Методологический подход к оценке эффективности получения и использования продуктов переработки сои в мясных фаршевых и фаршированных изделиях

УДК 664.95 А.А. Карпов,С.М. Доценко,

Т.К. Каленик, И.В. Коржов, С.В. Савельев

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ СОИ В МЯСНЫХ ФАРШЕВЫХ И ФАРШИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЯХ

В статье представлены результаты по обоснованию и оценке эффективности способов получения и использования продуктов переработки сои в мясных фаршевых и фаршированных изделиях. Предложена базовая технологическая схема производства таких изделий с использованием биоактивных продуктов переработки сои. Разработана математическая модель оценки и выбора рационального варианта получения мясных фаршевых и фаршированных изделий с использованием белкового и белковоуглеводного компонентов.

Ключевые слова: переработка сои, технологическая схема, мясные изделия, белково-углеводный компонент.

A.A. Karpov, S.M. Dotsenko, T.K. Kalenik, I.V. Korzhov, S.V. Savelyev

METHODOLOGICAL APPROACH TO EFFICIENCY ESTIMATION OF RECEPTION AND USE OF THE PRODUCTS AFTER SOYA BEAN PROCESSING IN MEAT-STUFF AND STUFFED PRODUCTS

The results on efficiency substantiation and estimation of the ways for receiving and use of the products after soya bean processing in meat-stuff and stuffed products are given in the article. The basic process flow sheet for production of such products with use of the bioactive products of soya bean processing is offered. The mathematical model for estimation and choice of the rational variant for receiving the meat-stuff and stuffed products with use of protein and protein -carbohydrate components is developed.

Key words: soya bean processing, process flow sheet, meat products, protein -carbohydrate component.

Занимая особое место в рациональном питании человека, пищевой белок обеспечивает нормальное развитие и функционирование человеческого организма. Он служит основным источником незаменимых аминокислот, а его суточная потребность в соответствии с рекомендуемой суточной нормой потребления (РСНП) составляет 80-100 г. При этом Институтом питания РАМН рекомендовано потребление животных и растительных белков в соотношении 1:1 [1].

Многочисленными исследованиями установлено, что дефицит белка в России составляет 25-30 %, а для отдельных категорий населения он значительно больше. При этом дефицит макро- и микроэлементов составляет 70 %, а нехватка витаминов характерна почти для всех регионов России [1-3].

Важным источником белка, заслуживающим особого внимания, является соя, в составе которой содержится комплементарный белок, эссенциальные жирные кислоты, витамины и минеральные вещества [3-4].

При проведении определенной биотехнологической модификации данный вид сырья может стать функционально значимым ингредиентом в продуктах питания поликомпонентного состава [5-6].

В настоящее время проблема дефицита белка решается путем производства поликомпонентных пищевых продуктов с использованием соевых изолятов, концентратов, текстуратов и соевой муки зарубежного производства, получаемых на основе шрота или белого лепестка [2].

Данные соевые продукты, имея соответствующую физическую форму и состав, а также функционально-технологические свойства, при определенных условиях не в полной мере обеспечивают гармоничного сочетания с мясным сырьем по органолептическим, биохимическим, реологическим свойствам, а также экономическим показателям.

Отсутствие липидов, естественных красителей и клетчатки в таких продуктах не обеспечивает оптимального соотношения пищевых нутриентов в продуктах питания поликомпонентного состава, а также их безопасности и качества. В этой связи обоснование возможности и целесообразности обогащения химического состава, повышения пищевой и биологической ценности, улучшения структурных свойств и органолептических показателей мясных фаршевых и фаршированных изделий, а также биоактивных белково-ликопиновых, белково-минеральных, белково-витаминных и белково-углеводных комплексов естественной природы из биотехнологически модифицированного соевого сырья, является актуальной задачей.

Известно, что процесс производства продуктов питания представляет собой набор последовательных преобразований, превращающий исходное сырье в готовый пищевой продукт. Одинаковые продукты могут быть получены при различных наборах преобразований, и одинаковый набор преобразований может дать различный состав и свойства продуктов.

На сегодняшний день известен широкий ассортимент мясных и мясо-растительных продуктов питания различного состава, свойств и назначения [2,4,7].

Согласно РСНП (по максимуму), соотношение основных пищевых веществ белки:жиры:углеводы (БЖУ) = (100 %: 100 %: 400 %) составляет 1:1:4.

Однако проведенный нами анализ состава рецептур и пищевой ценности таких поликомпонентных продуктов питания, как мясной хлеб, колбасные и другие изделия (по трем регионам РФ), позволил установить, что их состав не обеспечивает данного соотношения.

Данная категория продуктов является мясной условно, представляет собой водно-жировые эмульсии, связующим элементом в которых выступает в основном животный белок. При этом его доля в данных продуктах в 1,65-4,0 раза меньше, чем жира. Чтобы удовлетворить суточную потребность в 50,0 г животного белка посредством данного продукта, человеку необходимо употребить вместе с этим белком, как минимум, 400 г водно-жировой эмульсии с массовой долей жира в ней 200 г.

В то же время проведенные опросы покупателей свидетельствуют о том, что эти виды продуктов играют существенную роль в их рационе питания. Данные факты также свидетельствуют о том, что среднестатистический россиянин через эту категорию продуктов питания получает значительное количество животных жиров, как минимум, превышающих рациональную норму в 1,65-4,0 раза, если учесть, что нежирные мясные продукты и деликатесы ему не доступны по цене, а животные жиры он употребляет и в составе других продуктов.

При этом анализ составов мясного и субпродуктового сырья показывает, что соотношение таких биоактивных комплексов, как Са:Р и Са:Mg, в них также не соответствует РСНП. Данные соотношения находятся в следующих пределах: говядина - 1:18 и 1:2, свинина - 1:21 и 1:3,2, фарш на основе говядины и свинины - 1,17:7 и 1,17:1, сердце - 1:29 и 1:3, печень - 1:39,5 и 1:2,4, легкие - 1:70 и 1:9.

Согласно РСНП, эти соотношения соответственно составляют 1:1,5 и 1:0,5, что свидетельствует о том, что это сырье не сбалансировано по кальцию, фосфору и магнию.

В то же время данные продукты имеют и небогатый витаминный состав, но высокое содержание железа и других минеральных веществ.

Выровнять указанные соотношения до рекомендуемых возможно определенными способами, комбинируя мясное сырье с субпродуктовым, а также с растительным, предварительно проведя его соответствующую технологическую модификацию.

В качестве субпродуктового сырья определенную ценность представляют сердце, печень, язык, легкие. Высокую питательную ценность представляет и пищевая кровь убойных животных.

При этом модифицированное определенными способами соевое сырье в виде белково-ликопиновых, белково-минеральных, белково-витаминных, белково-углеводных комплексов позволяет выровнять приведенные выше соотношения и получить сбалансированные по питательным веществам мясные и мясорастительные комбинированные пищевые системы.

На рисунке представлена базовая технологическая схема производства мясных фаршевых и фаршированных изделий с использованием биоактивных комплексов, полученных на основе продуктов соответствующей переработки соевого сырья.

В качестве основных исходных требований к получению данных продуктов, к их показателям и свойствам определено, что:

- производство данных продуктов должно быть рентабельным;

- продукты должны обладать высокой пищевой и биологической ценностью;

- по соотношению пищевых и питательных веществ соответствовать РСНП;

- по содержанию и соотношению незаменимых аминокислот соответствовать эталону ФАО/ВОЗ;

- иметь высокие органолептические показатели;

- содержать вещества, обладающие антиоксидантными свойствами;

- не содержать вредных веществ.

Отличительными особенностями разработанных нами технологий получения соевых белковых концентратов (рис.) [6] являются:

- термокислотная коагуляция белка в соевой дисперсной системе раствором томатной пасты с осаждением белково-ликопинового комплекса;

- термокислотная коагуляция белка в соевой белковой дисперсной системе раствором янтарной кислоты с экстрагированными в неё кальцием, фосфором и магнием из соответствующего вторичного сырья и осаждением белково-минерального комплекса на нерастворимый соевый остаток, содержащий углеводы и клетчатку;

- термокислотная коагуляция белка в соевой дисперсной системе раствором аскорбиновой кислоты с осаждением белково-витаминного комплекса на нерастворимый соевый остаток - окару, содержащую углеводы и клетчатку;

- термокислотная коагуляция белка в соевой дисперсной системе смесью раствора томатной пасты и аскорбиновой кислоты с осаждением белково-витаминного комплекса на окару.

В последующем полученные композиции отделяются от жидкой фракции, формуются в гранулы или хлопья и подвергаются сушке. Полученные концентрированные биоактивные белково-ликопиновый, белковоминеральный, белково-витаминный или белково-углеводный комплексы подвергаются дезинтеграции до порошкообразного состояния и используются по назначению.

Сырье и компоненты

I

Семена сои Мясное сырье, субпродукты, пищевая кровь

і

Получение биоактивных комплексов

1 1 1 1Г I дг ,Г

Окрашенного белковоуглеводного концентрата

Белково-минерального концентрата

Белкововитаминного концентрата

Говядина, свинина и т.д. Субпродукты I категории Субпродукты II категории Пищевая кровь

Подготовка согласно соответствующим ТИ

Приготовление мясо-растительных фаршей и фаршевых композиций

Формование, наполнение банок, форм и оболочек

Консервированные фар ши, паштеты, колбаски, сардельки, сосиски, котлеты, тефтели и т.д.

Хлебы

Паштеты

е

3

к

о

е

3

н

«

и

о

р

ІГЇ

Сухие концентраты

111

л

ч

а

р

и

к

И

В

о

р

о

С

Колбасные

изделия

е

3

н

а

и

в

и

4

е

3

н

«

и

о

р

Фаршированные

изделия

гттттт

и

к

«

ю

и

л

л

н

к

ч

!*У

Рн

Л

а

б

л

о

и

л

а

&І

аГ

С

* і 1 т + + т т

Термообработка, сушка и охлаждение Охлаждение и замораживание

1 1

Контроль качества, упаковка, хранение и реализация

Базовая технологическая схема производства мясных фаршевых и фаршированных изделий с использованием биоактивных продуктов переработки сои

При этом задача оптимизации получения и производства продуктов в соответствии с базовой схемой (рис.) и с учетом разработанных исходных требований сводится к нахождению такого множества, при котором заданное количество продукта будет производиться с высоким качеством и минимально возможными затратами труда и материальных средств.

Применительно к нашим условиям оценку вариантов и выбор из них оптимального можно произвести по критерию доход-Д, а также по степени выполнения условий на соответствие полученных результатов рекомендуемым нормам (РСНП), а по органолептическим показателям - их соответствие допускаемым [1\1].

В этой связи данные требования, а также задача оптимизации в форме определенных ограничений, при соблюдении интересов производителя и потребителя могут быть представлены в виде следующей экономико-математической модели:

= (Ср ~ С.э ~ Сцсх) ' &с '

Д1

Д2

£(Qj-cp)  : = 1

'м

П >

ЛЮ

Сд > 100(1 — е ^

РСНПп(1 . РСНПс(1

рсна

т ах;

т ах;

N, = ЛГ

>);

max

где Д1 и Д2 - доход соответственно от реализации биоактивных белково-ликопиновых, белковоминеральных, белково-витаминных и белково-углеводных концентратов, руб/кг;

Ср - цена реализации соевых текстуратов, руб/кг;

Сэ - эксплуатационные расходы, руб/кг;

Сисх - стоимость исходного соевого сырья, руб/кг;

Gc - часовая производительность линии приготовления биоактивных соевых текстуратов, кг/ч;

к - количество часов работы линии в сутки, ч;

GM - часовая производительность линии приготовления мясной продукции, кг/ч;

Сп - стоимость мясного сырья, замещаемого или заменяемого на адекватный соевый биоактивный

комплекс, руб/кг;

СЛ - содержание i-й незаменимой аминокислоты в соевых и мясных продуктах, выраженное через аминокислотный скор, %;

С - соотношение основных пищевых веществ в мясных продуктах;

МВ - содержание биоактивного минерального комплекса в продуктах, обеспечивающее их функциональную направленность в количестве не менее 10 % РНСП, мг/100 г;

Л - содержание ликопина в продуктах, обеспечивающее их функциональную направленность в количестве не менее 10 % РНСП, мг/100 г;

Вс - содержание витамина С в продуктах, обеспечивающее их функциональную направленность в количестве не менее 10 % РНСП, мг/100 г;

N, - органолептическая оценка, балл;

F(x) - функция вероятности выбора рационального варианта композиционирования мясных и соевых пищевых систем по взаимной сочетаемости;

F(t) - функция взаимосвязи факторов, параметров и режимов, оказывающих влияние на формирование качества и свойств производимых продуктов питания i-го наименования.

Функцию F(x) в неявном виде можно представить как:

F

где K1, K2, Kn - потенциально возможные варианты выбора технологических решений;

Р - вероятность выбора правильного решения (варианта).

При этом аналогично для функции F(t):

F

где С, - соотношение компонентов в фаршевых композициях;

W- влажность компонентов, ингредиентов и композиций (пищевых систем);

в - показатель, характеризующий структурные свойства пищевых систем;

£” - температура обработки, °С; т - продолжительность обработки, с.

Анализ пределов изменения параметров e-F^ и показывает, что при значениях функции

Г(дг) —max и F(t) —max, е~г(-х-' и стремятся к нулю, а показатели С[ и iV: в выражении (1) в этом случае принимают свои максимальные значения.

При разработке рецептур и проектировании продуктов питания указанного выше ассортимента необходимо экспериментальным путем устанавливать оптимальные значения параметров и режимов разрабатываемых процессов и технологий пищевых продуктов.

Для этих целей наиболее приемлем многофакторный эксперимент, позволяющий раскрыть взаимные связи между исследуемыми факторами. С учетом этого нами построены модели в виде уравнений регрессии, которые исследованы в нашем случае на максимум.

В таблице представлены значения параметров и режимов получения мясных продуктов питания заданного состава и свойств.

Значения параметров и процессов получения фаршевых и фаршированных мясорастительных

продуктов питания

Вид процесса Значения параметров, режимов и соотношения компонентов Показатель качества и энергетической ценности

Rs Ьз, ч t, 0С dr, мм а W, % 0, % т, мин N, балл ЭЦ, ккал/100 г

Замачивание семян сои в водной среде 2,8-3 20-24 20-25 5-6 1:3 30-40 - - - -

Измельчение семян сои и экстракция белка - - 20-25 До 1,0 1:6 75-80 - 0,5 - -

Нагрев суспензии, термокислотная коагуляция белка и его осаждение на нерастворимую фракцию - - 70-80 - - - - 30 - -

Отделение сыворотки и отжим влаги из окрашенной белково-углеводной композиции (БУК) - - 20-25 До 1,0 - 30-40 - - - -

Формование гранул, хлопьев на основе БУК - - 20-25 1-5,0 - 35 98-99 - - -

Сушка гранул, хлопьев и т.д. - - 110-115 1-5,0 - 6-9 - 20-60 4-4,8 -

Дезинтеграция и получение порошка, муки и т.д. - - 20-25 0,001 - До 9,0 - - 4,5-4,8 350-420

Приготовление комбинированных фаршей 2,5-2,8 0,2 30 1-5,0 1:3 -1:4 60-68 98-99 8-10 - 320-450

Формование, наполнение банок, форм и оболочек - - 35 - - 60-68 - - - -

Термообработка фаршевых и паштетных изделий - - 150-200 - - - - 60-120 8,0-8,5 -

Охлаждение и замораживание фаршированных изделий - - -18 - - - - 60-120 - 250-350

Примечания. * - коэффициент водонасыщения зерна и концентрата; tз - время замачивания семян сои

и регидратации частиц концентрата; бч - средние значения диаметров семян, частиц продукта, гранул и т.д.

Таким образом, разработанные методологические и технологические подходы к созданию и проектированию продуктов питания указанного ассортимента позволяют обоснованно управлять процессами получения продуктов заданного состава и свойств.

Литература

1. Тутельян В.А. Питание и здоровье // Пищевая промышленность. - 2004. - № 5. - С. 5-6.

2. Жаринов А.И. Основы современных технологий переработки мяса. - М., 1994. - Ч. 1. - 154 с.

3. Козмава А.В., Касьянов Г.И., Палагина И.А. Технология производства паштетов и фаршей. - Ростов-н/Д., 2002. - 208 с.

4. Салаватулина Р.М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве. - М.: Аграпром-издат, 1985. - 253 с.

5. Пат. № 2402924. Российская Федерация. Способ приготовления соевых белковых продуктов /

С.М. Доценко [и др.] Опубл. 10.11.2010 г. Б.И. № 31.

6. Пат. № 2385629. Российская Федерация. Способ приготовления соевых белковых продуктов /

С.М. Доценко [и др.]. Опубл. 10.04.2010 г. Б.И. № 10.

7. Рогов И.А., Жаринов А.И. Изготовление колбас и мясных деликатесов. - М., 1994. - 128 с.

УДК 663.8 В.И. Терентьев, Т.И. Аникиенко

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КЕДРОВОГО, ПИХТОВОГО, СОСНОВОГО

ХВОЙНЫХ ЭКСТРАКТОВ

В статье представлена сравнительная оценка химического и микробиологического состава кедрового, пихтового, соснового хвойных экстрактов, на основании которой впервые были разработаны и утверждены технические условия, позволяющие использовать экстракты в различных областях народного хозяйства, в пищевой и косметической промышленности.

Ключевые слова: экстракт, химический состав кедрового, пихтового, соснового экстрактов, показатели безопасности.

V.I. Terentyev, T.I .Anikienko

COMPARATIVE ESTIMATION OF THE CHEMICAL COMPOUND OF CEDAR, FIR,

PINE CONIFEROUS EXTRACTS

Comparative estimation of chemical and microbiological structure of cedar, fir, pine coniferous extracts on which basis the specifications, allowing to use extracts in various areas of national economy, in food and cosmetic industry have been developed and confirmed for the first time is given in the article.

Key words: extract, chemical compound of cedar, fir, pine extracts, safety indicators.

Большинство развитых стран мира переходят от продуктов искусственного происхождения к натуральным, растительного происхождения, что способствует в современной медицинской, пищевой и парфюмерно-косметической промышленности улучшению качества продукции. Наиболее экономически выгодным и легко применяемым оказалось использование натуральных растительных экстрактов, в результате чего они получили широкое распространение.

В Красноярском крае ООО «ЭКОВИТ» разработал технологию получения экстрактов для безалкогольной промышленности. В результате разработаны, утверждены и зарегистрированы впервые Технические условия (ТУ 9185-011-44601108-2010) на «Экстракты для безалкогольной промышленности (кедровый, пихтовый, сосновый)».