Влияние нанотехнологических добавок морского генеза на свойства эмульсионных продуктов

ИННОВАЦИИ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

ТЕМА НОМЕРА I

УДК 664.346:639.64

Влияние нанотехнологических добавок морского генеза

на свойства эмульсионных продуктов

Т.К. Каленик, д-р биол. наук, проф., А.Г. Вершинина, канд. техн. наук, доц., Е.В. Масленникова, канд. техн. наук, доц.

Институт пищевых технологий и товароведения Тихоокеанского государственного экономического

университета, г. Владивосток

Н.М. Шевченко, канд. хим. наук

Тихоокеанский институт биоорганической химии, г. Владивосток

Ключевые слова: майонез; эмульсионные системы; нанотехнологии; фу-коидан; полисахариды; комплексный эмульгатор-стабилизатор.

В основе всех современных концепций питания лежит теория сбалансированного питания, которая необходима для определения потребностей человека в пище по энергетическим, пластическим и другим компонентам, а также применяется для разработки режимов рационального питания различных групп населения с учетом физической нагрузки и функционального состояния.

Новые нанотехнологические подходы к составу, свойствам, а следовательно, и технологиям производства пищевых продуктов, обладающих функциональными свойствами, должны быть разработаны с учетом потребностей организма человека во всех питательных веществах и энергии.

Производство функциональных продуктов питания, в том числе и с эмульсионным составом, - основная мировая тенденция пищевой науки и объект инновационных разработок. Такие продукты отличаются высокой усвояемостью за счет расширенной поверхности соприкосновения с мембранами клеток, сбалансированным составом пищевых веществ и обеспечивают рациональное питание определенных групп населения, способствуют сохранению здоровья, физической и умственной работоспособности организма, сопротивляемости к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

Пищевые волокна - съедобные части растений или аналогичные углеводы, устойчивые к перевариванию и адсорбции в тонком кишечнике человека, полностью или частично ферментируемые в толстом кишечнике. В их состав входят полисахариды, олигосаха-риды, лигнин и ассоциированные растительные вещества.

Пищевые волокна проявляют разнообразные физико-химические свойства: водоудерживающую способность, растворимость в воде, образование растворов различной вязкости,

способность к гелеобразованию, сорб-ционные, ионообменные и радиопротекторные свойства.

Пищевые волокна находят широкое применение в масложировой промышленности, так как растительные жиры и масла - это важнейшие факторы питания человека, поставщики необходимых и незаменимых для него веществ, в частности, ненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, стеринов.

Майонезы и соусы - повседневные продукты на столе у россиян, их используют в качестве приправ для улучшения вкуса пищи или как вкусовую добавку при приготовлении различных блюд.

Среди жировых эмульсионных продуктов соусы типа «майонез» - перспективные продукты для обогащения функциональными ингредиентами. Они представляют собой сметанооб-разную мелкодисперсную концентрированную эмульсию типа «масло в воде». При этом одна жидкость (дисперсная фаза) распределена в другой жидкости (дисперсионная среда) в виде множества мелкодисперсных частичек, а связывающий их эмульгатор располагается на поверхности раздела фаз, снижая поверхностное натяжение. Размер таких частичек обычно составляет около 7 мкм, что позволяет говорить о наночастицах и нанотехнологи-ях.

Особую актуальность приобретает возможность подбора функциональных ингредиентов, которые одновременно с технологическими функциями по формированию структуры эмульсии способны выполнять задачу обеспечения организма биологически активными веществами, молекулярная природа которых позволяет усилить проникающие свойства продуктов.

Цель исследований - разработать рецептуры и технологию получения майонезов, содержащих полисахари-

ды в виде нанотехнологических добавок, полученные из бурых водорослей Тихоокеанского шельфа Fucus evanescens, и сохранить при этом традиционные органолептические свойства данных продуктов с одновременным обеспечением безопасности в соответствии с требованиями ФЗ от 12.06.2008 г. № 90 «Технический регламент на масложировую продукцию».

Яичный порошок- традиционный эмульгатор для производства майонезов. Однако он содержит до 2 % стероида холестерина, что делает нежелательным его употребление не только больным гипертонией, ожирением и атеросклерозом, но и здоровым людям. В связи с этим актуален поиск новых эмульгаторов, не содержащих холестерин.

Среди пищевых поверхностно-активных веществ, применяемых в качестве эмульгаторов, большое место отводится фосфолипидам растительного происхождения. Наиболее распространенные из них - природные лецитины. Они представляют собой смесь фракций фосфатидилхолина, содержащем во втором положении насыщенные (пальмитиновую, стеариновую) или ненасыщенные (пальмитолеиновую, олеиновую, линолевую, арахидоно-вую) жирные кислоты. Их получают из животных или растительных объектов физическими методами, включающими и биотехнологическое использование ферментов. Помимо высоких эмульсионных способностей фосфоли-пиды обладают антиоксидантными, си-нергическими, а также физиологическими свойствами. Фосфатидилхоли-ны, которые входят в состав лецитина, необходимы для эффективного эмульгирования насыщенных жиров в кишечной трубке с образованием нано-частиц, что способствует их всасыванию и расщеплению [1, 2].

Один из перспективных стабилизаторов эмульсионных систем - биогель Ламиналь, относящийся к природным энтеросорбентам, выводящим из организма радионуклиды, тяжелые металлы и токсины. Биогель Ламиналь получают из экологически чистой, высококачественной ламинарии японской (Laminaria japónica) методом биотехнологической модификации альгината

INNOVATIONS IN FOOD PRODUCTIONS

в клеточных структурах водоросли. Он содержит 6-8 % сухих веществ, в состав которых входит альгиновая кислота (5-6 %) в форме альгината натрия-кальция, а также микронутриенты: молибден, марганец, железо и др. [3].

Нами разработаны майонезы с добавлением «Фуколам » и комплексного эмульгатора-стабилизатора, содержащего лецитин из семян подсолнечника (ТУ 9146-002-57531875-05) и биогель Ламиналь (ТУ 9284-175-004720122000) в соотношении 5:4 (см. таблицу).

В Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН совместно с НИИЭМ СО РАМН разработана БАД «Фуколам». Уникальность БАД «Фуко-лам» определяется особенностями способа выделения фукоидана, его химическим составом и структурой и широким спектром биологической активности. Источником фукоидана в БАД «Фуколам» служит бурая водоросль Fucus evanescens. В настоящее время в РФ широко исследуется биологическое действие фукоидана [4]. Известно, что он обладает антикоагулянтным и им-мунотропным действиями. Его получают путем экстракции водой бурой водоросли Fucus evanescens при температуре 20...60 °С с последующим осаждением этанолом. Фукоиданы - матричные сульфатированные полисахариды клеточных стенок. Фукоидан представляет собой линейный гетерополисаха-рид, состоящий из мономера L-фукозы (70-80 %), он содержит нейтральные моносахариды: галактозы (2-9%), ксилозы (5-10 %) и глюкозы (2-7 %), а также сульфаты (20-22 %). Как в больших, так и в малых дозах фукои-дан стимулирует фагоцитарную и бактерицидную активность нейтрофилов, обладает иммуностимулирующим действием в широком диапазоне доз [4, 5, 6, 7].

Альгинат натрия - продукт переработки бурых морских водорослей, представляет собой блок - полимер D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот.

Фуколам создан на основе индивидуальных веществ, их структура и механизм действия исследованы. Никаких других веществ Фуколам не содержит, что существенно отличает его от других БАДов, которые создаются на основе экстрактов. Фуколам вырабатывают из растительного сырья, он не вызывает аллергических реакций, оказывает выраженное противовирусное действие, защищает стенки желудочно-кишечного тракта от повреждения различными агентами, в том числе и бактериями, активизирует иммунную систему, снижает уровень холестерина в крови. Как показывают исследования, Фуколам может стать ценным источником для поддержания оптимального здоровья организма.

Рецептуры многокомпонентных майонезов на основе комплексного эмульгатора_стабилизатора с добавлением фукоидана_

Массовая доля компонентов, %

Компонент Майонез «Здоровье» Майонез «Особый» Майонез «Особый ароматный»

Масло растительное рафинированное, дезодорированное 60 60

Масло растительное ароматизированное (паприка, розмарин, мускатный орех) 60

Комплексный эмульгатор-стабилизатор - 9 9

Лецитин подсолнечный 5 - -

Фуколам С 0,1 0,1 0,1

Молоко сухое обезжиренное Горчичный порошок 1,6 0,75 1,6 0,75 1,6 0,75

Сода пищевая С~ДУДП- ПРГПК' 0,05 1 5 0,05 1 5 0,05 1,5

Сахар песок Соль поваренная 1,1 1,1 1,1

Уксусная кислота 80%-ная 0,6 0,6 0,6

Вода 29,3 25,3 25,3

ИТОГО 100 100 100

Таким образом, получен новый высококалорийный эмульсионный продукт функционального назначения, который был исследован в соответствии с ГОСТом 30004.1-93 «Майонезы. Общие технические условия» и Федеральным законом от 12.06.2008 г. № 90-ФЗ «Технический регламент на масложировую продукцию» по показателям качества и безопасности.

Для оценки органолептических свойств майонезов использовали количественный описательный анализ. В результате анализа создан профиль, характеризующий данный продукт по главным признакам, с количественной оценкой каждого признака по пятибалльной шкале. На рис. 1 показаны профили вкуса полученных майонезов.

У всех образцов вкус гармоничный, приятный, присутствует привкус горчицы. Образец с розмарином имеет наиболее кислый вкус, но в сравнении с контрольным полученные образцы менее кислые и более гармоничные. Во всех образцах отсутствует вкус введенной добавки Фуколам.

На рис. 2 отражены профили консистенции полученных образцов. Опытные образцы майонезов имеют однородную консистенцию с наличием единичных пузырьков воздуха и частиц Фуколама и пряностей, контрольный образец менее плотной консистенции. Это можно объяснить действием Фуколама как стабилизирующего вещества.

Изучали микроструктуру разработанных майонезов на основе комплексного эмульгатора-стабилизатора с помощью цветной видеокамеры САМ 1800 и микроскопа МС 10 (Австрия) при увеличении в 400 раз.

В целях нахождения объективных показателей качества майонезов были изучены его структурно-механические

свойства. Реологические свойства оценивали по кривым течения, которые позволили выявить зависимость степени разрушения структуры от скорости ее деформации. Измерение реологических показателей проводили на программируемом вискозиметре Брук-фильда DV-II+PRO (США) при 20±2°С и скорости сдвига 0,025-25 с-1. Учиты-

Приятный

- С мускатным орехом = = = С паприкой

_ С розмарином _ Контрольный

Рис. 1. Профили вкуса майонезов

Однородная

- С мускатным орехом — - - С паприкой

.-- С розмарином -Контрольный

Рис. 2. Профили консистенции майонезов

ИННОВАЦИИ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

ТЕМА НОМЕРА

10 20 Скорость сдвига, 1/с

Рис. 3. Кривые течения майонезов на основе комплексного эмульгатора-стабилизатора с добавлением фукоидана: 1 - майонез «Здоровье»; 2 - майонез «Особый»; 3 - майонез «Особый ароматный»

вая, что структура майонеза достигает наиболее стабильного состояния через 15-20 ч, кривые течения снимали на второй день после его изготовления.

Как видно из представленных кривых зависимости эффективной вязкости и скорости сдвига майонезов от напряжения сдвига (рис. 3), майонезы представляют собой структурированные системы, обладающие упругой деформацией до величины предельного напряжения сдвига, выше которой наблюдалось течение, характерное для идеальных жидкостей.

В результате проведенных исследований разработана техническая документация на полученные майонезы, обогащенные полисахаридом «Фуко-лам» на основе комплексного эмульгатора-стабилизатора, содержащего лецитин из семян подсолнечника, и биогель Ламиналь.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арутюнян Н.С, Корнена Е.П. Фос-фолипиды растительных масел. - М.: Агропромиздат, 1986.

2. Месяц Е.А., Кочеткова А.А., Баска-ева А.Е., Нечаев А.П. Применение синтетических фосфолипидов//Пищевая промышленность. 1993. №7.

3. Усов А.И., Кошелева Е.А., Яковлева А.И. Полисахаридный состав некоторых бурых водорослей Японского моря//Биоорган. химия. 1994. Т. 20. С. 830-836.

4. Гурулева О.Н., Аминина Н.М., Веш-невская Т.И. Способ получения фукоидана из Laminaria japonica aresch^//Известия ТИНРО. 2005. Т. 146. С. 327331.

5. Пат. RU 2247574, C2 7АС1К35/80. Средство, обладающее антикоагулянт-ным и иммунотропным действием/Н.М. Шевченко, Т.Н. Звягинцева, В.В. Исаков. № 2002135524/15; заявлено 26.12.2002; опубл. 10.03.2005. Бюл. № 45.

6. Пат. Российская Федерация. С1 С08В37/00, С08В37/18, С07Н1/08. Способ получения водорастворимых полисахаридов бурых водорослей/ Т.Н.Звягинцева, Н.М.Шевченко, И.Б.-Попивнич и др.; заявитель и патентообладатель Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН. №98111675/04; заявл. 1998.06.17; опубл. 1999.08.27. Бюл. № 24.

7. Yamamoto I., Takahashi M., Suzuki T, Seino H. et al. Antitumor effect of seaweeds. IV. Enhancement of antitumor activity by sulfation of a crude fucoidan fraction from Sargassum kjellmanianum //Jpn. J. Exp. Med. 1984. Vol. 54.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

КАЛЕНДАРЬ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ НА НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2009 г.

10-11 ноября 2009 года

18-19 ноября 2009 года

10 декабря 2009 года

Первая научно-практическая конференция с международным участием «ТАРА И УПАКОВКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. КОММУНИКАТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

VI! международная научно-практическая конференция и выставка «АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРИБОРЫ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. ЭКСПЕРТИЗА, ОЦЕНКА КАЧЕСТВА, ПОДЛИННОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ»

Презентация книги

«РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»

Первая всероссийская научно-практическая конференция « РОЛЬ ВУЗОВ В СОЗДАНИИ КАДРОВОГО РЕЗЕРВА ИННОВАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА РОССИИ»

Информационная поддержка:

в мире науки

ян

Официальная поддержка:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ АССОЦИАЦИЯ МОСКОВСКИХ ВУЗОВ

Аналитический информационный центр «МГУПП-Медиа»

125080, Россия, г. Москва, ул. Врубеля, д. 12, В-9-7 media@mgupp.ru (499) 158-70-22

WWW.mgupp.rumgupp-media@mail.ru (499) 158-72-35