Биотехнологические аспекты переработки облепихового сока

ти двукратное увеличение таких незаменимых аминокислот, как метионин и изолейцин.

Количество же аминокислот в экструдированных картофельных палочках почти в 4 раза превышает их содержание в картофельных хлопьях за счет обогащения белковыми веществами СОМ. При этом имеет место почти пятикратное увеличение таких незаменимых аминокислот, как метионин, изолейцин и лейцин, что является подтверждением высокой биологической ценности продукта и целесообразности переработки картофельных хлопьев экструзией.

Таким образом, полученные экструдированные изделия обладают достаточно высокой биологической ценностью, более сбалансированы по составу незаменимых аминокислот, а также оптимизированы по критерию коэффициент различия аминокислотного скора.

Одним из основных требований к продуктам питания, помимо высоких потребительских свойств, является сбалансированность их состава.

Анализ пищевой ценности разработанных экструдированных продуктов в соответствии с формулой сбалансированного питания, разработанной Институтом питания АМН РФ [3, 4], показал, что за счет потребления 100 г хрустящих хлебных палочек можно удовлетворить суточную потребность в белке на 11,2%, углеводах - 16,8%, пищевых волокнах - 5,2%, железе - 23,6% и витаминах в среднем на 11%; зерновых палочек - в белке на 29,7%, углеводах - 12,6%, минеральных веществах - 7,6%; картофельных палочек -в белке на 16,0%, углеводах - 16,5%, минеральных ве -ществах - 15,7% и витамине С на 179,3%.

При достаточно высоком содержании белков, балластных веществ, органических кислот и некоторых минеральных компонентов (калия, железа, фосфора) экструдаты бедны жирами и витаминами, что обусловлено небольшим их количеством в исходной смеси. Тем не менее, экструдированные продукты соответст-

вуют формуле сбалансированного питания, так как содержание основных компонентов, определяющих пищевую ценность изделия, находится на достаточно высоком уровне.

ВЫВОДЫ

1. Разработанные экструдированные продукты отличаются сбалансированностью состава, обладают хорошими потребительскими качествами и имеют достаточно высокую биологическую и пищевую ценность. Обогащение продуктов можно осуществлять за счет введения в состав рецептурной смеси витаминной добавки.

2. Учитывая низкую влажность экструдатов и перспективу их длительного хранения, увеличение содержания жира является нецелесообразным.

3. Апробированные на примере экструдированных палочек технологии могут применяться для производства продуктов более сбалансированного состава или специального назначения, которые максимально адаптированы к потребностям той или иной возрастной группы населения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Остриков А.Н., Абрамов О.В., Рудометкин А.С. Экс -

трузия в пищевой технологии. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 288 с.

2. Термопластическая экструзия: научные основы, техно -логия, оборудование / Под ред. А.Н. Богатырева, В.П. Юрьева. - М.: Ступень, 1994. - 200 с.

3. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. - М.: Высш. школа, 1991. - 288 с.

4. Антипова Л .В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы ис -следования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001. - 376 с.

Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств

Поступила 10.11.04 г.

663.813.002.2

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОБЛЕПИХОВОГО СОКА

А.М. ЗОЛОТАРЕВА

Восточно-Сибирский государственный технологический университет

Современные тенденции пищевой промышленности в производстве продуктов здорового питания диктуют решение назревших проблем путем разработки доступных биотехнологических приемов получения биологически активных композитов из имеющихся сырьевых источников, позволяющих использовать собственные ферментативные процессы и ферменты полезной микрофлоры. Переход от химической технологии переработки природного сырья к биотехнологии - это переход к более совершенному типу производст-

ва, приближающемуся по экономичности к естественным процессам, происходящим в природе.

Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации предусматривает расширение исследований компонентов, необходимых для функционального питания. Одним из резервов биологически активных компонентов является плодово-ягодное сырье - ежегодно возобновляемый пищевой источник.

В районах Сибири и Дальнего Востока облепиха -промышленная ягодная культура с уникальным биохимическим составом. В настоящее время промышленная переработка плодов облепихи направлена в основном на производство масла. В литературе приводятся

различные способы переработки плодов облепихи, в основе которых обычно используются физико-химические методы. Однако кроме традиционных приемов при переработке облепихового сырья необходимы принципиально новые подходы, оригинальные научные разработки.

Нативный облепиховый сок характеризуется высокой пищевой ценностью, обусловленной наличием как жиро-, так и водорастворимых биологически активных веществ. Облепиховый сок имеет следующий химический состав, %:

Содержание СВ 14,51 ± 0,12

Зольность 0,09 ± 0,001

Общий азот 1,33 ± 0,04

в том числе, белковый 0,53 ± 0,04

Липиды 6,01 ± 0,23

Сахара 3,50 ± 0,012

Клетчатка 0,68 ± 0,016

Органические кислоты в пересчете на яблочную 2,53 ± 0,003

Аскорбиновая кислота, мг% 355,04 ± 2,52

Сумма каротиноидов, мг% 65,61 ± 0,07

рН 2,95 ± 0,05

Однако из-за высокой кислотности и расслаивания сложной дисперсной системы масло-вода-твердые частицы невозможно производить сок в больших масштабах сохраняя его товарный вид, физико-химические и органолептические свойства. Традиционные физико-химические способы переработки нативного облепихового сока вследствие особенностей его коллоидной структуры не позволяют получить продукт, сохраняющий все биологически ценные компоненты сока. В связи с этим представляет научный и практический интерес исследование возможности переработки облепихового сока путем его биомодификационных преобразований.

При разработке технологического регламента получения биоконцентрата ставили задачу сосредоточить в нем не только водорастворимые, но и липидорастворимые компоненты, чего можно достичь видоизменением нативной структуры биополимеров, находящихся в соке. Для этого целенаправленно были использованы ферменты аборигенной микрофлоры плодов облепихи.

При определении состава микрофлоры плодов выявлено присутствие дрожжей, плесеней, уксуснокислых и молочнокислых бактерий, в том числе термофильных и мезофильных в количестве 1  103 и 1  106 КОЕ/г соответственно.

Установлено, что количество дрожжей в плодах, хранившихся в течение 1 сут при температуре не выше 20°С, возрастает в 10 раз по сравнению со свежими плодами, составляя 13,3  102 КОЕ/г. С целью регулирования содержания микрофлоры свежие плоды замораживали при температуре -6°С. При этом количество дрожжей через 5 сут снизилось на порядок и составило

6  102 КОЕ/г. Количество плесеней на замороженных плодах 23 КОЕ/г, что очень мало и не представляет опасности. Хранение плодов в замороженном виде по-

зволяет регулировать количество дрожжей в пределах, не превышающих 102-103 КОЕ/г.

Новым техническим решением являлось не накопление дрожжевой массы в соке, а создание условий для действия экзоферментов 8ассаготусе&' сегеуг^чае и подавления другой микрофлоры. Для поддержания жизнедеятельности имеющихся 8ассаготусв&' сегеуг^чае дополнительно вводили сахарозу. Высокая кислотность облепихового сока угнетает жизнедеятельность молочнокислых бактерий, а создаваемые анаэробные условия препятствуют развитию уксуснокислых бактерий и плесеней. Динамика уменьшения сахаров и накопления этилового спирта показывает, что при введении 20% сахара процесс ферментации заканчивается к

7 сут. В результате прошедших биотрансформацион-ных преобразований изменились структурно-механические свойства образовавшегося осадка. Путем центрифугирования ферментированного осадка - пасты облепиховой - добивались заданного количества содержания сухих веществ (СВ) не менее 25%. Выход пасты составил 7% от массы сока, вязкость 90,0 ± 0,41 сПз, что в три раза больше, чем в свежем осадке с тем же содержанием СВ. Размер частиц пасты в два раза больше, чем в свежем осадке, -4,25 ± 0,87 мкм [1, 2].

Другим техническим решением при переработке облепихового сока стало применение его в качестве субстрата при производстве пищевых кислот. Предложен биотехнологический способ получения уксусной кислоты с использованием экзоферментов Лсе(оЬа^ег асеИ и осветленного облепихового сока. Исходя из того, что уксусные бактерии потребляют чрезвычайно малые количества питательных веществ, для получения уксуса высокого качества и для предупреждения образования слизи на стружке необходим осветленный сок. Традиционные методы осветления плодово-ягодного сырья неприемлемы для облепихового сока вследствие особенностей его коллоидной структуры. Поэтому изучена возможность использования местных источников клиноптилолитов в качестве осветляющего агента для облепихового сока. Доказана рациональность применения пылевидной фракции цеолита как осветляющего вещества для облепихового сока. Внесение в сок пылевидной фракции цеолита в количестве 35-70 г/дм3 способствует осаждению взвешенных частиц. На предложенный способ обработки получен патент РФ [3, 4]. Объем надосадочной жидкости - побочного сырья при получении пасты облепиховой - составляет 93% от нативного сока. Она также может служить основой для организации производства натурального уксуса. Традиционная биотехнология получения уксусной кислоты предусматривает подготовку питательной среды, окисление ее уксуснокислыми бактериями Лсе(оЬас(ег асе(1 при температуре 28°С в условиях аэрации, фильтрацию, пастеризацию и розлив уксуса.

Этап подготовки питательной среды включает спиртовое брожение с последующим окислением этилового спирта. В случае использования надосадочной жидкости после получения пасты облепиховой технологическая операция по сбраживанию облепихового

сока опускается, поскольку надосадочная жидкость содержит 2,5% этилового спирта, массовая концентрация сахара не более 0,3 г/100 см3, что соответствует требованиям сброженного облепихового сока.

В настоящее время при промышленном производстве яблочного уксуса используется процесс самосбра-живания. Нами при производстве облепихового уксуса рекомендовано внесение чистых культур Лсе(оЬас(ег асей. Облепиховый уксус имеет следующий химический состав, %:

Экстрактивные вещества 6,71 ± 0,41

Содержание свободных органических кислот, в пересчете на уксусную 4,54 ± 0,29

Титруемая кислотность, г/л 3,43 ± 0,24

Дубильные вещества 1,52 ± 0,07

Каротиноиды Следы

Следует отметить, что на 44% свободные органические кислоты представлены лимонной, яблочной, фе-нолокислотами. Присутствие экстрактивных веществ придает уксусу специфический вкус и аромат плодов облепихи. Уксус облепиховый содержит полифеноль-ные соединения, которые, по данным некоторых авторов, проявляют способность к связыванию тяжелых металлов, а также обладают Р-витаминной активностью. Данные химического анализа показали, что полученный продукт выгодно отличается от синтетического уксуса. Поэтому натуральный облепиховый уксус можно рассматривать как продукт здорового питания.

Облепиховый сок представляет собой сложную по-лидисперсную систему. Значительное количество липидов и наличие коллоидно-растворимых природных высокомолекулярных веществ, таких как пектин, белки, дубильные вещества и фенольные соединения, придающих соку мутность в сочетании с высокой кислотностью, отрицательно сказываются на его органолептических свойствах. В этой связи актуальной является разработка технологии сокосодержащих напитков на основе облепихи.

Стабилизация структуры облепихового сока может быть осуществлена купажированием, путем введения сырья с высоким содержанием веществ, относящихся к классу стабилизаторов. В качестве стабилизатора использовали тыкву. Г лавное достоинство бахчевых овощей - их пищевая и биологическая ценность, низкая калорийность и кислотность, нежные пищевые волокна, наличие пектиновых веществ, которые обладают стабилизирующими свойствами.

На основе органолептических показателей была выбрана композиция: облепиховый сок- 35%, тыквен-

о4

ное пюре - 35%, сахарный сироп - 30%. С целью стабилизации композицию гомогенизировали. Путем микроскопирования опытных образцов изучено строение коллоидных частиц купажированного облепи-хо-тыквенного сока. Исследование показало, что радиус частиц г гомогенизированного сока по сравнению с негомогенизированным уменьшился в 2 два раза, при этом увеличилось их число. Интегральная кривая распределения частиц свидетельствует, что система ближе к монодисперсной (рисунок).

Система становится однородной за счет равномерного распределения частиц облепихового сока и тыквенного пюре, которые находятся во взвешенном состоянии и не седиментируют, что и обусловливает стабильность сока. Гомогенизированный облепихо-тык-венный сок представлял собой устойчивую коллоидную систему. На сок с мякотью получено положительное решение на изобретение № 2002126079/13 от 29.01.2004 г.

В настоящее время значительная часть производи -мых в мире фруктово-ягодных соков перерабатывается на концентраты. Концентрацию облепихового сока проводили путем удаления влаги подпрессовкой плодов облепихи (Р 0,4-0,6 Мпа). Стабилизацию структуры осуществляли введением углеводного стабилизатора и гомогенизацией системы. Дополнительная гомогенизация облепихового концентрата способствует улучшению реологических свойств системы.

Массовая доля СВ 14,11 і 1,12

Углеводы 3,57 і C,24

Липиды 7,39 і 0,98

Белок 1,12 і 0,21

Каротиноиды, мг% 31,14 і 1,19

Аскорбиновая кислота, мг% 55,C і 1,31

Энергетическая ценность, ккал 85,3

Соки с мякотью содержат все коллоидные вещества и тонкоизмельченную мякоть плодов и ягод, по составу близки к исходному сырью. Высокая энергетическая ценность соков с мякотью на основе облепихи по сравнению с другими плодово-ягодными продуктами обусловлена присутствием значительного количества жиров.

Полученный концентрат можно рассматривать как полуфабрикат при производстве напитков.

По результатам проведенных исследований разработаны и утверждены нормативные документы на новые виды продуктов питания:

ТУ 9168-С16-С2С6947-2СС1. Паста облепиховая; ТУ 91826С-СС1-С536114-96. Уксус облепиховый; ТУ 9168-C2C-C2C69473-2CC1. Концентрат облепиховый.

Создание продуктов питания на основе модифицированного облепихового сырья позволит расширить ассортимент и увеличить объемы производства продуктов здорового питания [4].

ЛИТЕРАТУРА

1. Мешкова Е.А., Чиркина Т.Ф., Золотарева А.М. Новый продукт на основе облепихового сока // Материалы IV Между -

нар. науч.-техн. конф. «Пища. Экология. Человек». - Москва, 2001. -С. 185-186.

2. Мешкова Е.А., Чиркина Т.Ф., Золотарева А.М. Пер -

спективы переработки нативного облепихового сока // Материалы конф. «Пищевые продукты и здоровье человека». - Кемерово, 2002. - С. 9.

3. Пат. 2195146 РФ. Способ осветления облепихового сока / А.М. Золотарева, Е.И. Чебунина, Т.Ф. Чиркина и др. - Опубл. в БИПМ. - 2002. - № 36.

4. Золотарева А.М., Чиркина Т.Ф., Чебунина Е.И. Ис -

пользование природных минералов для осветления облепихового сока // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2003. - № 2-3. - С. 60-62.

5. Золотарева А.М., Чиркина Т.Ф. Перспективы использования облепихового сырья при создании продуктов здорового пи -тания // VII Всерос. конгресс «Политика здорового питания в России». - Москва, 2003. - С. 194-195.

Кафедра биоорганической и пищевой химии

Поступила 05.04.04 г.

ПАТЕНТЫ

Патент на изобретение № 2258736. Способ производства ароматизированного вина / Э.М. Соболев, Г.В. Григорьян, В. Е. Струкова и др. Заявка № 2003116858 от 05.06.03; Опубл. 20.08.2005.

Купаж, приготовленный путем смешивания натуральных сортовых сухих белых и шампанских винома-териалов, обрабатывают обычным способом, фильтруют и выдерживают не менее 10 дней. Часть обработанного купажа используют для приготовления ликера с содержанием сахара 60 г/100 см3. Для этого готовят бродильную смесь, в которую вводят ароматоопределяющие, фоновые и ароматостабилизирующие компоненты в виде измельченного сухого, свежего пряно-ароматического сырья и продуктов его переработки из расчета содержания эфирного масла в готовом продукте 50-70 мг/дм3 при вариативном соотношении компонентов от общего содержания вводимого сырья, %: 70-80, 10-20 и 5-10. Бродильную смесь сбраживают под давлением 0,50-0,55 МПа при температуре 11-14°С в течение 5 сут, выдерживают не менее 3 мес, охлаждают до -3... -4°С, дозируют экспедиционный ликер до требуемых кондиций по содержанию сахара и фильтруют с последующим розливом. В качестве ароматоопределяющих компонентов используют цветочную, цитронную и мускатную композиции; в качестве фоновых компонентов - ромашку (цветы), мяту (трава) или фиалковый корень. Для стабилизации аромата используют донник (трава), аир (корень) или шалфей мускатный (абсолют). Полынь лимонная (трава), мелисса (трава) или котовник лимонный (трава) и ароматный спирт лимона могут применяться для создания цитронной композиции. В качестве цветочной композиции используют розу (абсолют), майоран (траву), липу (цветы), % от общей массы пряно-ароматического сырья: 20-25, 60-65, 10-20 соответственно. Для мускатной композиции используют бузину (цветы), кориандр (семена) и ароматный спирт лимона при соотношении компонентов 50-55, 30-35 и 15-25% от общей массы пряно-ароматического сырья. Предлагаемый способ позволяет повысить игристые и пенистые свойства вина, его стойкость к помутнениям и биоло-

гическую ценность, а также придать готовому продукту пряный с цветочными и мускатными оттенками аромат.

Патент на полезную модель № 47358. Установка для отгонки растворителя из шрота / Е.П. Кошевой, Е.П. Корнена, Е.А. Бутина и др. Заявка № 2005114433 от 11.05.05; Опубл 27.08.2005.

Полезная модель относится к одной из основных операций масложировой промышленности - отгонке растворителя из шрота, может быть использована для получения фосфолипидного пищевого продукта.

Установка для отгонки растворителя из шрота включает чанный испаритель, представляющий собой

колонный аппарат, состоящий из чанов с греющими рубашками, соединенных между собой и расположенных друг над другом, с патрубками ввода потоков агента отгонки и шрота, а также вывода потоков агента отгонки, паров растворителя и обработанного шрота через разгрузочное устройство. В каждом чане расположены мешалки с лопатками на вертикальном валу, соединенном с электродвигателем через редуктор. На входе в чанный испаритель установлен экструдер с одинаковыми размерами диаметров отверстий матрицы, на корпусе экструдера размещены темперирующая рубашка и зеерное устройство для отвода растворителя, отжатого из шрота, причем мешалки выполнены с лопатками, установленными под углом к радиальному направлению.