Ламинария как йодсодержащий компонент при производстве функционального продукта

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.66.143 Волощенко Л.В.1, Шевченко Н.П.2

1 Кандидат сельскохозяйственных наук, 2кандидат технических наук, Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина ЛАМИНАРИЯ КАК ЙОДСОДЕРЖАЩИЙ КОМПОНЕНТ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО

ПРОДУКТА

Аннотация

Проведен сравнительный анализ химического и минерального составов, показателей безопасности ламинарии японской и слоевищ ламинарии для изучения возможности их использования в технологии мясных продуктов. Изучены их функционально-технологические свойства. Определены нормы введения ламинарии и разработаны рецептуры нового вида мясных полуфабрикатов. Проведённые на готовых продуктах исследования показали, что потребление 200 г разработанного нового вида рубленых полуфабрикатов плескавиц «Морских» и «Морских оригинальных» позволит компенсировать суточную норму потребления йода при достаточно высоких пищевых показателях.

Ключевые слова: ламинария японская и слоевища ламинарии, модельные фаршевые системы, функционально-технологические свойства функциональный продукт, плескавицы.

Voloshhenko L.V.1, Shevchenko N.P.2 1PhD in Agriculture, 2 PhD in Engineering, Belgorod State Agrarian University named after V. Gorin LAMINARIA AS IODINE-CONTAINING COMPONENT IN FUNCTIONAL PRODUCT PRODUCTION

Abstract

The paper presents the comparative analysis of the chemical and mineral compositions, safety parameters of Japanese laminaria and laminaria's thallus to study the possibility of their usage in a meat products technology. Their functional and technological properties are studied as well. The norms for the introduction of laminaria have been determined and the recipes for a new type of meat semi-finished products have been developed. The studies were carried out on finished products and showed that the consumption of200 g of the developed new type of chopped semi-finished products of pleskavicas "Sea" and "Sea original" will compensate for the daily amount of iodine intake at sufficiently high food indices.

Keywords: Japanese laminaria and laminaria's thallus, model forcemeat systems, functional and technological properties of the functional product, pleskavicas.

Широко известно, что современные биологически активные добавки производятся на основе природных компонентов, как правило, растительного и минерального происхождения. Истинным кладезем биологически активных веществ являются морские водоросли.

Ламинария имеет в своём составе большое количество легко усваиваемого йода (в среднем до 0,3% от сухого веса), связанного с органическими молекулами. Поэтому он легко усваивается организмом человека, нормализуя функции щитовидной железы. По содержанию йода ламинария далеко опережает все известные наземные лекарственные растения [1, С. 59].

Йод относится к числу микроэлементов, образующих биологически активные соединения, которые имеют большое значение для жизни и здоровья человека.

К основным методам алиментароной коррекции йодной недостаточности можно отнести прямое йодирование продуктов препаратами органического и неорганического йода, а также использование в пищевых технологиях комплексных соединений йода с различными пищевыми продуктами и вещевствами.

Поэтому, в настоящее время целесообразно внедрение в состав мясопродуктов сырья, содержащего йод, так как они позволяют решать одну из главные проблем современного человека - дефицит йода в организме человека [2, С. 90], [10].

Проанализировав проблемы йододефицита, было решено разработать новый вид продукта функционального назначения за счет введения ламинарии в рецептуру рубленых полуфабрикатов из мяса птицы, т.к. рынок полуфабрикатов из мяса птицы имеет тенденцию развития и большого спроса, а продукты функционального назначения сейчас очень актуальны. Также новым является изучение функционально-технологических свойств на данной группе продуктов и определение остаточное содержание йода после термической обработки.

На первых этапах исследования, для обоснования целесообразности использования ламинарии для обогащения мясных продуктов органической формой йода и расчета оптимальной дозировки внесения ее в продукт, был проведен сравнительный анализ химического, минерального состава и показателей безопасности ламинарий.

Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав, содержание минеральных веществ и витаминов в ламинариях

Анализируемый показатель Результат испытаний Суточная потребность в витаминах и минералах

Слоевища ламинарии

Влага 10,84 % 6,80 % -

Зола 17,25 % 38,60 % -

Жир 0,76 % 0,38% -

Протеин 12,22 % 10,88% -

Клетчатка 8,42 % 0,89% -

БЭВ 50,51 % 42,45% -

Продолжение Таблицы 1

Анализируемый показатель Результат испытаний Суточная потребность в витаминах и минералах

Слоевища ламинарии

Витамин «А» 0,821 мг/г 0,802 мг/г 0,75-1,5 мг

Витамин «С» 2,552 мг/г 0,686 мг/г 50-70 мг

Витамин «Е» 0,01119 мг 0,00459 мг 8-10 мг

Кальций 1,505 % 0,696% 800-1000 мг

Фосфор 0,415 % 0,373% 1600 мг

Калий 4,48 % 12,6% 1-1,2 г

Натрий 0,786 % 1,63% 500-1200 мг/кг

Сера 15,07 г/кг 11,30 г/кг 1,5 г

Магний 6,37 г/кг 5,01 г/кг 0,5 г

Железо 123,93 мг/кг 422,5 мг/кг 15 мг

Цинк 27,40 мг/кг 17,6 мг/кг 10-15 мг

Иод 327,79 мг/кг 372,0 мг/кг 0,15-0,2 ми-

Наличие большого количества минеральных веществ в ламинарии (в норме превышающие суточную), позволяет использовать ее как добавку функционального назначения в мясных продуктах, с целью профилактики недостатка потребности некоторых особо важных элементов в организме человека, в частности йода. Сравнительный анализ химического, минерального составов, показателей безопасности ламинарии японской (Laminaria japonica) и слоевищ ламинарии (Laminaria thalli), показал, что ламинария японская в своем химическом составе имеет большее содержание йода, поэтому ее целесообразней использовать в технологии функциональных мясопродуктов.

Пищевые продукты из водорослей значительно уступают пищевым продуктам, приготовленным из наземных растений, по содержанию и качественному составу белков и углеводов. Однако они обладают ценными свойствами, которыми не обладает растительное пищевое сырье наземного происхождения. К таким свойствам относится:

способность поглощать большое количество воды и увеличиваться при этом в объеме;

содержание специфичных для морской растительности коллоидных полимеров (агар, альгиновые кислоты, и другие) и маннита;

более высокое, чем в наземных растениях, содержание разнообразных макро - и микроэлементов.

Способность поглощать значительные количества влаги обуславливает ее эффективное применение в качестве стабилизатора фаршевой структуры при изготовлении продуктов, содержащих гидратированные животные и растительные белки и эмульсии на их основе [4, С.23], [5,С.253].

На следующем этапе были проведены исследования по изучению функционально-технологических свойств ламинарии японской Laminaria japónica) и слоевищи ламинарии (Laminaria thalli) (таблица 2).

Таблица 2 - Функционально-технологические свойства ламинарий

Показатель

Водопоглощающая способность, % 159 146

Жиропоглощающая способность, % 120 109

Степень набухаемости, % 558 682

Индекс растворимости, см 4 9

Концентрация водородных ионов (рН) 7,16 7,14

Эмульгирующая способность, г жира на 1 г ламинарии 600 500

Согласно данным полученным в ходе исследований, водопоглощающая способность выше у ламинарии японской (159%), чем у слоевищ ламинарии (146%). Следовательно, можно сделать вывод о хорошей способности ламинарии японской поглощать большое количество воды, что позволит сверх рецептуры на мясное сырье, добавлять воду.

Концентрация водородных ионов (рН) у образцов в среднем равна 7,15. На функциональные характеристики мясного сырья, этот показатель должен влиять положительно, т.е. не оказывать действие на стабильность фаршевых систем[8].

Степени набухаемости у слоевищ ламинарии выше, чем у ламинарии японской на 124 %, что свидетельствует о более высокой степени поглощаемости воды матрицей белка ламинарии.

Индекс растворимости, показывает, что 1,25 г сухой ламинарии японской не растворяется в воде, а наоборот увеличивает ее объем до 4 см3 из возможных 10см3. Однако у слоевищ ламинарии выявлена наименьшая растворимость. Объем осадка составил 9 см3.

Для оценки влияния степени гидратации ламинарии на качество и выход готовых изделий была изучена водоудерживающая и гелеобразующая способность при различных уровнях гидратации, которую проводили в соотношении от 1:6 до 1:20. Образцы были гидратированы водой и выдержаны при комнатной температуре 17 часов, после чего часть набухшей ламинарии была взята на определение водоудерживающей способности, а часть на гелеобразующую способность. Обладание этими свойствами обуславливает ее эффективное применение в качестве стабилизатора фаршевой структуры при изготовлении продуктов, содержащих гидратированные животные и растительные белки и эмульсии на их основе [4,С 27], [9].

В ходе эксперимента были получены данные по выходным параметрам водоудерживающей способности, обуславливающие степень гидратации ламинарии[6]. Полученные экспериментальные данные представлены в графике на рисунке 1.

<и 3

а

х ^

а/

Ь а

а?

3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

1:06 1:08 1:10 1:12 1:14 1:16 1:18 1:20 Соотношение гидратации

Слоевища... Ламинария...

Рис. 1 - Водоудерживающая способность ламинарии

По полученным данным видно, что количество отделившейся влаги возрастает с увеличением гидратации ламинарии. Анализируя полученный график, установлено, что резкое изменение отделившейся влаги наблюдается при гидратации слоевищ ламинарии - 1:10, а при гидратации ламинарии японской - 1:6. Следовательно, можно отметить, что наилучшая степень гидратации находится в промежутке 1:6 и 1:9.

Подведя итоги проведенных исследований, выяснили, что ламинария обладает хорошей способностью удерживать воду, что в дальнейшем должно положительно повлиять на количественные (выход) и качественные (сочность, вкус, консистенция) показатели готовых изделий.

Было установлено, что в сухой ламинарии содержится йода 372,0 мг/кг [7]. Переводя это значение в микрограммы, получаем содержание йода в 1 кг ламинарии 372000 мкг/кг, а суточная норма потребления йода составляет 150-200 мкг. Следовательно, чтобы удовлетворить эту норму необходимо употребить 0,00025 кг сухой ламинарии.

На основании проведенных расчетов произвели выработку мясных рубленых полуфабрикатов. За контрольные образцы были взяты: рецептуры плескавицы «Столичной» (Контроль 1) и плескавицы с огурцами и сыром «Фантазия» (Контроль 2), на основании которых были выработаны опытные образцы с 30 % введением 1:6 ламинарии частично заменив мяса механической обвалки.

Для определения влияния термической обработки на остаточное количество йода в продукте произвели термическую обработку следующими способами: обжаривание в жиру, запекание, варка на пару.

Остаточное содержание йода после термической обработки представлены в таблице 4.

Таблица 3 - Остаточное содержание йода в охлажденных и термически обработанных образцах

№ п/п Название образца Пересчет Шага. % Сухое вещество. % Йод. мкг%

1 Шескавица охлажденная «Столичная» и 70,68 2,11

с 29,32 7,20

2 Плескавица охлажденная «Морская» п 70.20 5,69

с 29,80 19,10

3 Плескавица охлажденная с огурцами и сыром «Фантазия» п 71.60 1,85

с 28.94 6.40

4 Шескавица охлажденная «Морская оригинальная» и 71.90 5,51

с 28,10 19.60

5 Шескавица на пару «Морская» п 68,06 6,20

с 31.94 19.40

6 Шескавица на пару «Морская оригинальная» и 68,09 3,80

с 31,91 11,90

7 Шее кавица з апече иная «Морская» п 67,01 4.68

с 32.99 14.20

8 Шее кавица з апече иная «Морская оригинальная» п 68,36 6,20

с 31.64 19.60

9 Шескавица обжареная «Морская» п 67,39 7,15

с 32.64 21,90

10 Шескавица обжареная «Морская оригинальная» п 69,08 7,39

с 30,92 23.90

Анализируя полученные результаты по содержанию йода в образцах, установили, что наибольшая концентрация йода у образца плескавицы обжаренной в жиру «Морской оригинальной», т.к. в данном образце были наибольшие потери при термообработке (рисунок 2). Устанавливая прямую зависимость концентрации йода от потерь влаги при термической обработки, видим, что образцы, приготовленные на пару, имеют наименьшее количество йода, хотя потери влаги в данных образцах наименьшие.

25 20

£

СО

I 10

н о с

5 0

Морская

Морская оригинальная

на пару жареные запеченые

Способ термической обработки

Рис. 2 - Зависимость потерь влаги новых видов мясных рубленых полуфабрикатов от вида обработки

Устанавливая прямую зависимость концентрации йода от потерь влаги при термической обработки, видим, что образцы, приготовленные на пару, имеют наименьшее количество йода, хотя потери влаги в данных образцах наименьшие.

Остаточное содержание йода в опытных образцах, по сравнению с контрольными образцами, больше в 3 раза, что свидетельствует о целесообразности производства нового вида продукта и его функциональном назначении. При употреблении 200 грамм плескавицы «Морской» жаренной (традиционная термическая обработка для рубленых полуфабрикатов), поступление йода в организм составит 40 мкг, которые составляют 15- 50% от суточной нормы. Следовательно, разработанный продукт является функциональным и рекомендуется различным группами населения с целью йодпрофилактики, в том числе взрослым и подросткам и особенно беременным и кормящим женщинам [3, С.57].

Проведенная органолептическая оценка готовых изделий, дала возможность сделать вывод о том, что введение ламинарии японской в рецептуру плескавиц на вкусовые характеристики мясопродуктов не оказало большого влияния. На разрезе ламинария визуализировалась частично в виде небольших зеленых вкраплений, что придавало эстетический вид, который комиссия расценила как введение в рецептуру плескавиц традиционных петрушки или укропа, однако термическая обработка в значительной мере разъединила мнения дегустаторов - предпочтение получили образцы жаренные.

Результаты исследования послужили основанием для разработки проекта ТУ, ТИ на новый вид продукта функциональной направленности - плескавицы «Морские» и «Морские оригинальные».

Список литературы/ References

1. Волощенко Л.В. Йодсодержащие мясные продукты функциональной направленности [текст] / Л.В. Волощенко, Н.П. Шевченко // Материалы IV Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство», 9-10 ноября 2017г., с.58-62.

2. Маслова Е.Ю. Разработка технологии йодсодержащих мясных полуфабрикатов [Текст] / Маслова Е.Ю., Салаткова Н.П., Каледина М.В., Лупандина Н.Д.// Вестник Северо-Кавказского федерального университета, №1. -2014. - С.89-92.

3. Цыб А.Ф. Новые подходы к решению проблемы ликвидации йоддефицитных состояний [Текст] / А. Ф. Цыб, В. А. Тутельян, Т.В. Онищенко, В.В. Шахтарин // Пищевая промышленность. - 2004. - №12.- с.53-57.

4. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Научные основы производства продуктов питания» [Текст] / Н.П. Салаткова, Н.Н Селезнева, Л.В Волощенко. - Белгород: БелГСХА, 2009.

5. Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов [Текст] /Л.В. Антипова, И.А. Глотова, И.А. Рогов // - М.:Колос, 2001. - 376 с.

6. ГОСТ 33319-2015. Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой доли влаги [Текст]. - Введ. 2016-0701. - М:.Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: Стандартинформ, 2016. -7с.

7. ГОСТ Р 52689-2006 Продукты пищевые. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации йода. [Текст]. - Введ. 2008-01-01. - М:. Госстандарт России: Стандартинформ, 2007. -14с.

8. ГОСТ Р 51478-99. Мясо и мясные продукты. Контрольный метод определения концентрации водородных ионов (pH) [Текст]. - Введ. 2001-01.01. - М:. Госстандарт России: Издательство стандартов, 2000; Стандартинформ, 2010. - 6с.

9. Горбатов А.В. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов /А.В.Горбатов, А.М.Маслов и др.//- М.: Легкая и пищевая промышленность - 2002. -№4.

10. Лаврова, Л.Ю. Натуральные ингредиенты для обогащения мясных изделий [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.meatbranch.com/publ/view/ 534.html.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Voloshchenko L.V. Jodsoderzhashchie myasnye produkty funkcional'noj napravlennosti [Tekst] [Iodine-containing meat products functional orientation] // L.V. Voloshchenko, N.P. SHevchenko // Materialy IV Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii «Innovacionnye tekhnologii v pishchevoj promyshlennosti: nauka, obrazovanie i proizvodstvo» [Materials of the IV International Scientific

and Technical Conference "Innovative Technologies in the Food Industry: Science, Education and Production"], 9-10 noyabrya 2017g., P.58-62. [in Russian]

2. Maslova E.YU. Razrabotka tekhnologii jodsoderzhashchih myasnyh polufabrikatov [Tekst] [Development of technology of iodized meat products]. / Maslova E.YU., Salatkova N.P., Kaledina M.V.,Lupandina N.D.// Vestnik Federal University]. №1. - 2014. - P. 89-92. [in Russian]

3. Cyb A.F. Novye podhody k resheniyu problemy likvidacii joddeficitnyh sostoyanij [Tekst] [New approaches to the problem of elimination of iodine deficiency disorders] / A. F. Cyb, V. A. Tutel'yan, T.V. Onishchenko, V.V. SHahtarin // Pishchevaya promyshlennost' [Food industry]. - 2004. - №10. - P. 53 - 57. [in Russian]

4. Metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu laboratornyh rabot po discipline [Tekst] [Nauchnye osnovy proizvodstva produktov pitaniya» Scientific foundations of food production]. / N.P. Salatkova, N.N Selezneva, L.V Voloshchenko. - Belgorod: BelGSKHA, 2009. [in Russian]

5. Antipova L.V. Metody issledovaniya myasa i myasnyh produktov [Tekst] [Methods for researching meat and meat product] L.V. Antipova, I.A. Glotova, I.A. Rogov //- M.:Kolos, 2001.P. 376. [in Russian]

6. GOST 33319-2015. Myaso i myasnye produkty. Metod opredeleniya massovoj doli vlagi [Tekst]. [Meat and meat products. Method for determining the mass fraction of moisture] - Vved. 2016-07-01. - M:.Mezhgos. sovet po standartizacii, metrologii i sertifikacii: Standartinform [Council on Standardization, Metrology and Certification: Standartinform], 2016. -7p. [in Russian]

7. GOST R 52689-2006 Produkty pishchevye. Inversionno-vol'tamperometricheskij metod opredeleniya massovoj koncentracii joda. [Tekst] [Food products. Inversion-voltammetric method for determining the mass concentration of iodine] — Vved. 2008-01-01. - M:. Gosstandart Rossii: Standartinform [Gosstandart of Russia: Standartinform], 2007. -14p. [in Russian]

8. GOST R 51478-99. Myaso i myasnye produkty. Kontrol'nyj metod opredeleniya koncentracii vodorodnyh ionov (pH) [Tekst] [Meat and meat products. Control method for determining the concentration of hydrogen ions (pH)] - Vved. 2001-01.01. - M:. Gosstandart Rossii: Standartinform, [Gosstandart of Russia: Standartinform], 2010. - 6p. [in Russian]

9. Gorbatov A.V. Strukturno-mekhanicheskie harakteristiki pishchevyh produktov [Structural and mechanical characteristics of food products] L.V. Antipova, I.A. Glotova, I.A. Rogov //- M.:Kolos, 2001.P. 376. [in Russian]

10. Lavrova, L.YU. Natural'nye ingredienty dlya obogashcheniya myasnyh izdelij [Natural ingredients for the enrichment of meat products] [Elektronic resuorce] - URL: www.meatbranch.com/publ/view/ 534.html. [in Russian]

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.66.121 Глинянова И.Ю.1, Фомичев В. Т.2

1ORCID: 0000-0003-1388-1233, кандидат педагогических наук, доцент 2ORCID: 0000-0002-7382-6474, доктор технических наук, профессор

Волгоградский государственный технический университет, Волгоград ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДИФИЦИРОВАННОГО ИЗВЕСТНЯКОВОГО

ЩЕБНЯ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

Аннотация

Исследованы прочностные характеристики модифицированного известнякового щебня из карьера «Биюк-Янкойский, Симферопольского района республики Крым. Проведен эксперимент по модификации крымского известнякового щебня низкой прочности (марка 600) с разными фракциями (5; 5-10; 20-40; 40-70) диспергированным раствором отхода гидролизного производства - лигносульфонатом техническим (ЛСТ). Диспергация раствора ЛСТ проводилась способом ультразвуковой и гидродинамической кавитации. Испытания модифицированного известнякового строительного щебня осуществлялись в соответствии с ГОСТ 8267-93 по определению его прочности по дробимости или потери массы. Результаты исследований прочности крымского модифицированного известнякового щебня показали переход марки 600 в марку 1000 (фракции: 5-10; 20-40; 40-70) и марки 600 в марку 1200 (фракция: 5). Предложены перспективы использования модифицированного известнякового щебня в республике Крым.

Ключевые слова: модифицированный известняковый щебень, лигносульфонат технический, кавитация, тиксотропия, эффект Ребиндера.

Glinyanova I.Yu.1, Fomichev V.T.2

1ORCID: 0000-0003-1388-1233, PhD in Pedagogy, Associate professor

2ORCID: 0000-0002-7382-6474, PhD in Engineering, Professor Volgograd State Technical University, Volgograd INVESTIGATION OF STRENGTH CHARACTERISTICS OF MODIFIED LIMESTONE CRUSHED STONES

FROM REPUBLIC OF CRIMEA

Abstract

The strength characteristics of modified limestone crushed stones from the "Biyuk-Yankoysky quarries, Simferopol district of the Republic of Crimea, are investigated. An experiment on the modification of the Crimean limestone crushed stones of low strength (grade 600) of different fractions (5, 5-10, 20-40, 40-70) with a dispersed solution of the hydrolysis production waste - the technical lignosulfonate (TLS) - was carried out. Dispergation of the TLS solution was carried out by ultrasonic and hydrodynamic cavitation. Tests of modified limestone crushed stones were carried out in accordance with GOST 8267-93 to determine its crushing strength or weight loss. The results of studies of strength of the Crimean modified limestone crushed stones showed the transition of the grade 600 to the grade 1000 (fractions: 5-10, 20-40, 40-70) and grade 600 to grade 1200 (fraction: 5). Prospects for the use of modified limestone crushed stones in the Republic of Crimea are suggested.

Keywords: modified limestone crushed stones, technical lignosulfonate, cavitation, thixotropy, Rehbinder effect.

Нерудные полезные ископаемые республики Крым, в частности, щебень, имеют важное экономическое значение для полуострова.