Разработка нового кисломолочного продукта с крупяным наполнителем

В статье рассмотрена проблема распределения токсичных элементов и радионуклидов в процессе переработки растительного сырья, а именно крупяных изделий. Представлены результаты исследований по сорбционной способности круп, оптимальная рецептура и органолептические показатели сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье». 

В настоящее время остается актуальной проблемой разработка функциональных пищевых продуктов, в том числе и молочных, оказывающих благоприятное воздействие на организм человека при регулярном потреблении в составе повседневного рациона. Особый интерес при корректировке состава молочных продуктов представляет комбинирование молочного сырья с компонентами растительного происхождения. Растительная пища является основным поставщиком для организма человека как необходимых, так и вредных элементов, в т.ч. тяжелых металлов. В растительное сырье токсичные металлы попадают из почвы, воды, а также частично вносятся с удобрениями и средствами химической защиты растений. Поэтому особый интерес представляет изучение распределения токсичных  элементов и радионуклидов в процессе переработки растительного сырья, а именно крупяных изделий.

В Орловском государственном техническом университете исследовано содержание токсичных элементов  при   производстве   соков   и   пюре-полуфабрикатов.   Проводили   анализ   соков,  выжимок и бланшированного сырья из яблок, кабачков, тыквы, свеклы, моркови, предназначенных для производства пюре.  В  результате  проведенных  исследований  выявлено,  что  свинец  при переработке в большей мере переходит в сок, по сравнению с выжимками. Кадмий переходит в соки неравномерно в зависимости от вида сырья. Наименьший  переход  кадмия  в сок  установлен  при переработке  свеклы и яблок. Мышьяк отличается стабильностью при переработке, так как в соке и выжимках содержание его сравнительно одинаково. Медь большей частью переходит в сок, особенно при переработке кабачков, тыквы и моркови. Цинк при переработке кабачков, тыквы и свеклы переходит в сок, в выжимках его остается  меньше.  Изменение  содержания  тяжелых  металлов  при  переработке  тыквы    представлено в таблице 1.

Переход некоторых  токсичных  элементов  в  сок  объясняется  их  локализацией преимущественно в клеточном соке в виде растворимых комплексов, другие локализуются в клеточных мембранах, поэтому они сосредоточены в выжимках. Бланширование в воде снижает содержание всех токсичных элементов, за исключением мышьяка, видимо, по причине накопления в плодоовощном сырье малоподвижных комплексов с высокомолекулярными органическими соединениями [1].

Орловским государственным технологическим университетом изучена миграция токсичных элементов и радионуклидов при выработке крупяных экстрактов. Экстракты  из зернопродуктов получали  методом   ферментативного   гидролиза   с   последующим   водно-спиртовым   настаиванием. В качестве экстрагентов использовали питьевую воду и этиловый спирт, которые были подвергнуты анализу на содержание токсичных элементов и радионуклидов.

Таблица 1 – Изменение содержания тяжелых металлов при переработке тыквы

  Изменение содержания тяжелых металлов при переработке тыквы   

Исследование миграции токсичных элементов показали, что их содержание не превышает предельно-допустимую концентрацию, большая их часть мигрирует в 20%-ный водно-спиртовой экстракт, что можно объяснить присутствием тяжелых металлов в крупах в виде водорастворимых комплексов. Положительным моментом является то, что при приготовлении 60%-го водно-спиртового экстракта большая часть токсичных элементов остается в шроте. Переход свинца в экстракты относительно одинаков, т.к. в растениях свинец находится в виде пиро- и ортофосфатов и связан как с растворимыми молекулами белков, так и с углеводами. Низкий переход свинца из пшена в экстракты, по-видимому, вызван нахождением в нем свинца в связанном виде (таблица 2). 

Таблица 2 – Содержание и миграция токсичного элемента свинца при приготовлении экстрактов из пшена, гречневой ядрицы и овсяной крупы 

 Содержание и миграция токсичного элемента свинца при приготовлении экстрактов из пшена, гречневой ядрицы и овсяной крупы

Ионы  кадмия  легко  образуют  подвижные  комплексные  соединения  с  белковыми    молекулами и концентрируются в протеиновой фракции растительной клетки. Большая часть кадмия в овсяной крупе сосредоточена в глобулинах, о чем свидетельствует низкое содержание кадмия в 60%-ном водно- спиртовом экстракте. Относительно высокий переход кадмия из пшена в 60%-ный водно-спиртовой экстракт обусловлен высоким содержанием проламинов, где и локализуются ионы кадмия.

Медь   присутствует в сырье в виде комплексных соединений с низкомолекулярными и высокомолекулярными веществами. Большая часть меди мигрирует в экстракты гречневой ядрицы и овсяной  крупы  (от  55  до  69%),  в  пшенные  экстракты  переходит  менее  50%  металла.  Возможно, в гречке и овсяной крупе медь сконцентрирована в органеллах клетки, а в пшене – в клеточных стенках.

Основная часть цинка в гречневой ядрице и овсяной крупе находится в связанном виде, чем объясняется его низкая миграция в экстракты (от 3 до 30%). Высокий переход этого металла в пищевые экстракты – 90 и 43% – связан с высоким содержанием проламинов в пшене, в которых локализован цинк [2].

Анализируя эти данные, можно отметить, что именно крупяные изделия являются сорбентами экологически вредных веществ. Учитывая актуальность профилактики вредного воздействия экологических токсикантов на организм человека с помощью сорбентов, в качестве адсорбатов были выбраны малотоксичные элементы – медь и цинк и высокотоксичные - свинец и кадмий.

Механизм токсического действия свинца определяется по двум основным направлениям:

  • блокада функциональных SН-групп белков, что приводит к ингибированию многих жизненно важных ферментов. Наиболее ранний признак свинцовой интоксикации (сатурнизма) – снижение активности гидротазы дельта-аминолевулиновой кислоты – фермента, катализирующего процесс формирования протобилиногена и гемсинтетазы;
  • проникновение свинца в нервные и мышечные клетки, образование лактата свинца путем взаимодействия с молочной кислотой, затем фосфатов свинца, которые создают клеточный барьер для проникновения в нервные и мышечные клетки ионов кальция. Развивающиеся на основе этого парезы, параличи служат признаками свинцовой интоксикации [3].

Установлено также угнетающее влияния кадмия на синтез белков клетками печени и это расценено как ранний признак токсического влияния элемента. Нефротоксическое действие кадмия проявляется поражением канальцев почек, характерным признаком которого является протеинурия с повышенным выделением низкомолекулярных белков сыворотки крови. Одним из механизмов токсического действия медьсодержащих    соединений    на    организм    человека    является    взаимодействие     ионов     меди с сульфгидрильными группами белков и ферментов, что изменяет активность ряда окислительных ферментов, ферментные системы и ферменты, непосредственно участвующие в энергообеспечении миокарда, а также активность некоторых пищеварительных ферментов нарушает белковый и углеводный обмены. Токсические дозы соединений цинка действуют в желудочно-кишечном тракте, это приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, воспалением слизистой желудка, коликами и диареей [4].

В качестве сорбентов нами были выбраны: рис шлифованный, овсяная крупа, пшено шлифованное, гречка светлая, перловка и манная крупа. Результаты исследований сорбционной способности круп представлены в таблице 3. 

Таблица 3 – Сорбционная способность круп по отношению к ионам меди (Cu), цинка (Zn), кадмия (Cd) и свинца Pb 

 Сорбционная способность круп по отношению к ионам меди (Cu), цинка (Zn), кадмия (Cd) и свинца Pb

Данные экспериментальных исследований показывают, что рис и гречка лучше всего сорбируют ионы свинца, ионы кадмия лучше всего сорбируют овсяная крупа и перловка. Перловка также больше других сорбирует ионы цинка, а гречка – ионы меди. Поэтому для дальнейших исследований выбрали перловую, гречневую и рисовую крупы.

Далее подбирали соотношение перловой, гречневой и рисовой круп, обладающих лучшей сорбционной способностью по отношению к ионам кадмия, свинца, меди и цинка. Наилучшие результаты получены при соотношении гречневой, рисовой и перловой круп 3:1:1. Отвар смеси измельченных круп получали путем варки смеси измельченных круп гречневой, рисовой, перловой, взятых в соотношении 3:1:1, в воде при гидромодуле 1:6-1:7. Выбор гидромодуля в таких пределах связан с влагоудерживающей способностью смеси круп. Затем исследовали влияние дозы отвара измельченных круп (от 5 до 30%) на органолептические показатели сметаны 10% жирности. Наилучшие показатели получены при внесении 20-25% отвара измельченных круп.

На  основании  экспериментальных  исследований  установлена  оптимальная  рецептура    сметаны с крупяным наполнителем и технологический регламент производства. Рецептура сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье» представлена в таблице 4. 

Таблица 4 – Рецептура сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье» 

 Рецептура сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье»

Сметана с крупяным наполнителем «Здоровье», выработанная по данной рецептуре, является сбалансированной по аминокислотному составу. Способ производства сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье» предусматривает нормализацию сливок до содержания жира 10%, их пастеризацию при температуре  88  0С с  выдержкой 2-10  минут,  гомогенизацию при температуре  70 0С и давлении 7-10 МПа, охлаждение до температуры заквашивания 28-35 0С, внесение в сливки отвара смеси измельченных круп, охлажденного до температуры заквашивания, внесение закваски молочнокислых культур для сметаны или закваски, приготовленной на чистых  культурах молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris и Lactococcus lactis subsp. diacetilactis, взятых в соотношении 1:1:1, в количестве 3-5% от общей массы, перемешивание в течение 10-15 минут, сквашивание при температуре 28-35 0С в течение 5-7 часов до кислотности 60-95 0Т, повторное перемешивание в течение 17-27 0С и созревание при температуре 0-8 0С в течение 6-12 часов в потребительской таре.

Органолептические показатели сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье», полученной предлагаемым способом, приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Органолептические показатели сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье» 

 Органолептические показатели сметаны с крупяным наполнителем «Здоровье»

Разработанный кисломолочный продукт исследуется по физико-химическим свойствам и микробиологическим показателям.

 

Литература

  1. Церевитинов О.В., Чулков Н.Г., Иванова Т.Н. Изменение минеральных веществ и токсичных элементов при переработке плодоовощного сырья // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1997. -№ 4. - С. 33-35.
  2. Иванова Т.Н., Еремина О.Ю. Миграционные свойства токсичных элементов зернопродуктов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - № 7. - С. 10-12.
  3. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, безопасность и экспертиза продовольственных товаров. - Новосибирск, 1999. - 448 с.
  4. Жуленко В.Н., Андрианова Т.Г., Андреенко Л.Г. Металлсодержащие вещества в продуктах детского питания на молочной основе и в их компонентах. - Москва, 1993. - 24 с.
Фамилия автора: Т.Н. Дубровина,П.В. Дубровин
Год: 2011
Город: Павлодар
Яндекс.Метрика