Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РЫБОРАСТИТЕЛЬНЫХ КРИПСОВ

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве функциональных пищевых продуктов, обладающих антиоксидантными свойствами, а именно рыборастительных крипсов.

Производство продуктов, обладающих антиоксидантными свойствами, сопряжено с определенными трудностями, связанными с низкой термостойкостью каротиноидов, в частности, наиболее ценного их представителя - астаксантина. При повышении температуры выше 55-60°C в процессе кулинарной обработки продукта, происходит постепенное разрушение астаксантина с потерей его функциональных свойств. Также долговременное воздействие кислорода и ультрафиолета способствует разложению и окислению астаксантина с образованием кетоновых и енольных форм.

Астаксантин, в чистом виде или в составе каротинопротеинового концентрата, является противовоспалительным агентом, защищает кожу от повреждения ультрафиолетовыми лучами, предотвращает ухудшение зрения, памяти и ряда других нарушений центральной нервной системы. Астаксантин положительно влияет на кровеносную систему и метаболизм. Данный каротиноид обладает также противораковым свойством. В соответствии с утвержденными «Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (2 июля 2004 г.)» рекомендациями MP 2.3.1.1915-04 "Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ", дневная норма потребления астаксантина соответствует 2 мг, предельно допустимая 6 мг.

Известен способ получения функционального рыборастительного продукта (RU 2594533, МПК A23L 17/00, опубл. 20.08.2016 г.), включающий переработку рыбных отходов и топинамбура. Данный способ предусматривает использование измельченных термообработанных позвоночных хребтов и реберных костей рыбы, измельченного топинамбура и вкусовых добавок, с последующим формованием на пласты и обезвоживанием при температуре 16-20°C в течение 6-9 часов.

К недостаткам описанного способа относится продолжительное обезвоживание полуфабриката, что не способствует сохранности антиоксидантных компонентов, так как при воздействии кислорода происходит их окисление. Кроме того, получаемый продукт имеет довольно плотную консистенцию.

Известен способ производства пищевого функционального продукта (RU 2503302, МПК A23L 1/325, опубл. 10.01.2014 г.), предусматривающий смешивание измельченных рецептурных компонентов, включающих рыбный фарш, растительные ингредиенты и вкусовые добавки, их куттерование с одновременным введением рыбного бульона, сушеного топинамбура и порошка, полученного из отходов переработки рыбы. Полученная смесь формуется и подвергается тепловой обработки (жарка).

Недостатком данного способа является выбранный тип тепловой обработки. Жарка приводит к образованию канцерогенных веществ и сокращает сроки хранения продукта. Тепловая обработка также способствует разрушению многих биологически ценных компонентов растительного сырья, например инулина. Полученный данным способом продукт не может обладать выраженными функциональными свойствами.

Ближайшим аналогом к заявляемому техническому решению, является способ производства рыбных и мидийных крекеров (RU №2050796, МПК A23L 1/325, опубл. 27.12.1995 г.), где концентрированный рыбный или мидийные бульоны смешиваются с отварным и измельченным растительным сырьем (крупой) и вкусовыми добавками (сахар, солод, измельченный чеснок, лимонная кислота и крахмал). Полученную массу распределяют на поверхности металлических противней и осуществляют тепловую обработку острым паром при 120°С в течение 2-30 мин. Полученный полуфабрикат охлаждают и режут на пластины, которые высушивают до содержания влаги 10-12% и обжаривают при температуре 170-180°С в течение 3-4 с.

Недостатком вышеописанного способа является то, что выбранная тепловая обработка с высокими температурами разрушает биологически активные и антиоксидантные компоненты растительного и рыбного сырья и создает условия для образования веществ потенциально обладающих канцерогенными свойствами. Кроме того, полученный описанным способом продукт обладает низкими показателями по белку. Получить функциональный продукт, обладающий антиоксидантными свойствами, описанным способом невозможно.

Изобретение решает задачу создания способа получения функционального пищевого продукта, предназначенного для всех возрастных групп здорового населения, из рыборастительного сырья с повышенным содержанием белка, а также биологически активных и антиоксидантных компонентов, без ухудшения органолептических показателей, за счет использования растительного сырья с высоким содержанием усвояемых полноценных белков, способного повышать термостойкость антиоксидантных компонентов, которые замедляют окислительные процессы в рыбном сырье, и применения низкотемпературной обработки.

Для получения необходимого технического результата в способе производства рыборастительных крипсов, включающем варку и измельчение растительного компонента, охлаждение, смешивание рыбных и отварных растительных компонентов, введение вкусовых добавок, перемешивание, формование смеси, предлагается в качестве рыбного компонента использовать каротинопротеиновый концентрат с содержанием астаксантина не менее 0,07% на сухое вещество, а в качестве растительного сырья использовать чечевицу. При варке чечевицу и воду предлагается брать в соотношении 1:2, а измельчение чечевицы после варки осуществлять без удаления жидкости. Каротинопротеиновый концентрат к массе сухих веществ чечевицы предлагается брать в соотношении 1:1,5, а последующую сушку осуществлять в вакууме при температуре 40-50°С и давлении 8-10 кПа в течение 60-70 минут.

Достижение технического результата стало возможно за счет использования в предлагаемом способе изготовления рыборастительного продукта экспериментально обоснованной двухэтапной (или комбинированной) системы обработки сырья и разработанного соотношения каротинопротеинового концентрата, чечевицы, вкусовых добавок.

На прилагаемых к описанию графических материалах приведена технологическая схема производства рыборастительных крипсов.

Наиболее дешевым источником астаксантина (RU №2292163, МПК A23L 1/056, опубл. 27.01.2007 г.), является сырье, полученное в результате биомодификации (ферментативного гидролиза) панцирных отходов промысловой северной креветки (ТУ 10.89.14-295-00472093-2018) или иных ракообразных. Однако использование астаксантина в пищевых продуктах, в настоящее время, ограничивается из-за его низкой термостойкости. В предлагаемом способе использована вакуумная сушка при умеренных температурах, что позволяет сохранять значительную часть астаксантина в составе каротинопротеинового концентрата. Присутствие астаксантина в пищевом продукте замедляет окислительные процессы липидов в организме, что связывают с особенностями формирования свободных радикалов и их нейтрализацией астаксантином. При нейтрализации свободных радикалов, происходит погружение молекул астаксантина в толщу липидных мембран, с последующим изменением полиеповых цепей в организме.

Использование чечевицы в предлагаемом способе производства рыборастительных крипсов объясняется несколькими факторами: в составе данного растительного сырья присутствуют флавоноиды (Rao A.R, Ravishankar G.A., Sarada R. Stabilization of astaxanthin in edible oils and its use as an antioxidant / Перевод; Стабилизация астаксантина в пищевых маслах и его использование в качестве антиоксиданта / Научный журнал о продовольствии и сельском хозяйстве, 2007. Т. 87, №6. С. 957-965), снижающие разрушающий фактор воздействия кислородной среды при хранении готового продукта. Белок используемого каротинопротеинового комплекса хоть и является полноценным, но уровень усвояемости белка составляет 70%, что ограничивает области использования данного продукта в качестве белкового наполнителя. Соответственно, добавление полноценных хорошо усвояемых белков чечевицы повышает усвояемость белков конечного продукта до 80-82%, что является достаточно хорошим показателем для крипсов. Применение чечевицы обуславливается высокой концентрацией белков на сухое вещество (до 24%), что позволяет вырабатывать продукт с высоким содержанием белков. Использование растительного сырья также обосновано, с точки зрения лучшей сочетаемости с каротинопротеиновым концентратом в органолептическом аспекте.

Соотношения компонентов рецептуры крипсов подбирались исходя из превалирования органолептических и биологических свойств продукта, где особую ценность представляют полноценные белки и астаксантин.

Предложенный способ производства пищевого продукта из каротинопротеинового концентрата и чечевицы при указанном качественном и количественном соотношении компонентов обеспечивает высокие антиоксидантные и биологические свойства. Тепловую обработку (варка) растительного сырья осуществляют в течение 25-30 минут до достижения кулинарной готовности чечевицы, при таком способе тепловой обработки разрушение флафоноидов не происходит (Георгиевский В.П., Рыбаченко А.И. Физико-химические и аналитические характеристики флавоноидных соединений, 1988. - 143 с.)

Измельчение отварной чечевицы осуществляют без удаления жидкости, что необходимо для сохранения флавоноидов и белковых компонентов, перешедших в бульон при варке, и структурообразования, так как при добавлении каротинопротеинового концентрата происходит процесс набухания внесенных белков.

При формовании полуфабриката, форма и толщина формовки подбирались, исходя из параметров вакуумной обработки и конечной формы крипсов. Для получения крипсов без ухудшения органолептических свойств необходимое значение содержания влаги должно быть не более 10%, а структурно-реологические показатели крипсов обусловлены соблюдением пропорции жидкости и растительного сырья при варке и измельчении, а также способностью белков каротинопротеинового концентрата и чечевицы выполнять роль эмульгаторов, загустителей и гелеобразователей, что обеспечивает необходимую консистенцию крипсов.

Температура, давление и время вакуумной обработки подобраны опытным путем, исходя из допустимой интенсивности прогревания и удаления влаги из толщи полуфабриката, с учетом минимизации возможных потерь астаксантина. Применение вакуума в сочетании с низкой температурой нагревания для сушки, в качестве конечной структурообразующей обработки полуфабриката, позволяет сохранять концентрацию астаксантина в конечном продукте на уровне 91-95% от начального содержания в каротинопротеиновом ингредиенте.

Описание конкретных примеров осуществления способа.

Пример 1

Сушеную чечевицу (600 г) промывают, варят (количество воды 1200 г) в течение 25-30 минут; не сливая бульон, измельчают в куттере в течение 10 минут при скорости вращения рабочего механизма 2500-3000 об/мин. Для получения большей однородности неостывшую растительную массу можно просеять через сито с диаметром ячейки не более 0,5 мм. Затем массу охлаждают до температуры 15-20°С и вносят каротинопротсиный концентрат (400 г) (ТУ 10.89.14-295-00472093-2018). После чего вводят вкусовые добавки в количестве (0,9 г), в качестве которых используются соль (0,03 г), сахар (0,03 г), перец молотый или дробленный (0,3 г). Далее производят формование полуфабриката с использованием форм, смазанных растительным маслом. Изделию придают заданную форму, например круглую, овальную или пластинчатую, толщиной от 4 до 6 мм, что обусловлено выбранным режимом сушки. В данном примере изделие было круглой формы толщиной 5 мм. Вакуумная сушка осуществляется при температуре 45°С и давлении 9 кПа, в течение 65 минут. Процесс сушки продолжали до достижения продуктом показателя влажности 10%.

Органолептические показатели полученных крипсов по предлагаемому способу приведены в таблице 1.

Физико-химические показатели соответствуют: массовая доля влаги не более 10%; массовая доля золы не более 5%; суммарный белок не менее 55%; массовая доля жира не более 3%; содержание неизмененного астаксантина не менее 0.0033%; значение водородного показателя (рН) 7.2±1.4. Усвояемость белков 80-82%. Срок хранения составляет 60 суток при температуре в 21°С и влажности не более 80% при отсутствии воздействия прямого света. Пример с использованными параметрами рекомендуется, т.к. полученный продукт соответствует поставленной задаче.

Пример 2.

Пример 2 аналогичен примеру 1, за исключением, что чечевицы было взято 800 г, воды для варки 1600 г, каротинопротеинового концентрата 200 г.

Органолептические показатели полученных крипсов по предлагаемому способу приведены в таблице 2.

Физико-химические показатели соответствуют: массовая доля влаги не более 10%; массовая доля золы не более 7%; суммарный белок не менее 35%; массовая доля жира не более 2,5%; содержание неизмененного астаксантина не менее 0,0013%; значение водородного показателя (рН) 7.1±1.4. Усвояемость белков 83%. Срок хранения составляет 70 суток при температуре 21°С, влажности не более 80% и при отсутствии воздействия прямого света. Пример с данными параметрами не рекомендуется, из-за низкого содержания астаксантина.

Пример 3

Пример 3 аналогичен примеру 1, за исключением, что чечевицы было взято 400 г, воды для варки 800 г, каротинопротеинового концентрата 600 г.

Органолептические показатели полученных крипсов по предлагаемому способу приведены в таблице 3.

Физико-химические показатели соответствуют: массовая доля влаги не более 10%; массовая доля золы не более 4%; суммарный белок не менее 69%; массовая доля жира не более 3,4%; содержание неизмененного астаксантина не менее 0,0048%; значение водородного показателя (рН) 7.6±1.4. Усвояемость белков 75%. Срок хранения составляет 40 суток при температуре в 21°С, влажности не более 80% и при отсутствии воздействия прямого света. Пример с данными параметрами не рекомендуется, так как снижаются сроки хранения, ухудшаются органолептические показатели и снижается усвояемость белков конечного продукта.

Пример 4

Пример 4 аналогичен примеру 1, за исключением использования в качестве растительного сырья красной и белой фасоли, в тех же пропорциях.

Органолептические показатели полученных крипсов по предлагаемому способу приведены в таблице.

Физико-химические показатели, соответствуют: массовая доля влаги не более 10%; массовая доля золы не более 6%; суммарный белок не менее 45% (для красной) и 44% (для белой); массовая доля жира не более 2,9%; содержание неизмененного астаксантина не менее 0,0031%; значение водородного показателя (рН) 7.2±1.4. Усвояемость белков 79-80%. Срок хранения составляет 50 суток, при температуре в 21°С, влажности не более 80% и при отсутствии воздействия прямого света. Пример с данными параметрами не рекомендуется, из-за сниженного содержания астаксантина, усвояемого белка и меньших сроков хранения конечного продукта.

Пример 5

Пример 5 аналогичен примеру 1, за исключением измененного режима вакуумной сушки полуфабриката: 20°С при давлении 3 кПа в течение 55 минут.

Физико-химические показатели, соответствуют: массовая доля влаги не более 10%; массовая доля золы не более 6%; суммарный белок не менее 55%; массовая доля жира не более 2,9%; содержание неизмененного астаксантина не менее 0,0031%; значение водородного показателя (рН) 7.2±1.4. Пример с данными параметрами не рекомендуется, из-за сниженного содержания астаксантина.

Пример 6

Пример 6 аналогичен примеру 1, за исключением измененного режима вакуумной сушки полуфабриката: температура 70°С и давлении 15 кПа, в течение 75 минут.

Физико-химические показатели, соответствуют: массовая доля влаги не более 10%; массовая доля золы не более 6%; суммарный белок не менее 55%; массовая доля жира не более 2,9%; содержание неизмененного астаксантина не менее 0.0029%: значение водородного показателя (рН) 7.3. Пример с данными параметрами не рекомендуется, из-за сниженного содержания астаксантина.

Таким образом, применение предложенного способа производства рыборастительных крипсов, по сравнению с ближайшим аналогом, позволяет решить поставленные задачи, а именно повысить функциональные свойства конечного изделия за счет повышения содержания усвояемого белка, а также биологически активных и антиоксидантных компонентов, без ухудшения органолептических показателей продукта. Предлагаемый способ производства рыборастительных крипсов менее энергоемкий, а значит и более дешевый, по сравнению с ближайшим аналогом.