 20618,37 Из заменимых аминокислот наблюдается заметное различие в содержании таких аминокислот, как глутаминовая - в рецептуре 3 она увеличивается на 514,29 мг/100 г, а в рецептуре 2 - на 314,11 мг/100 г; содержание аспарагиновой кислоты повышается на 414,68 мг/100 г в рецептуре 3 и на 325,89 мг/100 гв рецептуре 2; аргинин - на 223,63 мг/100 г в рецептуре 3, тогда как в рецептуре 2 - на 119,62 мг/100 г. Увеличение содержания перечисленных аминокислот обусловлено составом белкового обогатителя и аминокислот практически не изменяется по сравдолейегосодержания врецептурепаштета. нению с рецептурой 1, за исключением увеличе Доля незаменимых аминокислот при добавле-ния доли лейцина на 168,55 мг/100 г, валина на нии 25 % белкового обогатителя и 10% отварной 94,76 мг/100 г и снижением доли метионина на фасоли меняется в сторону увеличения аминокис-32,01 мг/100 г. лот лейцина (на 307,74 мг/100 г), лизина Для определения биологической ценности, удо(237,22 мг/100 г), валина (218,67 мг/100 г) и фе-влетворяющей потребность организма человека в нилаланина (192,36 мг/100 г). При изменении ре-незаменимых аминокислотах, был проведен сравцептуры паштета (15% белкового обогатителя и нительный анализ с аминокислотной шкалой Коми20 % отварной фасоли) содержание незаменимых тета ФАО/ВОЗ (табл. 4). Таблица 4 Расчетноесодержание незаменимых аминокислот в продукте, г/100 г белка Наименование Незаменимые аминокислоты, г/100 г белка изолейцин лейцин лизин метионин+цис тин фенилала аланин+тиро зин треонин триптофан валин Сумма Рецептура 1 5,85 7,42 9,88 4,81 7,77 5,40 0,94 5,85 47,93 Рецептура 2 5,74 7,92 9,66 4,55 8,15 5,22 0,99 6,04 48,28 Рецептура 3 5,98 8,29 10,16 4,79 8,50 5,46 1,12 6,42 50,72 Идеальный белок ФАО/ВОЗ 4,00 7,00 5,50 3,50 6,00 4,00 1,00 5,00 36,00 АС 1 146,19 106,02 179,67 137,48 129,55 135,05 93,85 117,09 - АС 2 143,56 113,09 175,56 130,10 135,90 130,60 98,98 120,82 - АС 3 149,46 118,44 184,71 136,91 141,68 136,41 112,18 128,35 - Коэф. утил. 1 0,64 0,89 0,52 0,68 0,72 0,69 1,00 0,80 - Коэф. утил. 2 0,69 0,88 0,56 0,76 0,73 0,76 1,00 0,82 - Коэф. утил. 3 0,75 0,95 0,61 0,82 0,79 0,82 1,00 0,87 - Самый высокий аминокислотный скор наблюдается у лизина: около 185 % в рецептуре 3 и порядка 180 % в рецептуре 1 и около 176 % в рецептуре 2. Лизин необходим для нормального формирования костей и роста детей, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых. Лизин участвует в синтезе антител, гормонов, ферментов, формировании коллагена и восстановлении тканей. Повышенное содержание лизина в паштете обусловлено высоким содержанием даннойаминокислотывмясемаралаиБО. Исследованиями выявлено достаточно высокое содержание метионина+цистина в рецептурах паштетов, заметно превышающее требования ФАО/ВОЗ (3,50 г/100 г). Так, в рецептуре 1 содержится 4,81 г/100 г белка, в рецептуре 2 - 4,55 г/100 г белка и в рецептуре 3 составило 4,79 г/100 г белка. Известно, что метионин является одним из главных строительных материалов человеческого организма и необходим при дефиците витамина В12. По данным анализа метионина+цистина выявлено, что с уменьшением количества мяса марала в разработанных вариантах паштетов снижается доля данных аминокислот, но в то же время остается в достаточном количестве в сравнении с требованиями ФАО/ВОЗ. Удовлетворяет требованиям ФАО/ВОЗ содержание изолейцина. Так, аминокислотный скор по всем рецептурам находится на уровне 150 %, что свидетельствует о высоком содержании данной аминокислоты. Известно, что изолейцин играет ключевую роль в выработке гемоглобина. К тому же эта аминокислота с разветвленными боковыми цепочками обеспечивает мышечные ткани энергией и нивелирует симптомы усталости мышц при переутомлении. Содержание триптофана в рецептуре 3 удовлетворяет нормам шкалы ФАО/ВОЗ. Аминокислотный скор для паштета рецептуры 3 составил 112,18 %. Но для рецептур 1 и 2 триптофан является лимитирующей аминокислотой и аминокислотный скор для рецептуры 1 составил 93,85 %, для рецептуры 2 - 98,98 %. Триптофан участвует в синтезе витамина РР, отсутствие его в пище вызывает пеллагру. Дисбаланс триптофана в организме ведет к тяжелым заболеваниям, таким как туберкулез, рак, диабет. Сбалансированное сочетание белкового обогатителя и фасоли в разработанном паштете позволило повысить содержание триптофана в рецептуре 3 до 1,12 г/100 г белка, что вполне соответствует нормам ФАО/ВОЗ (1,00 г/100 гбелка). Доля треонина в разработанных паштетах находится на достаточном уровне. Аминокислотный скор в рецептурах 1 и 3 в пределах 135 %, в рецептуре 2 - 130 %. Известно, что треонин улучшает состояние сердечно-сосудистой системы, печени и иммунной системы. Также аминокислота треонин На основе проведенных исследований выявлеучаствует в синтезе глицина и серина. Эти амино-но, что добавление белкового обогатителя и фасоли кислоты позволяют укреплять связки и все мышцы, улучшает аминокислотный состав разработанных в томчисле исердечные. паштетов на основе мяса марала и в полной мере Исходя из расчета аминокислотного скора соответствует установленным нормам по шкале следует отметить, что рецептура 3 паштета удо-ФАО/ВОЗ. Наблюдается высокое содержание ливлетворяет требованиям Комитета ФАО/ВОЗ, что зина, изолейцина и фенилаланин+тирозина. Вхообусловливает его преимущества. Лимитирую-дящие в состав паштета белковый обогатитель и щей аминокислотой в рецептурах 1 и 2 является фасоль положительно влияют на пищевую центриптофан. Оценка соотношения аминокислот по ность продуктов и являются источником аминокиссравнению с эталоном ФАО в рецептуре 3 пока-лот. По результатам проведенных исследований зывает, что в организме человека аминокислоты установлено оптимальное соотношение в рецептуре разработанных продуктов способны утилизиро-паштета мяса марала в количестве 50 % к массе, ваться от 61 % до 90 %. Коэффициент рацио-белкового обогатителя - 25 % к массе и фасоли - нальности аминокислотного состава белка Rc 10 % кмассесырья. отражает сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталону. Для рецепту-Благодарность ры 1 Rc = 0,704, для рецептуры 2 Rc = 0,738, для Авторы благодарят сотрудников аккредитованрецептуры 3 Rc = 0,796. ной испытательной региональной лаборатории ин В настоящее время биологическую полноцен-женерного профиля «Научный центр радиоэколоность мяса оценивают по отношению в нем незаме-гических исследований» Государственного универнимой аминокислоты триптофана к заменимой - ситета им. Шакарима г. Семей за помощь при прооксипролину. Это так называемый белковый каче-ведении анализов, а также рецензентов за ценные ственный показатель (БКП). БКП для рецептуры 1 замечания и комментарии при подготовкестатьи. составил 3,19, для рецептуры 2 - 3,78, для рецептуры 3 - 3,74.