Использование функциональных стабилизационных систем на основе гидролизатов сывороточных белков при создании термолобильных белково-сывороточных эмульсий

Исследования I ТЕХНОЛОГИИ

IIP

Использование функциональных

стабилизационных систем на основе гидролизатов сывороточных белков при создании термолобильных белково-сывороточных эмульсий

Л.Б. Сметанина, канд. техн. наук, ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии М.Л. Челякова, ООО «Хантех Сервис»

При производстве продуктов с высокой жировой и водной составляющей, например, стерилизованных паштетов, достаточно сложно получить стабильную эмульсию, стойкую к длительному воздействию высоких температур во время стерилизации. Часто при производстве таких эмульсий используются эмульгаторы химического происхождения (моно-ди-глицериды жирных кислот, лактилаты натрия, смешанные эфиры глицерина и винной, уксусной и жирных кислот), соевые, молочные и животные белки). Однако при использовании многих эмульгирующих добавок могут отмечаться негативные эффекты в готовом продукте: отделение влаги после стерилизации вследствие недостаточного влаго-связывания, изменение органолептических характеристик готового продукта.

Ключевые слова: сывороточные белки, эмульгатор, гидрофильные и липофильные свойства, ультрафильтрация, полисахариды.

^ Изучение характеристик сывороточных белков, в том числе подвергшихся энзимной модификации, позволяет рекомендовать их в качестве оптимальных эмульгаторов для получения стабильных эмульсий. При этом возможно не только полностью избежать нежелательных изменений органолептических характеристик, но и повысить питательную ценность готового продукта.

Сывороточный белок представляет собой смесь глобулярных белков, выделенных из сыворотки, являющейся побочным продуктом при производстве сыра. Включение сывороточных белков в состав пищевых продуктов не только придает им приятный вкусовой оттенок, повышает питательную ценность этих продуктов, но и позволяет придать им определенные технологические качества. Функциональные системы, включающие сывороточный белок, способны стабилизировать такие дисперсные системы, как гели или пену, а также обладают хорошими гидрофильными и липофильными свойствами.

В пищевой промышленности Западной Европы и США молочные сывороточные белки в основном применяют в качестве эмульгаторов для мороженого, напитков и соусов к салатам. Наибольшую емкость сектора показывают США (187 тыс. тонн), второе место занимают европейские производители (159 тыс. тонн).

Сывороточные белки, полученные методом ультрафильтрации, делят на группы в зависимости от содержания белка: 25-80 — концентрат и более 90 % — изолят сывороточного белка. Функциональные свойства различных сывороточных белков объяс-

няются не только различным содержанием белка, но также и разной степенью отделения лактозы, минеральных солей и других небелковых веществ. Например, при изучении пенообразующих, эмульгирующих и общих физико-химических свойств концентрата сывороточного белка, были проведены исследования между структурой белка и его функциональными свойствами. Для исследования были взяты концентраты, приготовленные из подсырной сыворотки, полученной из обезжиренного молока, цельного молока и обезжиренного молока, обогащенного пахтой. В сравнении с другими концентратами сывороточного белка концентраты, приготовленные из сыворотки обезжиренного молока, имели более низкую поверхностную гидрофобность, а концентраты, приготовленные из сыворотки обезжиренного молока, обогащенного пахтой, имели более низкую растворимость. Концентраты сывороточных белков, приготовленные из цельного молока, имели низкие способности пе-нообразования и эмульгирования. Среди композиционных и физико-химических характеристик для изучения были взяты свободный жир, связанный жир, зола, содержание кальция в сывороточном белке, температура его денатурации. Исследования показали, что свободный жир и связанный жир негативно влияли на пенообразующие и эмульгирующие свойства, в то время как зольность, содержание кальция и температура денатурации позитивно влияли на пе-нообразование и эмульгирование.

Государственным Университетом Северной Каролины (США) были изучены различные средства мо-

№2 апрель 2010 ВСЁ 0 МЯСЕ

27

ТЕХНОЛОГИИ / Исследования

дификации структуры протеинов, включая химические, энзимные и генетические методы, влияющие на конечные функциональные свойства сывороточных белков в пищевых продуктах. Было отмечено, что использование энзимов при модификации протеинов дает много преимуществ, включая способность образовывать модификации при физиологических условиях с большой специфичностью и стереоселективностью без нежелательных побочных реакций. Поскольку энзимы являются натуральными продуктами, данный способ модификации воспринимается как «морально» положительный. Многочисленные исследования установили, например, оптимальность использования протеиназы при модификации функциональности сывороточных протеинов. Однако изменения в начальной функциональности протеина зависят от структуры протеина, типа используемого энзима и условий энзимной обработки. Например, выявлено, что некоторые пептиды из сывороточных белков имеют лучшие эмульгирующие свойства, чем остальные, эти их свойства и обусловили их применение в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов.

Для определения эмульгирующих характеристик гидролизата сывороточного белка в сравнении с другими молочными белками, используемыми в пищевой промышленности, было проведено исследование стабильности эмульсий, изготовленных из растительного масла и воды, стабилизированных различными протеинами. Были использованы казеинат натрия (80), концентрат сывороточного белка (ЖРО), изо-лят сывороточного белка (ЖР1) и гидролизат сывороточного белка (ЖРН, степень гидролиза 18). По результатам тестирования частично гидролизованный сывороточный белок показал улучшенные эмульгирующие свойства. Также при равных массах модифицированный сывороточный белок удерживает влаги больше любых других молочных белков.

Необходимо отметить, что эмульгирующая способность гидролизата сывороточного протеина повышается при добавлении сахаров. В Массачусетском Университете (США) было проведено исследование влияния сахаров на эмульгирующую способность белков, в частности было изучено влияние сахаров на поверхностную активность растворов сывороточного молочного альбумина. Результаты исследования являются важными для производителей пищевых продуктов, так как объясняют и подтверждают возможность повышения функциональности сывороточных белков, используемых совместно с сахарами.

Исследования сотрудников Департамента пищевой науки Университета г. Лидс (Великобритания) также подтвердили эмульгирующее поведение глико-протеинового комплекса неионного полисахарида декстрана (ОХ) с изолятом сывороточного белка (ЖР1). Эмульгирующий эффект был продемонстрирован в системах, содержащих 20 % жировой фазы. Сравнительные эмульсии были изготовлены с использованием изолята сывороточного протеина (ЖР1) и смеси изолята сывороточного протеина и декстрана (ЖР1-ВХ), стабильность сопровождалась определенными изменениями в размерном ряде капель и степенью отделения сыворотки с течением

времени в сравнении с аравийской камедью (ОЛ), выбранной в качестве образца эмульгатора. Результаты показали, что смесь ЖР1-ОХ дала лучшую стабильность в сравнении с использованием только сывороточного протеина или ОЛ при равных условиях. Улучшенные эмульгирующие свойства в ком-

плексе с декстраном возникают благодаря усиленному стабилизационному эффекту, обеспечиваемому гидрофильными свойствами полисахаридной части.

Все вышеуказанные исследования позволили нам создать стабилизационную систему, которая содержит гидролизованный сывороточный белок в комплексе с полисахаридами и обладает повышенными эмульгирующими свойствами. Проведенные тестовые выработки эмульсий как с животным, так и с растительным жиром показали высокую функциональность данной стабилизационной системы. Эмульсия, созданная с помощью разработанной стабилизационной системы, стабильна при стерилизации в течение всего времени, необходимого для производства эмульгированных паштетов и сохраняет свои свойства при длительном хранении.

Эмульсии после стерилизации

Фото 2. Контроль

Контакты:

Сметанина Людмила Борисовна Тел. раб.: (495) 676-64-11 Челякова Милена Леонидовна Тел. раб.: (495) 981-47-77

28

ВСЁ О МЯСЕ №2 апрель 2010