Биологическая оценка качества консервов из кукумарии японской, обогащенных соевым белком

Новое в пищевых технологиях

Ю.П. ШУЛЬГИН, Т.К. КАЛЕНИК, Л.Ю. ЛАЖЕНЦЕВА, В.В. ЗЛОСЧАСТЬЕВ,

Э.А. ПУШНАРЕНКО

Биологическая оценка качества консервов из кукумарии японской, обогащенных соевым белком

Проводится оценка пищевой ценности консервов из кукумарии японской с добавлением белков семян сои. Установлено, что введение соевого мяса в рецептуру консервов способствует повышению его пищевой и биологической ценности.

Отечественными и иностранными исследователями в последние десятилетия уделяется особое внимание использованию биологических методов для достоверной оценки качества продуктов [3, 6, 15], в том числе из гидробионтов [14]. Это связано с тем, что на изменение строго определенного состава питания - исключение какого-либо компонента или введение дополнительного - организм дает ответный сигнал (рост, размножение и функционирование) о том, как продукт соответствует его физиологическим потребностям.

Консервы из гидробионтов традиционно рассматривались как источник удовлетворения пищевой и энергетической потребности человека. В последние десятилетия гидробионты привлекают внимание как источники биологически активных веществ (БАВ). Биологический эффект при употреблении пищевых продуктов из некоторых гидробионтов приближен к таковому при употреблении биологически активных добавок и лекарственных препаратов [2, 8], поэтому создание технологии производства консервов из гидробионтов с сохраненными БАВ является актуальным и перспективным направлением. Один из наиболее перспективных объектов - кукумария японская Cucumaria japónica, биомасса которой в Дальневосточном регионе оценивается в десятки тысяч тонн. Отличительной особенностью ее химического состава является богатый комплекс минеральных веществ и биологически активных соединений [7], в том числе термостабильных [12, 16], обеспечивающих при использовании в питании выраженные лечебно-профилактические эффекты [8].

Вместе с тем основная часть (свыше 64%) белков кукумарии японской представлена соединительнотканным белком - коллагеном, который относится к неполноценным [16]. Суммарный показатель его полноценности (0,19) значительно ниже, чем белков рыбы и мяса (1,0) [9, 10]. Со-

держание незаменимых аминокислот в белках мышечной ткани оболочки кукумарии не превышает 21% от общей суммы аминокислот. Перевари-ваемость (по пепсину) белков мяса кукумарии составляет 55%, в то время как перевариваемость белков мяса кальмара достигает 98,5% [10]. С учетом сказанного рекомендуется подвергать мясо кукумарии длительному термическому воздействию, в результате чего происходит размягчение тканей, частичный переход коллагена в растворимую форму - глютин, что способствует улучшению его перевариваемости и, следовательно, усвояемости. Повышение перевариваемости белков мышечной ткани кукумарии в процессе стерилизации, по-нашему мнению, также является одним из основных моментов, обосновывающих необходимость использования объекта в технологии консервов.

Содержание липидов в тканях кукумарии японской также незначительно - не более 0,7% [7]. В этой связи для создания продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью и длительным сроком хранения очевидна необходимость обогащения мышечной ткани кукумарии компонентами животного или растительного происхождения, богатыми полноценным белком и липидами.

Известна технология производства консервов «Скоблянка из кукумарии и рыбы», разработанная в ТИНРО-Центре [12-14]. Пищевая и биологическая ценность этих консервов значительно выше, чем натуральных консервов из кукумарии, за счет их обогащения мясом лососевых рыб и овощами (лук, морковь).

С целью расширения ассортимента консервов из кукумарии с высокой пищевой ценностью в их рецептуру можно вводить и полноценные растительные белки, например из семян сои. Последние являются наиболее полноценными среди масляничных и злаковых культур, т. к. их аминокислотный состав приближен к таковому высокоценных белков животного происхождения [1, 4, 11]. В состав семян сои входит большое количество углеводов (14-33%), минеральных веществ (5,5-6,0%) и витаминов. Вместе с тем в семенах сои содержатся вещества, которые обусловливают антипитательное действие, т.е. снижающие их пищевую и биологическую ценность [11]. Сюда относятся токсичные белки (соин), белки - ингибиторы пищеварительных ферментов, гликозиды и олигосахара, ферменты липоксигеназа и уреаза. Для снижения или исключения токсичности белков, их негативного влияния на организм человека и продукцию при технологической переработке семян сои рекомендуется влаготепловая обработка [1, 5].

Целью настоящей работы явилась оценка пищевой ценности консервов из кукумарии японской с добавлением белков семян сои методом биотестирования.

Экспресс-методом с использованием инфузорий Tetrahymena pyri-formis в соответствии с рекомендациями А.Д. Игнатьева с соавторами [6] нами была определена относительная биологическая ценность (ОБЦ) белков семян сои и ее изменение при высокотемпературной обработке. Равнозначность биологических методов с использованием инфузорий и высших животных доказана отечественными и иностранными исследователями [3, 15]. ОБЦ является интегральным показателем физиологиче-

ского воздействия продукта и выражается в процентах по отношению к стандартному белку - казеину.

Для проведения эксперимента были использованы семена сои, полуфабрикат и стерилизованное белковое соевое мясо «Союшка» (ТУ 9196-001-42079317-99).

Результаты исследований показали (рис. 1), что семена сои способны обеспечивать физиологические потребности организма простейших в белке на 32,1%. То есть, несмотря на высокое содержание в опытных образцах семян сои полноценных белков, питательная ценность соевого продукта из-за антипитательных веществ в необработанных семенах сои остается низкой (относительно казеина). Значения ОБЦ соевого мяса «Союшка» (полуфабрикат) были почти в 2 раза выше, чем в семенах сои. Повышение способности соевого мяса «Союшка» обеспечивать физиологические потребности организма инфузорий в белке, по всей видимости, обусловлено тем, что при изготовлении этого мяса в результате гидротермической обработки происходит снижение количества основных антипитательных компонентов. Наибольшая инактивация непитательных факторов семян сои происходит при стерилизации, в результате чего показатель ОБЦ стерилизованного соевого мяса по сравнению с полуфабрикатом увеличился на 7,3%.

120 -

100 -

80 -

¡3“ 60 -ё

40 -

20 -0 -

Рис. 1. Сравнительная характеристика показателей ОБЦ белков семян сои в зависимости от способа обработки: 1 - казеин, 2 - семена сои, 3 - соевое мясо «Союшка» - полуфабрикат, 4 - стерилизованное соевое мясо «Союшка»

Повышение ОБЦ соевого мяса обусловлено тем, что в процессе высокотемпературной обработки (115 0С в течение 15 мин) происходит необратимое ингибирование биологически активных веществ белковой природы, в частности ферментов липоксигеназы и уреазы, ингибитора роста - соина, белков - ингибиторов пищеварительных ферментов. Инактивация белков - ингибиторов пищеварительных ферментов способствует повышению атакуемости белка пищеварительными ферментами организма простейших, инактивация других непитательных веществ при-

100

63,3 /0,6

32,1

12 3 4

водит к исключению токсичных свойств или свойств, снижающих биодоступность белка.

Таким образом, нами установлено, что в процессе стерилизации продуктов из семян сои значительно повышается их питательная ценность. Поэтому использование соевого мяса в консервах из кукумарии японской, характеризующейся незначительной белково-энергетической полноценностью, будет способствовать повышению пищевой и биологической ценности готовых продуктов.

Предварительные исследования по созданию консервов из кукума-рии, обогащенных белком из семян сои, показали, что по вкусоароматическим показателям наиболее выгодным является многокомпонентный продукт с внесением в рецептуру овощей, растительного масла и морской капусты. Внесение указанных компонентов в рецептуру консервов позволяет также повысить их пищевую и биологическую ценность. В частности, добавление соевого мяса позволит повысить белковую полноценность продукта, а растительного масла - энергетическую. Морская капуста является источником пищевых волокон, альгиновых кислот, витаминов, макро- и микроэлементов. Использование овощей позволит обогатить продукт усваиваемыми углеводами.

Для изготовления консервов использовали мороженую кукумарию, шинкованную мороженую морскую капусту, сухое соевое мясо, соль, морковь, лук, перец черный и душистый молотый, томатную пасту, масло растительное рафинированное (подсолнечное, кукурузное, соевое, оливковое), воду. Все сырье и материалы по качеству соответствовали требованиям нормативных документов.

Соотношение компонентов исходной смеси для опытных образцов консервов приведено в табл. 1.

Таблица 1

Соотношение компонентов смеси опытных консервов «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса»

Компонент Массовая доля, %

Вариант 1 Вариант 2

Кукумария 34,8 34,8

Морская капуста 15,0 20,0

Соевое мясо 25,0 20,0

Лук 9,0 8,0

Морковь 8,0 10,0

Растительное масло 5,0 4,0

Томат-паста 2,0 2,0

Соль 1,2 1,2

Перец черный 0,001 0,0016

Перец душистый 0,001 0,0011

Подготовленную смесь каждого варианта плотно укладывали в банки № 22 по ГОСТ 5981-88 насыпью с выравниванием поверхности. Масса нетто консервов составляла 135 г.

Стерилизацию консервов проводили согласно разработанному нами режиму стерилизации в соответствии с «Инструкцией по разработке режимов стерилизации консервов из рыбы и морепродуктов» (1996).

Полуфабрикат для консервов «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса» включает 10 компонентов с различной микробной обсемененностью, которая является одним из ведущих показателей при разработке режима стерилизации. Результаты микробиологических исследований, представленные в табл. 2, показали, что все исходные компоненты обсеменены микроорганизмами незначительно, а консервы до стерилизации соответствуют требованиям «Инструкции о порядке санитарно-технического контроля консервов на производственных предприятиях, оптовых базах, в розничной торговле и на предприятиях общественного питания» №01-19/9-11 (1992).

Таблица 2

Микробиологическая характеристика исходных компонентов и консервов до стерилизации

Компонент МАФАнМ, КОЕ/г Число спор в 1 г

Кукумария 6,2х103 Не обн.

Морская капуста 7,1х103 II

Соевое мясо 11,4х 103 II

Лук 9,5 х103 II

Морковь 6,6х103 II

Растительное масло 2,7 х102 II

Томат-паста 1,9х102 II

Соль 3,3 х102 II

Перец черный 9,7 х103 0,3

Перец душистый 13,8х103 0,1

Консервы до стерилизации 10,6х103 Не обн.

Для стерилизации консервов был использован температурный уровень 115 0С. Выбор температуры стерилизации обусловлен включением в рецептуру консервов томат-пасты - компонента, лабильного к действию высокой температуры (120 0С). Стерилизация консервов при температуре ниже 115 0С приводит к значительному увеличению продолжительности прогрева продукта.

Теплофизические свойства консервов определяли с использованием прибора Б-УЛС IV при стерилизации в автоклаве ВК-30 в процессе 5 варок при полной загрузке. Стерилизацию консервов осуществляли паром, охлаждение - водой с противодавлением. Установлено, что для обеспечения промышленной стерильности продолжительность собственно стерилизации консервов в банке № 22 (масса нетто 135 г) должна составлять не менее 50 мин при температуре 115 0С. Средняя величина стерилизующего эффекта при этом составляет 7,4 усл. мин. Рациональная формула режима стерилизации консервов «Солянка из кукумарии японской, морской капусты и соевого мяса» в банке № 22 (вес нетто 135 г) имела следующий вид:

5-15-50-20

------------ 18 МПа, Б*. = 7,4 усл. мин.

1150 С ф

Для оценки надежности разработанного режима стерилизации консервов «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса» в соответствии с требованиями «Инструкции по разработке режимов стерилизации консервов из рыбы и морепродуктов» (1996) были проведены лабораторные испытания путем экспериментального заражения консервов спорообразующими бактериями. Исследования показали, что разработанный режим обеспечивает промышленную стерильность консервов и их стабильность в процессе хранения.

Полученные стерилизованные консервы «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса» представляли собой многокомпонентный продукт с приятным вкусом и запахом, сочной консистенцией. Компоненты хорошо сочетались, создавая специфический вкусоароматический букет.

Наилучшие органолептические свойства (внешний вид, запах, консистенция, вкус и т.д.) были отмечены у готовых консервов варианта 2; эти свойства не изменились при хранении продуктов в течение 1,5 года при температуре (20±2)0С. В консервированном продукте варианта 1 отмечался не свойственный ему легкий привкус соевого мяса.

Исследование химического состава разработанных консервов «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса» показало (табл. 3), что по пищевой и энергетической ценности они не уступают консервам, обогащенным мясом рыбы [14].

Таблица 3

Химический состав консервов «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса»

Компонент Кол-во Компонент Кол-во

Вода, % 70,8 Минеральные веще-

Белок, % 14,4 ства, мг/100 г:

Жир, % 7,1 калий 621

Углеводы, % 5,5 кальций 128

Зола, % 2,1 кремний 129

Жирные кислоты, магний 95

г/100г 2,137 натрий 2,4

Витамины, мг%: сера 68

В1 0,007 фосфор 114

В2 0,23 железо 6,1

С 3,8 марганец 720

РР 2,8 медь 80

цинк Энергетическая ценность, Ккал 430 147,6

Результаты биотестирования готовых консервов также выявили преимущество использования соевого мяса для обогащения белком продукта из кукумарии японской. На рис. 2 показано, что ОБЦ консервов «Солянка из кукумарии, морской капусты и соевого мяса» на 8,6% выше, чем тот же показатель консервов «Скоблянка из кукумарии и рыбы» [14].

120 -100 -^ 80 -

I 60 -

40 -20 0

Рис. 2. Сравнительная характеристика питательной ценности

Таким образом, на основании результатов проведенных исследований установлено следующее:

1. Методом биотестирования с использованием инфузорий Те1ха-Ьушепа руг1йэгш18 доказано, что в процессе стерилизации консервов из кукумарии японской происходит ингибирование непитательных факторов соевого мяса, что приводит к повышению его питательной ценности в качестве одного из компонентов консервов.

2. Введение соевого мяса в рецептуру консервов из кукумарии японской способствует обогащению продукта полноценным белком и повышению его пищевой и биологической ценности.

Литература

1. Алешина Н.В. Биологическая ценность и лектиновая активность белков семян сои различных сортов // Пищ. пром-сть. 1993. № 1-2. С. 60-63.

2. Гончаренко О.Г., Гроссман Н.С. Лечебно-профилактическое питание из кукумарии // Вопр. питания. 1994. № 4. С. 38-39.

3. Долгов В.А. Методические аспекты и практическое применение ускоренной биологической оценки кормов, продуктов животноводства и других объектов ветеринарно-санитарного и экологического контроля: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. М.: ВНИИВСГЭ, 1992. 41 с.

4. Иваницкий С.Б., Назаренко С.В., Харченко В.Б. Соевый белковый обогатитель в пищевых продуктах // Пищ. пром-сть. 1997. № 2. С. 30-31.

5. Иваницкий С.Б., Лобанов В.Г., Назаренко С.В., Козмава А.В. Биологические и технологические аспекты использования сои при получении пищевых продуктов // Пищ. технология. 1998. № 1. С. 8-13.

6. Игнатьев А.Д., Исаев М.К., Долгов В.А. и др. Модификация метода биологической оценки пищевых продуктов с помощью реснитчатой инфузории тетрахимена пириформис // Вопр. питания. 1980. № 1. С. 70-71.

100

58,6

50

1 2 3

7. Савватеева Л.Ю., Маслова М.Г., Володарский В.П. Дальневосточные голотурии и асцидии как ценное пищевое сырье. Владивосток: ДВГУ, 1983. 180 с.

8. Санаева Е.А. Лечебные свойства продуктов из рыбы, беспозвоночных и водорослей // М.: ЭИЦНИИТЭИРХ, 1984. Вып. 12. С. 10-12.

9. Слуцкая Т.Н. Особенности химического состава иглокожих // Рыб. хоз-во. 1973. № 7. С. 25-29.

10. Слуцкая Т.Н. Влияние химического состава иглокожих на технологические свойства // Изв. ТИНРО. 1976. Т. 99. С. 57-61.

11. Чижикова О.Г. Соя. Пищевая ценность и использование. Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2001. 146 с.

12. Швидкая З.П., Шмакова С.И., Блинов Ю.Г., Долбнина Н.В. Разработка нового типа консервов из кукумарии // Хранение и переработка сельхозсырья. 1996. № 6. С. 35-37.

13. Швидкая З.П., Шмакова С.И., Будаева Г.В. О пищевой и биологической ценности консервов из морской капусты и кукумарии // Там же. 1994. № 5. С. 36-40

14. Швидкая З.П., Шульгина Л.В., Бывальцева Т.М., Заиченко А.Э. Исследование пищевой и биологической ценности консервов из кукумарии японской // Изв. ТИНРО-Центра. 2001. Т. 129. С. 232-236.

15. Evans E., Carruthers S. Comparisons of methods used for estimating the growth of Tetrachymena pyriformis // J. Sci. Food and Agr. 1978. Vol. 29, № 8. P. 703-707.

16. Ke P.Y., Smith-LaIl В., Hirtle R.W. Technical Studies on Resource Utilisation of Atlantic Sea Cucumber (Cucumaria frondosa // Can. Sci. J. 1987. Vol. 20, № 1. P. 4-8.

© Шульгин Ю.П., Каленик Т.К., Лаженцева Л.Ю., Злосчастьев В.В., Пушнаренко Э.А., 2005 г.