Разработка инновационной белоксодержащей пищевой добавки

RAW MATERIALS AND ADDiTiVES

УДК 664.7

разработка инновационной белоксодержащей пищевой добавки

И.Ф. Горлов, д-р с.-х. наук, профессор, академик ран; М.И. Сложенкина, д-р биол. наук, профессор;

Н.И. Мосолова, д-р биол. наук; Т.Н. Бармина; Л.Ф. Кухта; Ю.Д. Данилов

Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, г. волгоград

Г.В. Федотова

волгоградский государственный технический университет А.С. Мирошник, аспирант

санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики

Реферат

В статье представлены результаты разработки инновационной белоксодержащей пищевой добавки повышенной биологической ценности на основе композиции из зерен нута и овса, семян льна. Показана необходимость расширения ассортимента пищевых добавок на основе современных российских и зарубежных публикаций ученых. При этом установлена стойкая необходимость в получении новых белковых ингредиентов высокой биологической ценности для введения их в состав продуктов питания человека с целью обеспечения сбалансированности рациона. В рамках темы статьи выполнен анализ аминокислотного состава семян льна коричневого. Произведен подбор ингредиентов смеси, способных компенсировать дефицит незаменимых аминокислот в белке семян этой культуры. В программном обеспечении Microsoft Office Excel 2010 была составлена компьютерная модель, характеризующая качественные показатели белка разрабатываемой пищевой добавки в зависимости от соотношения компонентов в смеси для экструзии. Проведена оптимизация рецептуры пищевой добавки с целью повышения качества входящего в нее белка. Рассчитанные значения показателей, характеризующих белок, указывают на его полноценность и высокую утилитарность. Значение скора первой лимитирующей аминокислоты в белке составляет 162,7%. Для подтверждения возможности получения по разработанной рецептуре экструдата были выработаны опытные образцы пищевой добавки. Экспериментальным путем определена массовая доля белка в полученном экструда-те. Произведен анализ органолептических показателей и подтверждена возможность использования добавки в пищевой промышленности в качестве ингредиента рецептур функциональных пищевых продуктов для повышения их биологической ценности.

Ключевые слова

аминокислотный состав; качество белка; компьютерное моделирование; лен; пищевая добавка Цитирование

Горлов И. Ф., Сложенкина М.И., Мосолова Н.И., Бармина Т.Н., Кухта Л.Ф., Данилов Ю. Д., Федотова Г.В., Мирошник А.С. (2019) Разработка инновационной белоксодержащей пищевой добавки // Пищевая промышленность. 2019. № 1. С. 89-91.

Development of innovative protein nutritional additive

I.F. Gorlov, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, academician of RAS; M.I. Slozhenkina, Doctor of Biological Sciences, Professor;

N.I. Mosolova, Doctor of Biological Sciences; T.N. Barmina, L.F. Kuhta, Yu.D. Danilov

Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-And-Milk Production

G.V. Fedotova

Volgograd State Technical University A.S. Miroshnik, Graduate Student St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics

Abstracts

The article presents the results of development of an innovative protein food additive with increased biological value based on composition of chickpea and oat beans, flax seeds. Necessity of expanding assortment of food additives based on modern Russian and foreign publications of scientists is shown. Strong need to obtain new protein ingredients of high biological value for their introduction into human foodstuffs in order to ensure a balanced diet was proven. Within the topic of the article, an analysis of amino acid composition of flax seeds was carried out. Selection of ingredients of the mixture which can compensate of deficiency of essential amino acids in protein of seeds of this culture was made. In software Microsoft Office Excel 2010 was compiled a computer model that characterizes the quality of protein developed protein food additive, depending on ratio of components in the mixture for extrusion. Optimization of formulation of a food additive has been carried out in order to improve quality of the protein it contains. The calculated values of indices characterizing the protein indicate its usefulness and high utility. Value of first limiting amino acid in the protein is 162.7%. To confirm the possibility of obtaining extrudate according to developed formulation, prototypes of the food additive were developed. Mass fraction of protein in the extrudate was determined experimentally. An analysis of organoleptic parameters was made. The possibility of using the food additive in food industry as an ingredient in formulations of functional food products to enhance their biological value was been confirmed.

Key words

amino acid composition; computer modeling; flax; food additive; protein quality Citation

Gorlov I.F., Slozhenkina M.I., Mosolova N.I., Barmina T.N., Kuhta L.F., Danilov Yu.D., Fedotova G.V., Miroshnik A.S. (2109) Development of innovative protein nutritional additive // Food processing industry = Pisshevaya promyshlennost. 2019. № 1. P. 89-91.

пищевая промышленность 1/2019 89

СЫРЬЕ И ДОБАВКИ

В настоящее время большое внимание государства направлено на повышение социального благополучия и качества жизни населения, однако проблема сбалансированного белкового питания не находит решения [1]. При этом массовая доля белков в продуктах питания является одним из основополагающих критериев при составлении рационов питания. Следовательно, актуально использование новых источников белка, в частности такой технической культуры как лен.

Лен очень неприхотлив к условиям возделывания. Его возможно выращивать даже в степной зоне волгоградской области [2]. Ценность льняного семени определяется, прежде всего, его уникальным химическим составом. Семена льна относительно сухого вещества содержат: жирное высыхающее масло -30-48 %, в состав которого входят три-глицериды олеиновой - 2,3-17,6%, ли-нолевой - 21,7-69,6%, линоленовой -18,5-46,5 %, пальмитиновой - 6,7 %, стеариновой - 3,0 % кислот; органические кислоты; ферменты; витамины А, D, F; стеролы. Они богаты полиненасыщенными жирными кислотами, пищевыми волокнами, лигнанами и другими ценными питательными элементами [3]. Содержание белка в некоторых сортах семян льна доходит до 29,3 %, что весьма близко к содержанию белка в соевых бобах [4, 5]. Однако качество белка семян этой культуры, ввиду практического отсутствия триптофана метионина и ци-стеина, весьма низкое [6]. В этой связи важность разработки пищевой добавки комбинированного состава, основу которой составляют зерна льна, не вызывает сомнений.

Цель работы - разработка инновационной высокобелковой пищевой добавки пов ыше н ной биологической ценности на основе семян льна.

Компьютерная модель реализована на программном обеспечении Microsoft Office Excel 2010. Работа выполнена на базе лаборатории Поволжского научно-исследовательского института производства и переработки мясомолочной продукции. При проведении органолепти-ческой оценки и анализа содержания белка в разрабатываемой пищевой добавке руководствовались общепринятыми методами: ГОСТ 8756.1-79 и ГОСТ 10846-91 соответственно. Исследования осуществлялись в пятикратной повторности. В опыте вычисляли дисперсию искомой величины, определяли доверительную вероятность 0,95; 0,99; 0,999 по Стьюденту-Фишеру. Программный пакет для статистического

Таблица 1

Рецептура смеси для экструзии

Компонент Массовая доля, %

Семя коричневого льна 44

Зерна нута сорта «Донской» 30

Овес голозерный 23,3

Молоко сухое обезжиренное 2,7

Итого 100

анализа Statistica использовался для математической обработки экспериментальных данных.

Для достижения поставленной цели была составлена компьютерная модель,

характеризующая аминокислотный состав пищевой системы. Для компенсации аминокислотного состава использовались: овсяная мука, зерна нута сорта Донской и сухое обезжиренное молоко [7]. При проведении оптимизации в качестве критериев выступали: коэффициент утилитарности и минимальный аминокислот-

ный скор. Рецептура смеси для экструзии представлена в табл. 1 [8].

Выбор сорта нута производился из распространенных на территории Российской Федерации сортов: Краснокутский, 195

Таблица 2

Органолептические показатели экструдированной пищевой добавки

Показатель Значение показателя

Внешний вид Вспученный, сухой продукт пористой структуры, в виде палочек округлого сечения, с шероховатой поверхностью

Цвет Равномерный, медно-коричневый

Запах Приятный, не затхлый

Вкус Сладковатый, приятный, с легкой горчинкой, без посторонних привкусов

Структура Сухая мелкопористая масса

Консистенция Хрустящая

Таблица 3

Биологическая ценность белка разрабатываемой пищевой добавки

Наименование аминокислоты Массовая доля аминокислоты в белке, мг/г Аминокислотный скор, % Коэффициент утилитарности аминокислоты

Валин 8,1±0,2 162,7 1,00

Изолейцин 7,8±0,2 196,0 0,83

Лейцин 13,2±0,4 188,6 0,86

Лизин 10,0±0,3 181,0 0,90

Цистеин + метионин 6,7±0,2 191,0 0,85

Треонин 6,8±0,2 170,0 0,96

Триптофан 2,0±0,05 202,0 0,81

Фенилаланин + тирозин 16,9±0,5 281,0 0,58

Коэффициент утилитарности белка 1,22

90 пищевая промышленность 1/2019

RAW MATERiALS AND ADDiTiVES

совхозный, волгоградский 10, Красно-кутский 123, Краснокутский 28, Приво 1, Юбилейный, Донской и волжанин [9]. Значительного отличия в аминокислотном составе зерен рассматриваемых сортов не выявлено. По этой причине использовался сорт нута, зерна которого отличаются высоким содержанием белка.

Произведены опытные образцы и проведена их органолептическая оценка, результаты которой приведены в табл. 2. Подтверждена возможность получения экструдата при данном соотношении компонентов.

содержание белка в выработанной пищевой добавке составила 16,8+18,0%. в ходе работы были рассчитаны качественные характеристики аминокислотного состава белка экструдата, которые отражены на рисунке и в табл. 3.

из приведенных данных следует, что белок пищевой добавки является полноценным. Значение коэффициента утилитарности указывает на высокую сбалансированность аминокислотного состава белка.

в результате проведенной работы была разработана пищевая добавка, отличающаяся высоким содержанием и качеством белка, значительно превосходящим белки мышечной ткани крупного рогатого скота. разработанный экструдат можно использовать в качестве ингредиента рецептур функциональных пищевых продуктов для повышения их биологической ценности [10].

ЛИТЕРАТУРА

1. Мирошник, А.С. Разработка инновационной технологии растительно-мясной пищевой композиции/А.С. Мирошник [и др.] // Пищевая промышленность. - 2018. - № 6. -С. 18-21.

2. Новиков, Э.В. Масличный лен как глобальный сырьевой ресурс для производства

волокна/Э.В. Новиков [и др.] // Молочно-хозяйственный вестник. - 2017. - № 3. -С. 187-203.

3. Колотов, А.П. Качество основной продукции льна масличного в условиях Среднего Урала/А.П. Колотов // Пермский аграрный вестник. - 2017. - № 2 (18). - C. 23-28.

4. Бушуева, Т.В. Соя и ее роль в питании детей/Т.В. Бушуева [и др.] // ВСП. 2011. -№ 1. - C. 77-82.

5. Краснова, Д.А. Изменение содержания белка в семенах льна в зависимости от генетических особенностей сорта/Д.А. Краснова // Достижения науки и техники АПК. - 2010. -№ 2. - C. 22-23.

6. Степуро, М. В. Сравнительная оценка биологической ценности белков растительного сырья/М.В. Степуро, Е.Н. Хапрова // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2010. -№ 4. - С. 34-35.

7. Gorlov, I. F. (2016). New functional products with chickpeas: Reception, functional properties/ I. F. Gorlov [et al.] // American Journal of Food Technology. - 2016. - № 11 (6). P. 273-281. doi: 10.3923/ajft. 2016.273.

8. Горлов, И.Ф. Современные аспекты создания мясных изделий общего и лечебно-профилактического назначения/И.Ф. Горлов // Мясная индустрия. - 1997. - № 8. - С. 5-6.

9. Горлов, И.Ф. Нут - альтернативная культура многоцелевого назначения: моногра-фия/И.Ф. Горлов // ГНУ «Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции РАСХН». - Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2012. - 107 с.

10. Сложенкина, М.И. Разработка технологии мясных изделий с использованием растительных белково-углеводных комплексов и биологически активных веществ: учебное пособие/ М.И. Сложенкина, И.Ф. Горлов. -Волгоград, 2015. - 72 с.

REFERENCES

1. Miroshnik, A.S. Razrabotka innovacionnoj tehnologii rastitel'no-mjasnoj pishhevoj

kompozicii/A.S. Miroshnik [i dr.] // Pishhevaja promyshlennost'. - 2018. - № 6. - S. 18-21.

2. Novikov, Je. V. Maslichnyj len kak global'nyj syr'evoj resurs dlja proizvodstva volokna / Je. V. Novikov [i dr.] // Molochnohozjajstvennyj vestnik. - 2017. -№ 3. - S. 187-203.

3. Kolotov, A. P. Kachestvo osnovnoj produkcii I'na maslichnogo v uslovijah Srednego Urala/A.P. Kolotov// Permskij agrarnyj vestnik. -2017. - № 2 (18). - S. 23-28.

4. Bushueva, T. V. Soja i ee rol' v pitanii detej/T.V. Bushueva [i dr.] // VSP. 2011. -№ 1. - S. 77-82.

5. Krasnova, D.A. Izmenenie soderzhanija belka v semenah l'na v zavisimosti ot geneticheskih osobennostej sorta/ D.A. Krasnova // Dostizhenija nauki i tehniki APK. - 2010. - № 2. - S. 22-23.

6. Stepuro, M.V. Sravnitel'naja ocenka biologicheskoj cennosti belkov rastitel'nogo syr'ja/M.V. Stepuro, E.N. Haprova // Izvestija VUZov. Pishhevaja tehnologija. - 2010. - № 4. -S. 34-35.

7. Gorlov, I. F. (2016). New functional products with chickpeas: Reception, functional properties/I. F. Gorlov [et al.] // American Journal of Food Technology. - 2016. - № 11 (6). P. 273-281. doi: 10.3923/ajft. 2016.273.

8. Gorlov, I. F. Sovremennye aspekty sozdanija mjasnyh izdelij obshhego i lechebno-profilakticheskogo naznachenija/I.F. Gorlov // Mjasnaja industrija. - 1997. - № 8. - S. 5-6.

9. Gorlov, I. F. Nut - al'ternativnaja kul'tura mnogocelevogo naznachenija: monografija/I.F. Gorlov // GNU «Povolzhskij NII proizvodstva i pererabotki mjasomolochnoj produkcii RASHN». - Volgograd: Volgogradskoe nauchnoe izdatel'stvo, 2012. -107 s.

10. Slozhenkina, M.I. Razrabotka tehnologii mjasnyh izdelij s ispol'zovaniem rastitel'nyh belkovo-uglevodnyh kompleksov i biologicheski aktivnyh veshhestv: uchebnoe posobie/ M. I. Slozhenkina, I. F. Gorlov. -Volgograd, 2015. - 72 s.

Авторы

Горлов Иван Федорович, д-р с.-х наук, профессор, академик РАН,

Сложенкина Марина Ивановна, д-р биол. наук, профессор,

Мосолова Наталья Ивановна, д-р биол. наук,

Бармина Татьяна Николаевна,

Кухта Людмила Федоровна,

Данилов Юрий Дмитриевич

Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, 400131, г. Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6, niimmp@mai1.ru Федотова Гилян Васильевна

Волгоградский государственный технический университет, 400005, г. Волгоград, просп. Ленина, д. 28, g_evgeeva@mai1.ru Мирошник Алексей Сергеевич, аспирант

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9, zxzxzxz10@mai1.ru

Authors

Gorlov Ivan Fedorovich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, academician of RAS,

Slozhenkina Marina Ivanovna, Doctor of Biological Sciences, Professor, Mosolova Natalya Ivanovna, Doctor of Biological Sciences, Barmina Tat'yana Nikolaevna, Kuhta Lyudmila Fedorovna, Danilov Yurij Dmitrievich

Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-And-Milk Production, 6, Rokossovskogo str., Volgograd, 400131, niimmp@mail.ru Fedotova Gilyan Vasil'evna

Volgograd State Technical University, 28, Lenina av., Volgograd, 400005, g_evgeeva@mail.ru

Miroshnik Aleksej Sergeevich, Graduate Student

St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 9, Lomonosova str., Sankt-Peterburg, 191002, zxzxzxz10@mai1.ru

пищевая ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 1/2019 91