Результат интеллектуальной деятельности: Тернарная полифункциональная пищевая композиция для продуктов питания специализированного назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству пищевых композиций, состоящих из трех функциональных компонентов различного происхождения для обогащения и структурообразования продуктов питания специализированного назначения на мясной и рыбной основе.

Известна композиция для получения белкового обогатителя пищевых продуктов, включающая выйную связку + рубец, бактериальную закваску и муку пшеничную 1 сорта (RU 2196435). Композиция обеспечивает создание продукта высокой биологической активности для профилактического питания людей с нарушениями функций желудочно-кишечного тракта при одновременном снижении энергетических затрат на производство продукта.

Недостатками известной композиции являются высокое содержание жира, низкое содержание белка, а также то, что в качестве одного из компонентов используют рубец, отличающийся специфическим запахом, который может в итоге повлиять на органолептические показатели готового продукта. Кроме того, требуется длительная выдержка до 48 ч для достижения желаемого эффекта.

Известна белковая композиция для приготовления сухих концентратов, включающая мясокостную и рыбную муку, а также белковый мясной гидролизат (RU 2044497).

Недостатком данной композиции является ограниченное применения применение в составе пищевых продуктов из-за вкусовых свойств. Биологическая ценность этой композиции также невысока.

Известен способ производства пищевой добавки из отходов переработки рыбы, предусматривающий подготовку чешуи, кожи и костей рыбы, их смешивание в заданном соотношении, сушку или варку, или замораживание и измельчение с получением целевого продукта (RU 2241347 С2, 2004).

Недостатками этого способа являются получение целевого продукта с выраженным рыбным запахом, что ограничивает область его применения, и невозможность его длительного хранения.

Известен способ получения пищевой добавки путем щелочного гидролиза растительной ткани, согласно которому выжимки корнеплодов сахарной свеклы или других растений подвергаются действию гидрата окиси натрия или калия в насыщенной известковой воде при рН 13-14.

Недостаток этого способа заключается в том, что в результате гидролиза в составе ткани образуются смешанные натрий-кальциевые или калий-кальциевые соли полиуроновых кислот, благодаря чему ткань становится очень рыхлой, образуются мелкие частицы, затрудняющие фильтрацию. Это приводит к значительным затратам времени и воды. (SV, aвт. св. N 1799252, кл. А23Z 1/06, опубл. в 1993 г. ).

Известен способ, предусматривающий промывку и грубое измельчение кожи прудовых рыб, последующую обработку солевым раствором, водой и раствором ферментного препарата липоризина Г10х, обработку твердой фракции ферментным препаратом коллагеназы и ее промывку водой, диспергирование, при этом после обработки солевым раствором, водой и раствором ферментного препарата липоризина Г10х, ферментным препаратом коллагеназы жидкую фракцию отделяют центрифугированием с последующей декантацией. Далее размягченную кожу измельчают на куттере в течение 20 минут, добавляют изолированный соевый белок Soymax, лед в соотношении кожагледизолированный соевый белок 1:0,5:0,3 и измельчают полученную массу на куттере до сметанообразного состояния, затем в полученную коллагеновую эмульсию вносят свежеприготовленный раствор йодида калия с концентрацией 0,01% в количестве 10% к массе кожи рыб и выдерживают 20 часов при температуре 0-4°С. Предложенный способ позволяет повысить биологическую ценность пищевой коллагеновой эмульсии, расширить сырьевую базу йодсодержащих препаратов, сократить длительность и упростить технологический процесс получения коллагеновой пищевой эмульсии из кожи рыбы (RU 2370092).

Однако полученный по данному способу продукт имеет ограниченное применение.

Техническая задача заявленного изобретения - создание тернарной полифункциональной пищевой композиции, направленной на улучшение структурообразования, повышение показателей качества, в частности пищевой ценности, и обогащение энценциальными веществами целевого продукта.

Техническим результатом является тернарная композиция, состоящая из трех функциональных компонентов различного происхождения, имеющая высокую биологическую ценность, за счет содержания белка полноценного по аминокислотному составу, энценциальных веществ таких как: полинасыщенные жирные кислоты, микра- и микроэлементы, витамины и флавоноиды, и обладающая антиоксидантными свойствами, при этом введение композиции позволит улучшить структурообразования и повысить показатели качества целевого готового изделия, а также обогатить, полезными для организма человека, энценциальными веществами.

Поставленная задача решается в создании тернарной полифункциональной пищевой композиции для продуктов питания

специализированного назначения на мясной и рыбной основе, содержащей коллагенсодержащий ферментализат из кожи минтая, кунжутную и черемуховую муку в следующих соотношениях мас.ч.:

Водные биологические ресурсы занимают важное место среди продуктов питания животного происхождения благодаря высокому содержанию полноценного по аминокислотному составу белка, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов.

На пищевые цели используют далеко не все виды промысловых рыб. Причины этого заключаются в исторически сложившихся традициях, непригодности некоторых видов для технологической обработки, выявлении новых малоизученных объектов промысла, а также в отсутствии достаточно обоснованных технологических приемов переработки.

По данным ФАО, из-за отсутствия соответствующих способов переработки на пищевые цели не используется ежегодно около 40 млн т водных биологических ресурсов - рыб, беспозвоночных и водорослей. Поэтому в ближайшее время особое развитие получают такие технологии, которые позволяют максимально и экологически эффективно использовать природное сырье. К одному из таких относится коллагенсодержащие сырье, а именно кожа рыб, которое не рационально используется в нашей стране.

По действующим в настоящее время нормативам основная масса поступающих в продажу рыбы и рыбных продуктов должна быть без кожи. В результате на всех крупных рыбоперерабатывающих предприятиях кожа рыб, по сути, является отходом производства, подлежащим утилизации. По факту это во многих случаях означает вывоз отходов рыбопереработки на свалку. По данным Госкомстата, Россия добывает и перерабатывает порядка 3,7 млн. тонн рыбы в год, среди которых 41% (1,5 млн. т), принадлежит вылову и переработки минтая, что в свою очередь приводит к образованию большого количества пищевых отходов, таких как кожа.

При глубокой разделке рыбного сырья превалирует выход коллагенсодержащих отходов (кожа, чешуя, кости, плавники), варьирующий от 38,0 до 58,0% в зависимости от видового состава сырья т.е. от 1,7 до 2,6 млн. тонн отходов в год, среди них на кожу рыб приходится от 120 до 200 тыс. тонн в год. Все это говорит о целесообразности разработки экологических технологий переработки рыбных отходов для их использования в отраслях пищевой промышленности.

Одним из видов коллагена является рыбный коллаген. Он, как и коллаген млекопитающих участвует в структурообразование тканей организма. Коллаген 1 типа был обнаружен в качестве основного коллагена в коже, кости и плавниках различных видов рыб. Физический и химические свойства коллагена различаются в зависимости от типа ткани, такой как кожа, плавательный пузырь и мышцы. Рыбный коллаген чувствителен к нагреву из-за неустойчивых поперечных связей по сравнению с коллагеном млекопитающих; содержания гидроксипролина ниже, колеблется от 4-10%. Тем не менее, различные виды рыб, содержат различные количества коллагена в тканях тела, это отражается на поведении в бассейне и влияет на структурные характеристики мышечной ткани рыб. Рыбный коллаген, как было установлено состоит двух вариантов α - цепей - а α-1 и α-2 и одной β-цепи, которые, имеют примерной молекулярной массой 132,0, 120,0 и 220,0 кДа.

Рыбный коллаген широко варьироваться в аминокислотном составе. В частности, уровень аминокислот (пролина и гидроксипролина) значительно различается среди разных видов рыб. Количество аминокислоты, гидроксипролин, в частности, зависит от температур, а окружающей среды, в которой обитает рыба, и это влияет на термостабильность коллагена и желатина. Коллаген, полученный из рыб, живущих в холодных условиях, имеет более низкое содержание гидроксипролина и он обладает более низкой термической стабильностью, чем рыбы, обитающие в теплых условиях. Это происходит из-за участия гидроксипролина в формировании цепочки водородных связей, которые стабилизируют тройной спиральную структуру коллагена.

Рыбный коллаген имеет более идентичную структуру человеческому (на 96%), что позволяет ему эффективнее усваиваться в организме. Также, данный вид коллагена обладает абсорбирующими и восстанавливающими свойствами, благодаря чему он широко используется в качестве компонента различных фармацевтических и косметологических препаратов.

Коллагенсодержащий ферментализат из кожи минтая получают следующим образом.

Снятую с минтая кожу промывают в проточной водопроводной воде 20 мин для удаления слизи и загрязнений, зачищают от чешуи и прирезей мышечной ткани и дают стечь воде в течение 15-20 мин. Затем промытую кожу минтая разрезают на мелкие кусочки. Предпочтительно, кожа должна быть разрезана квадратами площадью 16-20 см для того, чтобы облегчить процессы смешивая солью. С правильно нарезанных небольших кусочков кожи минтая следует слить остатки воды, чтобы подготовить их к смешиванию с солью.

Далее, для обезжиривания и дезодорации, подготовленные кусочки кожи минтая смешивают с 2-х кратным количеством поваренной соли (NaCl), чтобы все кусочки кожи были равномерно покрыты ее. Смешанную с солью кожу минтая оставляют в холодильники на 7 дней, при температуре 4°С. Эти условия оказывают положительное дезодорирующие и обезжиривающие воздействие NaCl на кожу минтая.

После завершения этапа выдержи, кожу минтая подвергают процессу удаления соли. На этом этапе соленую кожу минтая плотно закрывают фильтрующей тканью. Затем подвергают воздействию потоком воды и тщательно промывают в течение 30-60 мин, в результате чего большинство не коллагеновых веществ, а также веществ вызывающих рыбный запах вымываются и выходят через мелкую сетку фильтрующей ткани вместе с солью.

На следующем этапе промытую кожу минтая измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм и подвергают ферментации ферментным препаратом Коллагеназа концентрацией 0,04-0,08% от массы сырья, путем залива раствора в емкость с сырьем, в течение 1,0-2,5 ч при температуре 30-35°С и периодическом перемешивании, с гидромодулем сырье:раствор 1:2. После гидролиза проводят инактивацию ферментного препарата для этой цели температуру раствора с ферментализатом доводят до 70-72°С и выдерживают в течение 10-15 мин. Фильтрат от ферментализата отделяют на сите и подвергают вакуумной сублимационной сушки. Высушенный ферментализат из кожи минтая имеет светло-серый оттенок и пористую структуру.

Для процесса ферментативного гидролиза используется ферментный препарат Коллагеназа пищевая. Ферментный препарат Коллагеназа из гепатопанкреаса, применяемый для осуществления изобретения, разрешен органами здравоохранения РФ к использованию в пищевой промышленности. Препарат производится согласно ТУ 9281-004-117341126-00 "Коллагеназа пищевая" на ЗАО "Биопрогресс" при ВНИТИБП (Моск. обл., Щелковский р-н, п. Биокомбинат) и представляет собой светло-серый порошок с заявленной коллагенолитической активностью не менее 700 ед./мг, значением рН 6,0-8,5, влажностью не более 10%. Возможность использования коллагеназы в пищевой промышленности подтверждается санитарно-эпидемиологическим заключением №77.99.11.Д.003869.06.04 от 02.06.2004. Коллагеназа - ферментный препарат белковой природы, обладающий протеолитической активностью со специфической направленностью к расщеплению коллагена - основного белка соединительной ткани. Сырьем для получения коллагеназы служат отходы крабового промысла. Технология отличается простотой, полным исключением органических растворителей и солей-осадителей ферментов, воспроизводимостью и сравнительно низкими трудозатратами. Высокая коллагенолитическая активность Коллагенозы позволяет перевести компоненты соединительной и хрящевой ткани, в растворимое и легкоусвояемое состояние, и тем самым повысить эффективность использования не только отходов как сырья, но и содержащихся в них биологически активных веществ.

Для создания тернарной пищевой композиции используются растительные компоненты, такие как кунжутная и черемуховая мука.

Химический состав кунжутной муки богат полноценными пищевыми компонентами. Жиры: Ненасыщенные: Омега-3, Омега-6, Омега-9; Насыщенные: Пальмитиновая, Стеариновая кислоты; Витамины: Витамины группы В: Витамин В1, Витамин В2, Витамин ВЗ, Витамин В5, Витамин В6, Витамин В9; Витамин Е; Витамин Т; Аминокислоты: Незаменимые: Валин, Изолейцин, Лейцин, Лизин, Треонин, Триптофан; Полузаменимые - это аминокислоты, которые организм человека способен синтезировать, но при условии, что некоторое количество этой аминокислоты он получает с пищей. По этой причине эти аминокислоты часто также относят к незаменимым: Аргинин, Гистидин, Тирозин, Цистеин; Заменимые: Алании, Аспарагиновая кислота, Глицин, Глутаминовая кислота, Серин, Каротиноиды, Сезамол, Сезаминол, Сезамин, Сезамолин; Фитостеролы: Бета-ситостерин; Микро- и макроэлементы: Железо, Калий, Кальций, Магний, Марганец, Медь, Натрий, Селен, Фосфор, Цинк; Грубая клетчатка: В сочетании с пектинами грубая клетчатка нормализует баланс полезной микрофлоры, активизирует перистальтику кишечника и в конечном счете способствует очищению организма от шлаков, токсинов и солей тяжелых металлов. Способствует устранению такого крайне неприятного явления, как запоры. Пектины.

Калорийность: 462 кКал.

Энергетическая ценность продукта Кунжутная мука (Соотношение белков, жиров, углеводов):

Белки: 45 г (~180 кКал)

Жиры: 12 г (~108 кКал)

Углеводы: 32 г (~128 кКал)

Энергетическое соотношение (б|ж|у): 39%|23%|28%

Черемуховая мука, например от производителя «Ладария», изготовлена методом дегидраторной сушки из высушенных плодов дикорастущей черемухи. Калорийность у черемуховой муки в три раза ниже, чем у пшеничной. В ее состав входят сушеные ягоды черемухи, молотые на каменных жерновах. Мука не содержит глютен, что очень важно для людей с его непереносимостью. Известно, что добавление этой муки к кондитерским изделиям в соотношении 1:1 придает выпечке лечебно-профилактические свойства и уменьшает калорийность блюда. В муке большое количество витаминов С, Р, Е; большое количество макро- и микроэлементов, таких как цинк, железо, медь, марганец, а также антоцианы, фитонциды, флавоноиды; кумарин, отвечающий за понижение "плохого" холестерина. Плоды черемухи являются мощным природным мочегонным и желчегонным средством, а также способны проявлять сильные антиоксидантные свойства.

Перед составлением тернарной полифункциональной композиции компоненты раздельно гидратируют при температуре 18-22°С в следующем соотношении, г ингр./г воды: коллагенсодержащий ферментализат из кожи минтая : вода - 1:3, кунжутная мука: вода - 1:5, черемуховая: вода - 1:2 в течение 20 - 25 мин при постоянном перемешивании.

Данное сочетание компонентов в тернарной полифункциональной пищевой композиции позволяет получить универсальную добавку к продуктам питания специализированного назначения на мясной и рыбной основе, которая улучшает их структурообразования, функционально-технологические свойства, повышает показатели качества, в частности пищевую ценность продукта, а также обогащает его необходимыми для организма человека энценциальными веществами.

Готовая тернарная полифункциональная пищевая композиция представляет собой высоковязкую и высокостабильную однородную массу светло-коричневого цвета. Рекомендуемый уровень введения в продукт 15-20%.

Тернарную полифункциональную пищевую композицию получают путем перемешивания предварительно подготовленных компонентов в гомогенизаторе при скорости 3000-4000 с^-1 в течение 60 мин.

Примеры представлены в таблице №1