ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА БЕЛКОВО-ЛИПИДНОГО ПРОДУКТА ИЗ КЕДРОВЫХ ОРЕХОВ
Рубрики: ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Авторы:
1.
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
2.
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
3.
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Тип:
Статья
Страницы:
с 22
по 26
Статус:
Опубликован
Получено:
25.06.2013
Одобрено:
25.06.2013
Опубликовано:
25.06.2013
Классификаторы:
УДК 641:634.5
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
УДК 60 Прикладные науки. Общие вопросы
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
УДК 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
Белково-липидный продукт, пищевая ценность, аминокислотный состав, линолевая кислота, γ-линоленовая кислота
Аннотация (русский):
Представлены исследования химического состава, пищевой ценности и показателей безопасности белково-липидного продукта из кедровых орехов. Белки белково-липидного продукта содержат все незаменимые аминокислоты. Липиды белково-липидного продукта характеризуются значительным содержанием ненасыщенных жирных кислот – олеиновой, линолевой, γ-линоленовой и фосфолипидами. Углеводный комплекс представлен полисахаридами – крахмалом, клетчаткой, пентозанами. Из минеральных веществ в количественном выражении превалируют магний, калий, железо, марганец, цинк, из витаминов – водорастворимые группы В – рибофлавин, ниацин, из жирорастворимых – токоферолы. По микробиологическим показателям и содержанию токсичных элементов белково-липидный продукт соответствует требованиям СанПиН.
Представлены исследования химического состава, пищевой ценности и показателей безопасности белково-липидного продукта из кедровых орехов. Белки белково-липидного продукта содержат все незаменимые аминокислоты. Липиды белково-липидного продукта характеризуются значительным содержанием ненасыщенных жирных кислот – олеиновой, линолевой, γ-линоленовой и фосфолипидами. Углеводный комплекс представлен полисахаридами – крахмалом, клетчаткой, пентозанами. Из минеральных веществ в количественном выражении превалируют магний, калий, железо, марганец, цинк, из витаминов – водорастворимые группы В – рибофлавин, ниацин, из жирорастворимых – токоферолы. По микробиологическим показателям и содержанию токсичных элементов белково-липидный продукт соответствует требованиям СанПиН.
Ключевые слова:
Белково-липидный продукт, пищевая ценность, аминокислотный состав, линолевая кислота, γ-линоленовая кислота
Белково-липидный продукт, пищевая ценность, аминокислотный состав, линолевая кислота, γ-линоленовая кислота
Введение Современные технологии производства пищевых продуктов предполагают использование широкого спектра различных пищевых добавок, основные принципы выбора которых, в первую очередь, ориентированы на группу соединений природного происхождения, обладающих максимальной функциональностью. Одним из перспективных видов растительного сырья являются кедровые орехи, которые имеют уникальный химический состав и могут рассматриваться в качестве сырьевого источника для производства широкого спектра биологически активных добавок. Основным компонентом ядер кедровых орехов являются липиды. Поэтому современная промышленная переработка кедровых орехов направлена в первую очередь на извлечение масла, обладающего высокой пищевой ценностью и лечебно-профи-лактическими свойствами [1]. Перспективным способом извлечения кедрового масла является сепарационный способ, заключающийся в обработке измельченных кедровых орехов водой [2, 3]. Переработка ядер кедровых орехов сепарационным способом позволяет максимально извлекать масло и сохранять в нативном виде белковую часть семян. Побочным продуктом извлечения кедрового масла сепарационным способом является белково-липидный продукт (БЛП). Цель работы заключалась в исследовании химического состава и пищевой ценности белково-липидного продукта. Объекты и методы исследования Объектом исследования являлся белково-липидный продукт (БЛП), полученный из тонкоизмельченных ядер семян сосны кедровой сибирской (кедровых орехов), произрастающей на территории Кемеровской области (Таштагольский район). Массовую долю влаги определяли путем высушивания образца продукта в сушильном шкафу при (105±2) ºС до постоянной массы по ГОСТ 9793. Сырой протеин (массовую долю белка) определяли по методу Кьельдаля (ГОСТ 25011-81) и вычисляли по содержанию общего азота путем умножения на перерасчетный коэффициент 6,25. Массовую долю липидов определяли путем извлечения их смесью хлороформа и этилового спирта в аппарате Сокслета с последующим удалением растворителя и подсушиванием при (103±2) ºС (ГОСТ 23042). Жирнокислотный кедрового масла определяли методом газожидкостной хроматографии. Для этого использовали хроматограф ЛХМ-80 с пламенно-ионизационным детектором и программированием температуры от 20 до 300 °С. Массовую долю сырой клетчатки определяли по ГОСТ 134962-84, содержание крахмала – поляриметрическим методом на сахарометре (поляриметре) СУ-2, сахарозы – фотоколориметрическим методом по ГОСТ 8756.13-87, массовую долю золы – по ГОСТ 26226-95. Массовую долю кальция, магния, хрома, железа, меди, цинка, кадмия, свинца, марганца определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на атомно-абсорбционном спектрометре «Specter AA 220 FS» фирмы Verian. Содержание в белково-липидном продукте витаминов В1 (тиамина) определяли флюорометрическим методом, В2 (рибофлавина) – колориметрическим методом по методике института питания РАМН, содержание витамина В5 – по ГОСТ 50929, витамина Е – фотоколориметрическим методом. Уровень удельной активности радионуклидов (цезия-137 и стронция-90) определяли согласно МУК 2.6.1.717-98. Кислотное число кедрового масла, выделенного из белково-липидного продукта, определяли по ГОСТ 52110-2003, перекисное число – йодометрическим методом с кратковременным настаиванием по ГОСТ 51487-99. Результаты и их обсуждение Белково-липидный продукт представляет собой пищевую массу, которая остается в виде осадка после извлечения из измельченных ядер кедровых орехов масла и водорастворимых веществ. Оценку качества продукта проводили по совокупности органолептических и физико-химических показателей, биологической ценности, показателям безопасности. По внешнему виду белково-липидный продукт представляет собой однородную пастообразную массу светло-кремового цвета с чистым нейтральным вкусом и запахом. Химический состав белково-липидного продукта представлен в табл. 1. Таблица 1 Химический состав белково-углеводного продукта Показатель Массовая доля, % Влага 72,5±0,5 Сухие вещества, в том числе: – белок – липиды 27,5±0,5 8,7±0,2 9,4±0,2 – углеводы – клетчатка 7,1±0,1 1,1±0,05 – зола 1,2±0,05 Активная кислотность 6,8±0,2 Белково-липидный продукт в своем составе содержит практически все питательные вещества, характерные для целых ядер кедровых орехов. Основными компонентами БЛП являются белок (на его долю приходится 31,6 % сухого вещества), липиды (34,2 % сухого вещества), углеводы (30,0 % сухого вещества). Необходимо отметить, что массовая доля каждого компонента в составе белково-липидного продукта изменяется в определенных пределах в зависимости от химического состава ядер кедровых орехов и технологических режимов извлечения кедрового масла сепарационным способом. Биологическая ценность белка пищевого продукта в основном определяется его аминокислотным сос-тавом. Белок белково-липидного продукта содержит 18 незаменимых аминокислот. В количественном выражении превалируют такие аминокислоты, как аспарагиновая и глутаминовая кислоты, пролин и лейцин (табл. 2). Исследование аминокислотного состава белково-липидного продукта свидетельствует о его высокой биологической ценности, поскольку в нем при-сутствуют все незаменимые аминокислоты. По сумме незаменимых аминокислот белок БЛП практически не отличается от белка ядер кедрового ореха, а по содержанию отдельных аминокислот даже превосходит его. Например, по количеству лизина и треонина – на 4,7 и 5,3 %. Количество остальных незаменимых аминокислот одинаковое либо незначительно меньше. По химическому скору белок БЛП максимально приближен к показателям, рекомендованным ФАО/ВОЗ. Таблица 2 Аминокислотный состав белково-липидного продукта Аминокислота Содержание, г/100 г белка ядра кедровых орехов белково-липидный продукт Незаменимые: 36,2 35,3 Валин 5,2±0,1 4,9±0,1 Изолейцин 4,9±0,1 4,6±0,1 Лейцин 5,9±0,1 6,0±0,1 Лизин 6,3±0,1 6,6±0,1 Метионин 2,2±0,1 2,2±0,1 Треонин 3,8±0,1 4,0±0,1 Триптофан 2,5±0,1 2,0±0,1 Фенилаланин 5,4±0,1 5,0±0,1 Заменимые: 63,8 64,7 Аланин 3,6±0,1 3,8±0,1 Аргинин 13,2±0,8 13,8±0,1 Аспаргиновая кислота 13,6±0,5 13,2±1 Гистидин 3,0±0,1 3,5±0,1 Глицин 4,2±0,1 4,2±0,1 Глутаминовая кислота 10,8±0,8 10,3±0,1 Пролин 8,1±0,6 8,3±0,1 Серин 3,4±0,1 3,1±0,1 Тирозин 2,5±0,1 2,4±0,1 Цистеин 1,4±0,1 2,1±0,1 Всего 100,0 100,0 Необходимо отметить, что по аминокислотному составу, а именно по содержанию фенилаланина, тирозина, гистидина, триптофана, аргинина, белок белково-липидного продукта не уступает белкам основных зерновых и масличных культур, по содер-жанию цистина и триптофана приближается к бел-кам молочных продуктов, превосходя их по содержа-нию аргинина и гистидина [4, 5]. На основании данных определения амино-кислотного состава белка были рассчитаны показа-тели биологической ценности (коэффициент ути-литарности U и коэффициент сопоставимой избы-точности σс), равные 0,7±0,01 и 0,16±0,01 соответственно. В результате анализа аминокислотного состава можно сделать вывод о целесообразности исполь-зования БЛП в сочетании с животными белками, например белком молока и молочных продуктов. Вторым по значимости ингредиентом белково-липидного продукта являются липиды. Результаты исследования показали, что содержание липидов в белково-липидном продукте составляет 34,2±1,2 в пересчете на абсолютно сухое вещество. Пределы колебания – от 32,7 до 37,2 %. Липиды белково-липидного продукта характе-ризуются значительным содержанием ненасыщен-ных жирных кислот: олеиновой – 23,2 %, линолевой и γ-линоленовой – 44,6 и 20,5 % соответственно от общего содержания жирных кислот. Количество фосфолипидов находится в пределах от 1,0 до 1,2 % в пересчете на стеароолеолецитин. Одним из основных компонентов БЛП являются углеводы, количество которых составляет не менее (30±0,5) % в пересчете на абсолютно сухое вещество. Главным компонентом углеводов БЛП является крахмал – (11,2±0,5) % от общего содержания угле-водов и пищевые волокна – клетчатка не менее (4,0±0,5) %, нерастворимые пентозаны – не более (4,9±0,5) % от общего содержания углеводов. Необходимо отметить, что, в отличие от углевод-ного комплекса ядер кедрового ореха, жмыха и шрота, БЛП не содержит простых сахаров и сахарозы [6]. Таким образом, углеводный состав белково-липидного продукта в основном представлен поли-сахаридами, что влияет на пищевую ценность и определяет функционально-технологические свойства продукта. Минеральный состав БЛП представлен широким спектром макро- и микроэлементов (табл. 3). Таблица 3 Минеральный состав белково-липидного продукта (в пересчете на абсолютно сухое вещество) Показатель Значение ядра [7] БЛП Массовая доля золы, % 2,4±0,05 4,1±0,08 Макроэлементы, мг/100 г Калий 631,8±0,1 1960,0±7,6 Кальций 26,6±0,1 240,0±5,2 Магний 306,6±0,1 170,0±5,8 Натрий 10,5±0,1 15,3±1,8 Фосфор 986,7±0,1 250,0±10,5 Микроэлементы, мг/100 г Железо 6,75±0,01 5,45±0,10 Марганец 0,23±0,01 3,59±0,08 Медь 8,20±0,01 1,55±0,01 Цинк 10,59±0,01 3,59±0,05 Среди макроэлементов следует отметить осо-бенно высокое содержание таких макроэлемен-тов, как калий и магний. Количество калия в БЛП настолько значительно, что даже превосходит его содержание в белковых молочных продуктах – в не-жирном твороге и молоке сухом обезжиренном – в 1,6 и 16,7 раза соответственно. Присутствие этого элемента очень важно для обменных процессов в организме. Белково-липидный продукт можно рекомен-довать в диетическом питании ряда заболеваний, так как он характеризуется низким содержанием натрия ((15,3±1,8) мг в 100 г продукта). Использование белково-липидного продукт в составе пищевых продуктов может значительно изменить соотноше-ние между натрием и калием в пользу последнего. Это имеет большое значение для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и регулирования обменных процессов в организме. Среди микроэлементов особенно следует выде-лить высокое содержание двухвалентного железа – (5,45±0,1) мг в 100 г продукта. Растворимая форма железа имеет особое значение для жизне-деятельности организма, поскольку участвует в образовании гемоглобина, формировании активных окислительно-восстановительных ферментов. Кроме того, в состав белково-липидного продукта входят такие биоэлементы, как марганец, медь, цинк и др. (табл. 3). Белково-липидный продукт является источником не только белка, липидов, нерастворимых углеводов, минеральных веществ, но и витаминов. В частности, рибофлавина, ниацина и токоферолов (табл. 4). Таблица 4 Витаминный состав белково-липидного продукта Продукт Содержание, мг/100 г продукта Тиамин Рибофлавин Пантотеновая кислота Ниацин Токо-феролы Ядра кедровых орехов 0,34±0,02 1,07±0,05 0,87±0,05 2,5±0,1 32,5±0,05 Белково-липидный продукт – 2,2±0,05 – 2,8±0,1 18,3±0,10 Норма физиологической потребности, мг/сут [8] 1,5 1,8 5,0 20,0 15,0 Микробиологический контроль белково-липидного продукта проводили по основным микро-биологическим показателям. Результаты исследо-ваний экспериментальных образцов БЛП были следующие: количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов – от 1,5×101 до 2,1×101 КОЕ/г (при норме 5,0×104 КОЕ/г), бактерии группы кишечной палочки отсутствовали в 0,1 и в 0,01 г свежеполученного продукта, патогенные микроорганизмы (в т. ч. сальмонеллы, не обнаружены. Микроскопические грибы и дрожжи являются показателями стабильности продукта в процессе хранения. В продукте не выявлены даже единичные колонии микроскопических грибов и дрожжевых клеток (при допустимом уровне 100 КОЕ/г соответственно). Таким образом, изучение микробиологического состояния исследуемых обра-зцов БЛП показало безопасность и безвредность продукта. Таблица 5 Содержание токсичных элементов в белково-липидном продукте Токсичный элемент Значение показателя, мг/кг допустимые уровни, не более (п. 1.9.1) количество в продукте Токсичные элементы: – свинец – мышьяк – кадмий – ртуть 1,0 1,0 0,2 0,3 0,41 <0,0025 0,027 0,02 Микотоксины: – афлатоксин В1 0,005 Отсутств. Пестициды: – гексахлорциклогексан (a-, b-, g-изомеры) – ДДТ и его метаболиты 0,5 0,15 Отсутств. Отсутств. Радионуклиды: – цезий-137 – стронций-90 80 100 1,3 34,4 Результаты исследования биологической безопас-ности образцов белково-липидного продукта пред-ставлены в табл. 5. На основании проведенных исследований можно заключить, что белково-липидный продукт по микро-биологическим показателям и содержанию токсич-ных элементов соответствует требованиям СанПиН 2.3.2560-96 (п. 1.9.1), и поэтому целесообразно рекомендовать его для дальнейшего использования в качестве пищевой добавки. Выводы Белково-липидный продукт является источником полноценного белка, липидов, усвояемых углеводов, пищевых волокон, жизненно важных макро- и микроэлементов и витаминов. На основании результатов исследования рекомен-дуется использовать белково-липидный продукт в качестве пищевой добавки для производства пищевых продуктов функционального назначения.
1. Эффективность использования кедрового масла в комплексном лечении больных с артериальной гипертонией / Ю.В. Бахтин, В.В. Будаева, А.Л. Верещагин и др. // Вопросы питания. - 2006. - № 1. - С. 51-53.
2. Пат. 2194745 Российская Федерация. Способ получения кедрового масла / Лебедева О.И., Ушанова В.М., Рубчевская Л.П., Репях С.М.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технический университет». - № 2000119332/13; ;аявл. 19.07.2000; опубл. 20.12.2002, Бюл. № 8.
3. Пат. 2404235 Российская Федерация. Способ получения кедрового масла и белково-углеводного продукта / Субботина М.А., Павлов С.С., Колесникова Т.Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». - № 2009113886/13; заявл. 13.04.2009; опубл. 20.11.2010, Бюл. № 32.
4. Химический состав пищевых продуктов / под ред. профессора, доктора технических наук И.М. Скурихина и профессора, доктора медицинских наук М.Н. Волгарева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987. - 360 с.
5. Щербаков, В.Г. Производство белковых продуктов из масличных семян / В.Г. Щербаков, С.Б. Иваницкий. - М.: Агропромиздат, 1987. - 152 с.
6. Судачкова, Н.Е. Семена кедра сибирского / Н.Е. Судачкова. - Новосибирск, 1985. - 129 с.
7. Субботина, М.А. Минеральный состав и показатели безопасности семян сосны кедровой сибирской / М.А. Субботина // Вестник КрасГАУ. - 2009. - № 5. - С. 174-177.
8. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08. Нормы физиологической потребности в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. - М., 2008. - 41 с.
