Полуфабрикат мясорастительный рубленый функциональный с пребиотическим действием
SEMI-FINISHED MEAT-AND-VEGETABLE CHOPPED FUNCTIONAL PRODUCT WITH PREBIOTIC ACTION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к мясной промышленности, а именно к производству полуфабрикатов мясорастительных рубленых, предназначенных для сбалансированного и профилактического питания с пребиотическим действием.
Уровень техники
В настоящее время в нашей стране и за рубежом разрабатываются научно обоснованные рецептуры и технологии комбинированных охлажденных и замороженных мясных полуфабрикатов с использованием сырья животного и растительного происхождения.
Известны мясорастительные полуфабрикаты рубленые фукциональной направленности с пребиотическим действием (Борисенко А.А. Реализация новых технологических решений при производстве поликомпонентных мясопродуктов на базе развития научных основ и методологических принципов их проектирования: дисс. на соиск. уч. степени д - ра техн. наук: 05.18.04 / Борисенко Александр Алексеевич. – Ставрополь. 2018. – 385 с. (стр. 312-320)), в которых в качестве основного сырья для их производства используют, мас.%: мясо кур (белое) – 20 или мясо индейки (белое) – 22, мясо кур механической обвалки – 8, морковь - (14,0-18,4), капусту белокочанную – (7-15,3), перец сладкий – (5,5-10,0), крупу манную – 5, или муку льняную – 4,5 и лактулозу – 1, или муку из семян расторопши – 4 и лактулозу – 1, или ламинарию (порошок гидратированный) – 3,5 и цитрат кальция (из яичной скорлупы) – 1, грибной порошок из шампиньонов – (4,0-4,3), пшеницу пророщенную – (4,3-5,7), куриный жир – (2-3), яичный порошок – 2, сухари панировочные – (2-3), отруби пшеничные – 1, соевый изолят – 1, соль поваренную пищевую – 1,2, перец черный молотый - 0,1 и воду питьевую до 100.
К недостаткам следует отнести использование в рецептуре ряда достаточно дорогостоящих и нешироко распространенных компонентов: пророщенной пшеницы, грибного порошка из шампиньонов, лактулозы, порошковой ламинарии, муки из семян расторопши или из семян льна, цитрата кальция (из яичной скорлупы), что увеличивает себестоимость продукта. Кроме того, состав продукта включает низкое содержание влагосвязывающих компонентов, направленных на повышение выхода, а наличие грибного порошка, имеющего специфический вкус и запах, противопоказано людям с патологиями аллергического характера, с гастритом, колитом, язвой или панкреатитом в фазе обострения, при почечной или печеночной недостаточности, что сужает диапазон потенциальных потребителей.
Известна композиция для производства мясорастительных полуфабрикатов с использованием мяса утки и овощей (Тихонов Д.А., Проектирование корректирующих рационов на основе специализированных продуктов питания с целевым нутриентным составом: дисс. на соис. уч. степени канд. техн. наук: 05.18.15 / Тихонов Дмитрий Анатольевич.- Москва, 2020.- 154 с. (стр. 95-100)).
К недостаткам её следует отнести отсутствие функциональной направленности и пребиотического действия. Кроме того, композиция не сбалансирована по аминокислотному составу и имеет низкую профилактической ценность по минеральному составу.
2
Известен полуфабрикат мясорастительный рубленый (патент на изобретение RU 2 579 228 C1, МПК A23L 13/60, опубл. 10.04.2016), композицию которого составляют, мас.%: мясо утки или индейки (42,0-47,0), мука гречневая или кукурузная (7,0-8,0), масло льняное (4,5-5,5), кабачок свежий (10,0-15,0), хлопья овсяные гидратированные (8,0-10,0), концентрированная молочная сыворотка или концентрат сывороточного белка гидратированный (3,0-4,0), соль поваренная пищевая (0,8-1,0), перец черный молотый (0,1), экстракт СО розмарина (0,02), лук репчатый свежий очищенный (3,5-5,5), яйца куриные или меланж (2,0), талкан на панировку (2,3-2,8) и вода - остальное.
Полуфабрикат не сбалансирован по аминокислотному составу, а предусмотренное использование в рецептуре таких взаимозаменяемых компонентов как мясо утки и индейки, муки гречневой и кукурузной неравноценно из-за различия их химического состава, функциональных и органолептических свойств. Это приводит к нестабильности получения заявляемого технического результата  по пищевой и биологической ценности, общему химическому, аминокислотному, макро-, микронутриентному составу конечного продукта, его органолептическим показателям и выходу. Кроме того у полуфабриката мясорастительного рубленого отсутствуют компоненты с пребиотиеским действием.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран полуфабрикат мясорастительный рубленый функциональный обогащенный (Патент РФ №2757319, опубл.13.10.2021 г.), в котором в качестве основного сырья для его производства используют, мас.%: мясо уток 31,5-32,0, мясо кур механической обвалки 7,875-8,0, морковь 11,8-12,0, капусту белокочанную 8,8-9,0, перец сладкий 8,6-8,8, крупу манную 5,0-5,2, «Моби-Люкс универсал» 5,8-6,0, яичный порошок 2,0-2,2, соевое масло 1,8-2,0, отруби пшеничные 2,3-2,5, сухари панировочные 2,3-2,5, соль поваренную пищевую 1,2, перец черный молотый 0,1, воду питьевую до 100.
Полуфабрикат не сбалансирован по аминокислотному составу. К его недостаткам следует отнести отсутствие пребиотического действия. Кроме того, в своем составе он не имеет компонентов, снижающих себестоимость продукта и одновременно улучшающих его органолептические характеристики, пищевую, биологическую ценность и выход продукта.
Технический результат изобретения заключается в создании продукта функциональной направленности с пребиотическим действием, расширяющего диапазон потенциальных потребителей, обладающего сбалансированностью аминокислотного состава, стабильно высокими потребительскими свойствами, пищевой и биологической ценностью, органолептическими характеристиками и выходом за счет специально подобранных компонентов, в том числе снижающих себестоимость продукта.
Изобретение обеспечивает расширение ассортимента функциональных мясных рубленых полуфабрикатов, обладающих пребиотической активностью, повышенной пищевой и биологической ценностью и улучшенными органолептическими показателями и выходом.
Продукт предназначен для широкого круга потребителей и может употребляться регулярно в составе рациона питания.
Технический результат достигается путем разработки полуфабриката мясорастительного рубленого функционального обогащенного, содержащего в своем составе мясо птицы, мясо кур механической обвалки, морковь, капусту белокочанную, перец сладкий, крупу манную, яичный порошок, соевое масло, сухари панировочные, отруби пшеничные, соль поваренную пищевую, перец черный молотый, воду питьевую, в котором в качестве мяса птицы используют мясо утки в соотношении 6:1 к мясу кур механической обвалки, при этом в качестве дополнительного источника белка животного происхождения и компонентов, проявляющих полезные свойства, он содержит белок коллагеновый говяжий и мелассу молочную с лактулозой при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: мясо уток 31,5-32,1, мясо кур механической обвалки 5,25-5,35, белок коллагеновый говяжий 1,5-1,6, морковь 8,8-9,2, капуста белокочанная 5,8-6,2, перец сладкий 6,8-7,2, крупа манная 5,8-6.2, меласса молочная с лактулозой 3,9-4.1, яичный порошок 2,0, соевое масло 2,0, сухари панировочные 3,0, отруби пшеничные 2,0,  соль поваренная пищевая 1,2, перец черный молотый 0,1, вода питьевая до 100.
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач:
- признаки «…мясо утки используют в соотношении 6:1 к мясу кур механической обвалки…» и «дополнительно содержит … белок коллагеновый говяжий…» обеспечивают высокую пищевую и биологическую ценность предлагаемого полуфабриката за счет сочетания различных видов животных белков и их аминокислотной сбалансированности, сбалансированность жиров и минеральных веществ, а также улучшенные органолептические показатели и выход при снижении себестоимости продукта;
- признак «дополнительно содержит… мелассу молочную с лактулозой» обеспечивает дополнительное обогащение полуфабриката минеральными веществами, а именно, кальцием, магнием, фосфором и калием и др., придает продукту пребиотическое действие и улучшает его  цветовые характеристики за счет наличия в своем составе лактозы и лактулозы;
- признак «…при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: мясо кур механической обвалки 5,25-5,35, белок коллагеновый говяжий 1,5-1,6, морковь 8,8-9,2, капуста белокочанная 5,8-6,2, перец сладкий 6,8-7,2, крупа манная 5,8-6.2, отруби пшеничные 2,0, сухари панировочные 3,0, вода питьевая до 100» обеспечивает продукт стабильно высокими потребительскими свойствами, сбалансированность характеристик, свойств и повышенный выход за счет специально подобранных компонентов животного и растительного происхождения.
Белок коллагеновый говяжий предназначен для применения в качестве структурообразующего и стабилизирующего белкового ингредиента при производстве фаршевых мясопродуктов в целях улучшения функционально-технологических свойств мясного сырья,  уменьшения термических потерь, увеличения выхода готовой продукции, повышения стабильности потребительских свойств, снижения крошливости и улучшения нарезаемости готовой продукции.
Белок представляет собой светлый порошок со слабым нейтральным запахом и вкусом. К преимуществам его применения относят: увеличение выхода готовой продукции за счет снижения термопотерь; улучшение органолептических свойств готовой продукции и повышение ее качества, в том числе за счет улучшения консистенции фарша и  структуры готового продукта за счет создания белковой матрицы; снижение себестоимости за счет частичной замены основного сырья относительно не дорогим полноценным белком животного происхождения; уменьшение адгезии (налипание фарша к формующим деталям оборудования), что позволяет улучшить процесс механизированной формовки продукта. Белок соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза.
Использование в рецептуре мелассы молочной с лактулозой, например «ЛактуВет-1» производства АО «Молочный комбинат «Ставропольский» (декларация о соответствии ЕАЭС N RU Д-RU.АЯ21.В.03469/20, СТО 00437062-014-2020) направлено на снижение термических потерь, увеличение выхода изделий, сочности готовых продуктов, улучшение их цветовых характеристик, вкусовых качеств и выраженное оздоровительно-профилактическое действие готовой продукции, связанные с наличием лактулозы и лактозы, а также комплекса микро,-макроэлементов при низкой себестоимости мелассы молочной с лактулозой, поскольку она является побочным продуктом  переработки молока. Меласса молочная с лактулозой «ЛактуВет-1» - светлый порошок с нейтральным запахом, свойственным молоку, содержит не менее: 14,3% лактулозы, 25,2% лактозы, 15% минеральных веществ молока (в том числе,%: кальций – 3,4, магний-0,5, фосфор-1,4, калий-1,2, натрий-1,4 и др.), представленных преимущественно в виде солей (фосфатов, цитратов, гидрокарбонатов, лактатов и др.), органические кислоты, а также спектр минорных низкомолекулярных азотсодержащих соединений.
При термической обработке полуфабриката происходит диффузия лактулозы в молекулы белков продукта, однако при этом не происходит химической реакции. Лактулоза сохраняет свою структуру и бифидогенную активность. Кроме того, наличие лактозы и лактулозы в фарше оказывает влияние на увеличение выхода продукции.
Особо следует отметить высокое содержание кальция, который составляет основу (вместе с фосфором) костной ткани, активизирует деятельность ряда важных ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах. Среди других макроэлементов, содержащихся в мелассе молочной с лактулозой, важная роль принадлежит магнию и калию. Магний представляет интерес с точки зрения сосудорасширяющего действия, а также стимулирования перистальтики кишечника и повышения желчевыведения. Соли магния способствуют снижению холестерина при повышении его содержания в плазме крови, участвуют в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, в обмене углеводов и энергетическом обмене. Калий стимулирует сердечные сокращения, регулирует кислотно-щелочное равновесие. Он участвует в передаче нервных импульсов, активизирует работу ферментов. Считают, что калий обладает защитным действием против нежелательного влияния избытка натрия и нормализует давление крови.
Таким образом, употребление в пищу заявляемого продукта, обогащенного белком коллагеновым говяжьим и мелассой молочной с лактулозой, в указанных в формуле изобретения соотношениях к процентному содержанию остальных специально подобранных компонентов, позволит осуществлять повседневную профилактику распространенных дефицитных состояний организма, связанных с недостатком пребиотических веществ  и важнейших микро-, макроэлементов, тем самым, снизить заболеваемость и продлить продолжительность жизни человека.
При снижении процентного соотношения компонентов в рецептуре относительно минимальных значений заявленного диапазона ухудшается пищевая и биологическая ценность готового продукта, снижается его выход, а при превышении максимальных – ухудшается органолептические показатели готового продукта.
Осуществление изобретения
Заявляемый полуфабрикат готовят на стандартном оборудовании по стандартной технологии.
Мясо уток и мясо кур механической обвалки смешивают в соотношении 6:1 и добавляют в них очищенные и вымытые морковь, капусту белокочанную и перец сладкий, которые предварительно измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Готовую композицию сухих компонентов, включающую белок коллагеновый говяжий, мелассу молочную с лактулозой, яичный порошок, крупу манную, соль поваренную пищевую и перец черный молотый и воду,  а затем и соевое масло загружают в фаршемешалку и перемешивают до равномерного распределения компонентов.
Полуфабрикат мясорастительный рубленый формуют, равномерно панируют по рецептуре смесью панировочных сухарей с отрубями пшеничными в указанном соотношении и направляют на кулинарную обработку, охлаждение либо замораживание, хранение и реализацию.
Примеры конкретного осуществления изобретения
Пример 1
Полуфабрикат мясорастительный рубленый включает, мас.%: мясо уток 31,5; мясо кур механической обвалки 5,25; белок коллагеновый говяжий 1,5; морковь 8,8; капусту белокочанную 5,8; перец сладкий 7,2; крупу манную 6,2; мелассу молочную с лактулозой «ЛактуВет-1» 4,1; яичный порошок 2,0; соевое масло 2,0; отруби пшеничные 2,0; сухари панировочные 3,0; соль поваренную пищевую 1,2, перец черный молотый 0,1, воду питьевую до 100.
Представленный состав рецептуры позволяет получить сбалансированный по аминокислотному составу и обладающий высокой пищевой и биологической ценностью мясорастительный полуфабрикат пребиотического действия, содержащий жизненно необходимые нутриенты для профилактического питания и поддержания здоровья. Продукт отличает небольшое количество холестерина, он легко усваивается в организме человека, оказывает профилактическое действие при дефиците полноценного животного белка, ненасыщенных жирных кислот и легко усвояемого кальция, других эссенциальных минеральных веществ и витамина А, содержит витамины группы В, С, D и Е.
Пример 2
Полуфабрикат мясорастительный рубленый включает, мас.%: мясо уток 32,1; мясо кур механической обвалки 5,35; белок коллагеновый говяжий 1,6, морковь 9,2; капусту белокочанную 6,2; перец сладкий 6,8; крупу манную 5,8; мелассу молочную с лактулозой «ЛактуВет-1» 3,9; яичный порошок 2,0; соевое масло 2,0; отруби пшеничные 2,0; сухари панировочные 3,0; соль поваренную пищевую 1,2; перец черный молотый 0,1; воду питьевую до 100. Предлагаемый продукт предназначен для оздоровления широкого круга потребителей, может употребляться для профилактики алиментарно-зависимых заболеваний, связанных с патологиями костной, эндокринно-ферментной систем, желудочно-кишечного тракта и организма в целом.
Такой состав обеспечивает создание сбалансированного по составу продукта, содержащего жизненно необходимые нутриенты, способствующие сохранению здоровья. Использование продукта в рационе различных категорий населения будет способствовать нормализации работы желудочно-кишечного тракта, укреплению костно-мышечной системы, замедлению процессов старения. Наличие таких микро-, макроэлементов как кальций, фосфор, железо и цинк способствует предупреждению сердечно-сосудистых заболеваний, остеопороза и укреплению зубов.
В таблице 1 приведены органолептические показатели готового полуфабриката мясорастительного рубленого функционального обогащенного (определяли в соответствии с ГОСТ 9959-2015 Мясо и мясные продукты. Общие условия проведения органолептической оценки).
Таблица 1. Результаты органолептической оценки готового продукта
Образцы
Внешний вид
Вкус
Цвет
Запах
Консистенция
Сочность
Общая оценка
Контроль(прототип)
4,9
4,8
4,8
4,8
4,7
4,9
4,82
Разраб. по-луфабрикат
4,9
4,9
4,9
4,8
4,8
5,0
4,88
Разработанные полуфабрикаты мясорастительные рубленые отличаются высокими органолептическими показателями. Они имеют более выраженный вкус, более нежную и сочную консистенцию, являются более сочными и были оценены на 4,88 балла.
Оценка внешнего вида образцов полуфабрикатов не выявила видимых дефектов. Полуфабрикаты имели мелкоизмельченную, умеренно плотную структуру, чистую, сухую поверхность.
В таблице 2 приведены данные по выходу и потерям при тепловой обработке заявляемого полуфабриката.
Таблица 2. Результаты определения выхода и потерь при тепловой обработке мясорастительных полуфабрикатов в сравнении с прототипом
Наименование показателя
Продукты
предлагаемый
прототип
г
%
г
%
Масса полуфабриката, подготовленного к тепловой обработке
133,1
100,0
82,92
100,0
Масса готового продукта после тепловой обработки
129,7
97,4
77,36
93,3
Потери при тепловой обработке
3,4
2,6
5,56
6,7
Масса готового продукта после остывания
127,1
95,5
76,25
92,0
Потери при тепловой обработке с учетом потерь при остывании
6,0
4,5
6,67
8,0
Выход продукта
-
95,5
-
92,0
Анализ результатов показывает, что выход разработанных полуфабрикатов на 3,5% выше, чем у принятых за прототип, что обусловлено подбором компонентов рецептуры, в том числе использованием компонентов белок коллагеновый говяжий и меласса молочная с лактулозой.
В таблицах 3 и 4  приведены показатели и критерии аминокислотной сбалансированности заявляемого продукта. На фиг.1 представлена графическая интерпретация его аминокислотной сбалансированности.
Таблица  3.  Аминокислотная сбалансированность заявляемого продукта
Наименование аминокислоты
г/100 г белка
Показатель желательности,доля ед.
Лейцин
7,212
0,998
Изолейцин
3,826
0,993
Лизин
5,877
0,969
Метионин+Цистин
3,082
0,829
Фенилаланин+Тирозин
6,584
0,908
Треонин
3,945
0,999
Триптофан
1,027
0,998
Валин
4,647
0,967
Таблица 4. Критерии нутриентной адекватности по аминокислотам заявляемого продукта
Общий критерий желательности D (доля единицы)
0,956
Массовая доля белка, г/100г продукта
10,15
Минимальный скор (доля единицы)
0,881
Коэффициент утилитарности (доля единицы)
0,876
Коэффициент сопоставимой избыточности (г/100г белка)
4,498
Индекс незаменимых аминокислот (ИНАК, доля единицы)
0,995
Коэффициент различия АК, КРАС,%
0,313
Биологическая ценность белка в продукте,%
99,687
Анализ представленных данных показывает, что общий и частные показатели желательности аминокислотной сбалансированности заявляемого продукта (кроме Метионин+Цистин) близки к эталонным значениям равным единице. Полученные показатели (таблица 1 и 2) свидетельствуют о  высокой нутриентной сбалансированности и пищевой и биологической ценности разработанного полуфабриката.
В таблице 5 приведены показатели нутриентной сбалансированности, пищевой и энергетической ценности заявляемого продукта.
Таблица 5. Показатели нутриентной сбалансированности, пищевой и энергетической и профилактической ценности мясорастительных полуфабрикатов
Наименование показателей
Значение
Белок, г/100 г продукта
10,15
Жир, г/100 г продукта
11,23
НЖК, г/100 г липидов
25,05
ПНЖК, г/100 г липидов
25,66
МНЖК, г/100 г липидов
37,08
НЖК/ННЖК
0,4
Пищевые волокна, г/100г продукта
1,68
Лактоза (не менее,), г/100 г
1,01
Лактулоза (не менее), г/100 г
0,572
Энергетическая ценность, кДж/ккал
744,4/177,8
Энергетическая ценность разработанных полуфабрикатов составляет 177,8 ккал, из которых 22,8% обеспечивает белок, что позволяет отнести их к пищевым продуктам с высоким содержанием белка.
Соотношение между насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами в продукте равно принимаемому за эталонное значение.
Продукт содержит в своем составе не менее 28,6% (от 2 грамм в сутки) от рекомендуемого суточного потребления пребиотика лактулозы.
Представленные в таблицах 1-5 данные по показателям разработанного полуфабриката указывают на его полное соответствие понятию полноценный функциональный продукт питания с пребиотическим действием.
Мясорастительные полуфабрикаты содержат 1,68 г/100 г продукта пищевых волокон.
В таблице 6 приведены данные по микро-, макроэлементам и витаминов в предлагаемом продукте
Таблица 6. Содержание микро-, макроэлементов и витаминов в продукте
Нутриент
Содержание в 100 г готовых полуфабрикатов с учетом потерь при тепловой обработке
% от РСП*
<b>Витамины</b>
Витамин А, рет. экв., мкг
138
15,35
Витамин B<sub>1</sub>, тиамин, мг
0,065
4,34
Витамин B<sub>2</sub>, рибофлавин, мг
0,0947
5,26
Витамин B<sub>3, </sub>ниацин, мг
2,089
10,45
Витамин B<sub>5</sub>, пантотеновая кислота, мг
0,341
6,81
Витамин B<sub>6</sub>, пиридоксин, мг
0,113
5,65
Витамин B<sub>12</sub>, кобаламин, мкг
0,072
2,4
Витамин С, мг
8,297
9,22
Витамин D, мкг
0,16
1,6
Витамин Е,   ток. экв., мг
0,6658
6,66
<b>Макроэлементы</b>
Калий, мг
198,498
7,94
Кальций, мг
153,822
15,38
Магний, мг
39,44
9,86
Фосфор, мг
144,338
18,04
<b>Микроэлементы</b>
Железо, мг
0,733
7,33
Цинк, мг
1,012
8,43
* РСП – рекомендуемая суточная потребность
Анализ данных таблицы 6 показывает, что соответствии с ТР ТС 022/2011 разработанный продукт является источником микро-, макроэлементов и витаминов, а именно, кальция и фосфора с рекомендуемым их соотношением и витамина А, а также содержит большинство витаминов группы В, витамин С и жирорастворимые витамины D, Е, макроэлементы калий, магний и микроэлементы железо и цинк.
Комбинирование мясного, растительного сырья и функциональных ингредиентов позволило наиболее значимо обеспечить разработанный пищевой продукт белком, ПНЖК, витаминами, микро-, макроэлементами, где соотношение кальция и фосфора является близким к оптимальному. Полуфабрикат содержит все необходимые питательные вещества микро-, макроэлементы и антиоксиданты. Это позволило решить комплекс задач, направленных на создание продукта функциональной направленности с пребиотическим действием, обладающего сбалансированностью аминокислотного состава, стабильно высокими потребительскими свойствами, пищевой и биологической ценностью, органолептическими характеристиками и выходом за счет специально подобранных компонентов, в том числе снижающих себестоимость продукта.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными технологическими решениями имеет следующие преимущества:
-обладает высокой сбалансированностью аминокислотного состава белков, гарантирующую стабильно высокую пищевую и биологическую ценность;
- полуфабрикат обладает пребиотическим действием и более насыщенными цветовыми характеристиками на разрезе с одновременным обогащением в природной легко доступной для усвоения организмом форме микро-, макроэлементов молока (кальцием, фосфором, калием, магнием,  и др.);
- имеет в своем составе компоненты, обеспечивающие его высокое качество, потребительские характеристики, повышенный выход и, одновременно, снижение себестоимости заявляемого продукта.