СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К ПИЩЕ ИЗ СЕМЯН ТЫКВЫ
METHOD FOR PRODUCTION OF BIOLOGICALLY ACTIVE FOOD ADDITIVE OF PUMPKIN SEEDS

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения биологически активных добавок к пище из семян масличных культур, в частности из семян тыквы.
Продукты нового поколения в своем составе должны содержать функциональные ингредиенты (витамины, минеральные вещества, липиды, пищевые волокна и т.п.), оказывающие биологически значимое положительное воздействие на организм в ходе происходящих в нем обменных процессов, быть безопасными с позиции сбалансированного питания и помогать предупреждать некоторые болезни и старение организма. Именно растительное сырье является основой для производства биологически активных добавок и в этой связи одним из перспективных сырьевых ресурсов являются семена тыквы.
Ценный аминокислотный состав белка семян тыквы наряду с наличием липидов обуславливают высокую перспективность использования тыквенного жмыха для производства биологически активной пищевой добавки. Белок семян тыквы исключительно богат аминокислотами - триптофаном, лизином и тирозином.
Известен способ получения пищевой муки из масличных семян путем отжима масла до содержания в его ядре, равным 18-20%, перед добавлением ядро охлаждают, а после дробления из него выделяют лузгу на ситовой поверхности при воздействии центробежных сил. (Авторское свидетельство СССР №701633, опубл. 05.12.1979).
Известен способ приготовления муки из семян тыквы, при котором муку из семян тыквы готовят путем обжаривания неочищенных от кожицы семян в присутствии соли при соотношении, мас.%: семена тыквы 93-95, поваренная соль 5-7, и последующего измельчения. (Авторское свидетельство СССР №1822724, опубл. 23.06.1993).
Известен способ получения муки из семян тыквенных культур, включающий обработку семян вкусовым компонентом, сушку, обжаривание и измельчение, при этом в качестве исходного сырья берут семена тыквенных культур с влажностью до 10%, измельчают до частиц размером 2-4 мм, обрабатывают их 5-10%-ным водным раствором поваренной соли или сахара из расчета 5-20 г на 1 кг сухих веществ, сушат при температуре 60-65°С до воздушно-сухого состояния, обжаривают при температуре 160-180°C до желтоватого цвета, охлаждают, измельчают до частиц размером не более 0,5 мм. (Патент РФ №2286678, опубл. 10.11.2006).
Недостатком известных способов является наличие стадии прохождения тепловой обработки, в частности обжаривания, при котором теряется значительное количество биологически активных веществ, что определяет питательные свойства муки.
Известна биологически активная пищевая добавка, содержащая энтеросорбент, при этом в качестве энтеросорбента она содержит порошок оболочек семян тыквы. (Патент РФ №2162646, опубл. 10.02.2001).
Недостатком данной биологически активной добавки к пище является сложная и дорогостоящая технология ее получения - криогенная технология.
Известна биологически активная добавка к пище на основе семян тыквы, при этом семена тыквы проращивают на молочной сыворотке, подвергают экстракции медом в соотношении 1:2 в течение 42 суток в темном месте, затем медовый экстракт смешивают с лактулозой, в которой предварительно растворяют яблочную кислоту, из расчета на 100 кг биологической активной добавки 49,75 кг медового экстракта проращенных семян тыквы, 50 кг концентрата лактулозы, 0,25 кг яблочной кислоты. (Патент РФ №2363268, опубл. 10.08.2009).
Недостатком известной биологически активной добавки к пище является наличие аллергенного компонента - меда, что дает ограничения по применению.
Известен вариант в способе получения пищевой муки из семян масличных культур, в частности семени льна (варианты), который включает очистку семян от примесей, сушку, отжим масла и измельчение обезжиренных семян, при этом после очистки семян от примесей их промывают в течение 5-10 мин при температуре не более 20°C, сушку семян осуществляют при температуре 70-80°C до влажности не более 10%, отжим масла производят прессованием, а измельченные обезжиренные семена просеивают через сита из проволочной сетки №0,67.
Известен второй вариант, который включает очистку семян от примесей, сушку, отжим масла и измельчение обезжиренных семян, при этом после очистки семян от примесей их промывают в течение 5-10 мин при температуре не более 20°C, сушку семян осуществляют при температуре 70-80°C до влажности не более 10%, отжим масла производят прессованием с последующей экстракцией обезжиренных семян гексаном при температуре 55-60°C в течение 1-8 ч, после чего полученную экстракционную пульпу сепарируют, а измельченные обезжиренные семена просеивают через сита из проволочной сетки №0,67. (Патент РФ №2376344, опубл. 20.12.2009).
За прототип выбран способ получения пищевой муки из масличных семян путем очистки, сушки и фракционирования крупной фракции, разделения рушанки, тепловой обработки ядра, отжима из него масла, охлаждения жмыха, измельчения его и удаления лузги на ситовой поверхности, при этом с целью снижения потерь обрабатываемого материала и упрощения способа с улучшением при этом качества муки, выделенное ядро и измельченный жмых перед удалением лузги подвергают облучению ультрафиолетовыми лучами в слое толщиной 5-10 мм в течение 1-2-минут с одновременной вибрацией 5-10 минут. (Авторское свидетельство СССР №944528, опубл. 23.07.1982).
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения биологически активной добавки к пище из растительного сырья, являющейся источником белковых и липидных компонентов.
Техническим результатом, достигаемым при решении данной задачи, является упрощение способа с получением биологически активной добавки к пище высокого качества из семян тыквы, являющейся сбалансированным источником белка и липидов, с максимальным сохранением нативной биологической ценности, с длительным и стабильным сроком хранения.
Указанный технический результат достигается способом получения биологически активной добавки к пище из семян тыквы, включающим очистку семян, отжим, измельчение жмыха и просеивание, при этом после очистки облучают целые семена УФ-лучами, облученные семена измельчают до размера 3-5 мм, озонируют, отжим проводят до остаточного содержания масла в жмыхе 10-12%; просеивают на каскаде вибросит с размерами верхних ячей 0,2 мм, нижних ячей 0,125 мм; при этом содержание белка в пересчете на сухое вещество не менее 52,8%, а содержание липидов не более 3,4%.
Существенными отличительными признаками заявляемого способа являются:
- облучение целых семян УФ-лучами после прохождения стадии очистки;
- измельчение облученных семян до размера 3-5 мм;
- озонирование;
- отжим до остаточного содержания масла в жмыхе 10-12%;
- просеивание на каскаде вибросит с размерами верхних ячей 0,2 мм, нижних ячей 0,125 мм;
- содержание белка в пересчете на сухое вещество не менее 52,8%, а содержание липидов не более 3,4%.
Облучение УФ-лучами целой семечки применяется для предотвращения микробной контаминации и дает возможность сохранить белковый комплекс без ухудшения его качества.
Известно действие Уф-лучей на микроорганизмы: они вызывают гибель, в зависимости от вида микроорганизмов, дозы и продолжительности облучения. Очень малые дозы облучения действуют даже стимулирующе на отдельные функции микроорганизмов. При дозе ниже смертельной возможно восстановление (реактивация) нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Известно, что гибель микроорганизмов происходит при облучении их Уф-лучами с короткой длиной волны (250-260 нм). Так, летальный эффект Уф-лучей с длиной волны около 260 нм объясняется тем, что именно в этой области лежит максимум поглощения Уф-лучей молекулами ДНК и РНК. Однако применение Уф-облучения ограничивается вследствие их невысокой проникающей способности.
Измельчение семян тыквы до размера 3-5 мм позволяет методом озонирования удалить часть влаги, что ведет к увеличению концентрации липидов на поверхности измельченных семян. Это позволяет извлечь масло до его остаточного содержания в жмыхе 10-12% вследствие разрыва связей между липидами и протеинами ядер семян.
В заявленном способе озонирование измельченных семян используется также для полного обеспложивания с целью предохранения готового продукта от микроорганизмов. Применение озонирования позволяет избежать восстановления жизнедеятельности микроорганизмов, проникая глубже, чем УФ-лучи.
Стадии облучения УФ-лучами целой семечки и обеспложивание измельченных семян озонированием дополняют друг друга и исключают применение высокотемпературных технологических режимов, тем самым сохраняя нативные биологически активные свойства семян. Повышается микробиологическая частота, вследствие чего продлевается срок хранения готового продукта.
Отжим до остаточного содержания масла в жмыхе 10-12% необходим для получения готового продукта высокого качества, которое проявляется в содержании растительного белка и аминокислот. Остаток масла в жмыхе в интервале 10-12% выбран экспериментально и его изменение влияет на ухудшение качества готового продукта. При заданном интервале содержания масла в жмыхе осуществляется хороший его размол. Получается сбалансированная биологически активная добавка с содержанием белка и липидов.
Для сохранения нативных биологически активных компонентов используют метод холодного прессования.
Применение каскада вибросит с размерами верхних ячей 0,2 мм и нижних ячей размером 0,125 мм дает возможность получить продукт равномерной консистенции, что повышает качество БАД. Рассев полученного продукта осуществляется его перемещением сверху вниз.
В таблице 1 представлены данные о пищевой ценности БАД к пище из семян тыквы.
Таблица 1
Наименование показателя
Содержание, г/100 г
Энергетическая ценность
264,5 Ккал
Углеводы
7,7
Массовая доля жира в пересчете на сухое вещество, %
3,4
Массовая доля белка в перечете на сухое вещество, %
52,8
Показатели готового продукта на микробиологическую частоту представлены в таблице 2.
Таблица 2
Наименование параметра
Нормируемое значение
Фактический результат
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более
5·10<sup>4</sup>
2·10<sup>2</sup>
БГКП (колиформы) в 0,1 г продукта
Не допускается
Не обнаружено
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, в 10 г продукта
Не допускается
Не обнаружено
Дрожжи и плесени, КОЕ/г, не более
10
Не обнаружено
При расчете аминокислотного скора, согласно рекомендации ФАО/ВОЗ, обнаружено, что по скору почти все незаменимые аминокислоты готового продукта из семян тыквы являются биологически ценными. При расчете скор, согласно рекомендации ФАО/ВОЗ, таковыми оказались наиболее значимые аминокислоты: лизин, триптофан, фенилаланин и тирозин, которые являются важными составляющими белка. Содержание незаменимых аминокислот приведены в таблице 3.
Таблица 3
Аминокислоты
Справочная шкала ФАО/ВОЗ
Белково-липидная биологически активная добавка
А<sup>а</sup>
С<sup>б</sup>
А
С
Лизин
5,8
100
6,2
107
Метионин + цистин
2,5
100
1,7
68
Треонин
3,4
100
3,4
100
Триптофан
1,1
100
2,9
263
Фенилаланин + тирозин
6,3
100
9,2
146
Валин
3,5
100
4,0
114
Изолейцин
2,8
100
3,1
111
Лейцин
6,6
100
7,1
108
Примечание: А<sup>а</sup> - содержание аминокислоты, г/100 г белка; С<sup>б</sup> - аминокислотный скор, % относительно справочной шкалы ФАО/ВОЗ, 1991.
Помимо белковых компонентов добавка также содержит липидные компоненты, данные по которым приведены в таблице 4 (в расчете на 100 г продукта)
Таблица 4
Содержание
Ед. измерения
Фактические данные
жиров
г
3,4
из них насыщенных
г
0,8
ненасыщенных
г
2,6
Полученная биологически активная добавка к пище представляет собой порошок кремового цвета с желтым или зеленоватым оттенком, со свойственным семенам тыквы запахом и вкусом и может быть использована как самостоятельно, так и в качестве составной части для обогащения продуктов питания.
Воздействие на человека неблагоприятных факторов внешней среды, в том числе производственных вредностей, информационной перегрузки, усиления напряженности труда, другие факторы, связанные со стрессогенным воздействием в сочетании с низкой двигательной активностью, нерациональным питанием, гиповитаминозом, стали причиной дезадаптации целых групп населения, проявляющейся снижением общего тонуса, вялостью, плохим самочувствием, неустойчивостью настроения, появлением расстройств со стороны желудочно-кишечного тракта, склонностью к инфекционным (прежде всего вирусным) заболеваниям.
В связи с вышеизложенным, полученная по заявленному способу биологически активная добавка может использоваться в качестве сбалансированного источника белковых и липидных компонентов для восполнения абсолютного или относительно дефицита белка и липидов у людей при недостаточном их поступлении, у людей, соблюдающих диеты, у людей с высокой физической нагрузкой, для профилактики болезненных состояний организма, вызванных общим физическим ослаблением организма, снижением иммунитета, для улучшения и поддержания состояния жизненно важных систем и органов человека.
Срок хранения биологически активной добавки к пище из семян тыквы - один год.
Таким образом, именно выявленная совокупность отличительных признаков изобретения с известными, заключающаяся в том, что способ получения биологически активной добавки к пище из семян тыквы, включающий очистку семян, отжим, измельчение жмыха и просеивание, при этом после очистки получают целые семена Уф-лучами, облученные семена измельчают до размера 3-5 мм, озонируют, отжим проводят до остаточного содержания масла в жмыхе 10-12%; просеивают на каскаде вибросит с размерами верхних ячей 0,2 мм, нижних ячей 0,125 мм; содержание белка в пересчете на сухое вещество не менее 52,8%, а содержание липидов не более 3,4% влияет на достижение технического результата, выражающегося в упрощении способа и получении биологически активной добавки к пище высокого качества из семян тыквы, являющейся сбалансированным источником белка и липидов, с максимальным сохранением нативной биологической ценности, с длительным и стабильным сроком хранения.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Семена тыквы очищают, облучают при помощи ламп с УФ-лучами, измельчают до размеров 3-5 мм, осуществляют озонирование измельченных семян. Отжим производят методом холодного прессования до остаточного содержания масла в жмыхе 10-12%. Размол полученного жмыха осуществляют на молотковой дробилке и просеивают на каскаде вибросит с размерами верхних ячей 0,2 мм, нижних ячей 0,125 мм.
Пример конкретного выполнения.
3
В качестве сырья использовали семена тыквы крупной (Cucurbita maxima Dich) или тыквы обыкновенной (Cucurbita реро Z), или тыквы мускатной (Cucurbita moschata (Dich) Poir) в количестве 50 кг. Очищали от посторонних примесей на воздушно-решетной машине и медленно засыпали в бункер, где были установлены лампы БУВ мощностью 15-30 Вт и длиной волны 253 нм. В процессе засыпания семян проходило их облучение. Затем облученные семена измельчали до размера 3-5 мм и озонировали в течение 45 минут с концентрацией озона 1 мг/м. Для озонирования использовали озонатор ОП1-М «Орион». На прессе AM 150 проводили холодный отжим до остаточного содержания масла в жмыхе 10-12%. Затем осуществляли размол полученного жмыха в молотковой дробилке ДМ 150 и просеивали на каскаде вибросит с размерами верхних ячей 0,2 мм и нижних ячей 0,125 мм. Получали готовую пищевую биологически активную добавку в количестве 15 кг зеленовато-желтого цвета с характерным запахом семечки тыквы, с содержанием белка 52,8% и липидов 3,4%.
Таким образом, заявленный способ позволяет получить биологически активную добавку к пище высокого качества из семян тыквы, являющуюся сбалансированным источником белка и липидов, с максимальным сохранением нативной биологической ценности, с длительным и стабильным сроком хранения.