Саратовская область, Россия
Россия
Разработана оригинальная технология рыборастительного батончика специализированного назначения, обогащенного СО2-экстрактами с антиоксидантными свойствами. Исследован химический состав карпа голого, карпа чешуйчатого, картофеля, моркови, чечевицы, СО2-экстрактов лемонграсса и элеутерококка. Разработана структурная схема и рецептуры рыборастительных батончиков. Выполнено исследование по оценке актуальности работ, посвященных созданию многокомпонентных продуктов быстрого питания. Представлена последовательность технологических этапов переработки в фарш мышечной ткани гибрида голого карпа, выращиваемого в рыбколхозе «Шапариевский» Славянского района Краснодарского края. Из овощного сырья объектами исследования выбраны чечевица сорта «Донская краснозерная», картофель сорта «Голубизна» и морковь сорта «Лакомка». В качестве минерального обогатителя использовали криопорошок из костей карпа. Установлено, что наиболее эффективным способом переработки лекарственных растений на пищевые добавки является способ субкритической СО2-экстракции. Впервые в рецептурный состав рыборастительных продуктов включены СО2-экстракты лемонграсса и элеутерококка, что позволило повысить антиоксидантные свойства готового продукта. Такой рыборастительный батончик имеет специализированное назначение, например, в качестве продукта спортивного питания.
: рыба, овощи, СО2-экстракты, антиоксиданты, лемонграсс, элеутерококк, рыборастительный батончик
Состояние проблемы и задачи исследования
В Стратегии развития рыбохозяйственного комплекса России до 2030 г. предусмотрено значительное расширение производства продуктов питания на рыбной основе. Практическую реализацию этого направления сдерживают два обстоятельства. Во-первых, стоимость переработанных рыбных продуктов высока, т. к., в отличие от советского периода, цены на рыбу практически сравнялись с ценами на мясо. Во-вторых, несмотря на сравнительно высокое содержание в рыбе белка и жира, в ней отсутствуют углеводы, пищевые волокна и водорастворимые витамины, имеющиеся в растительном сырье.
На фоне возросшего ритма жизни, постоянного дефицита времени особую актуальность получили продукты быстрого питания. В последние годы снековая продукция специализированного назначения с антиоксидантными свойствами пользуется повышенным спросом. Особенно высокими темпами развивается рынок продуктов спортивного питания [1, 2].
В Кубанском государственном технологическом университете (КубГТУ) разработаны комбинированные продукты из животного и растительного сырья для спортсменов игровых команд, обогащенные фитопрепаратами [3]. Однако в работе не проанализирована адекватность взаимозаменяемых животных и растительных белков.
В статье [4] проведено сравнение аминокислотного состава мышечных тканей карпа, выловленного в естественном водоеме и выращенного в условиях замкнутого водоснабжения.
В контексте исследования заслуживает внимания работа по изготовлению сублимированных продуктов с использованием рыбного сырья [5]. Однако используемый для обезвоживания сырья способ сублимационной сушки считается энергозатратным и повышает себестоимость готового продукта.
Для придания рыборастительным продуктам антиоксидантных и противовирусных свойств авторы работы [6] использовали СО2-экстракты и СО2-шроты, в состав которых входили аскорбиновая и эллаговая кислоты, кверцетин, коричный альдегид, β-каротин, пиперин и миристицин.
При разработке технологии зерновых батончиков быстрого питания верифицировано соотношение и основные параметры базовых компонентов – взорванных зерен амаранта, киноа и риса [7].
Освоение новых технологий позволяет расширить ассортимент продуктов быстрого питания.
Калининградские ученые обосновали технологию и рецептурный состав снеков и протеиновых батончиков, с применением метода термомодификации мышечной ткани рыбы и включением в рецептуру тонкодисперсного порошка рыбных костей и яблочного жома [8, 9].
Сотрудники Астраханского государственного технического университета (АГТУ) разработали и запатентовали технологии производства рыборастительных снеков и крипсов на основе мышечной ткани рыб, выращенных в условиях замкнутого водоснабжения, порошка семян тыквы и СО2-экстракта перца душистого [10, 11]. Сотрудники Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова разработали технологию и рецептуры бездрожжевых галет с обогащением состава порошками моркови, тыквы и использованием модифицированного крахмала [12].
В работах [13, 14] описан принцип работы газожидкостных экстракционных установок для получения СО2-экстрактов и обоснована возможность их использования в продуктах спортивного питания.
При исследовании рынка пищевых добавок с антиоксидантными свойствами особое внимание обращено на продукты переработки травы лемонграсса и корней элеутерококка [15–17].
Как следует из выполненного обзора литературы, для изготовления специализированного продукта быстрого питания можно использовать белковую матрицу из рыбного сырья, углеводную составляющую из овощного и зернового сырья, а антиоксидантные свойства можно усилить за счет добавления СО2-экстрактов из нетрадиционного вкусоароматического сырья.
Цель исследования заключалась в разработке рыборастительного батончика быстрого питания, обогащенного СО2-экстрактами с антиоксидантными свойствами. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
– выполнить подбор животного и растительного сырья, адекватного поставленной цели;
– усовершенствовать технологию получения СО2-экстрактов с антиоксидантными свойствами;
– разработать технологию и рецептуру рыборастительного батончика, обогащенного СО2-экстрактами.
Материалы и методы исследования
В южных регионах России активно развивается производство аквакультуры, в частности выращивание рыб карповых пород. В Краснодарском крае, даже в условиях экстенсивного рыбоводства, в год выращивается в среднем 25 тыс. т рыбопродукции. Наибольшим успехом пользуется выращивание карпа.
Объектом исследования выбран высокорентабельный гибрид карпа, выращиваемый в рыбколхозе «Шапариевский» Славянского района Краснодарского края. Гибрид получен в результате скрещивания карпов двух пород: венгерского «голого» карпа и черепецких «голых» самцов. Мясо гибрида карпа обладает высокими вкусовыми качествами и легко усвояемым белком.
Из растительного сырья выбраны среднеспелый сорт чечевицы «Донская краснозерная», выращиваемый в Краснодарском крае, обладающий не только пищевыми, но и лечебно-профилактическими свойствами; картофель сорта «Голубизна» среднеспелых сроков созревания; ранний сорт моркови «Лакомка», отличающийся сочностью, нежным вкусом и высоким содержанием углеводов и β-каротина.
Выполнение задач исследования сопровождалось аналитическими работами по оценке массового состава выбранного животного и растительного сырья. С этой целью использовались стандартные методы определения основных пищевых веществ в сырье (белков, липидов, углеводов, минеральных веществ). Из нетрадиционных методов использовались методы капиллярной хроматографии фенолподобных ингредиентов, входящих в состав СО2-экстрактов антиоксидантной направленности. Содержание антиоксидантов определяли спектрофотометрическим методом DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом), с длиной волны 517 нм. По методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-21 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» оценивали потребность организма в пищевых веществах.
Результаты исследования химического состава сырья
В табл. 1 приведены сравнительные данные химического состава гибрида голого и чешуйчатого карпа.
Таблица 1
Table 1
Массовый состав пищевых и биологически активных веществ мышечной ткани карпа голого и чешуйчатого
Mass composition of nutritional and biologically active substances of naked and scaly carp muscle tissue
|
Вода, г/100 г |
Белок, г/100 г |
Жир, г/100 г |
Зола, г/100 г |
Холестерин, г/100 г |
Ниацин, мг/100 г |
Витамин С, мг/100 г |
Витамин Е, мг/100 г |
β-каротин, мг/100 г |
|
Карп чешуйчатый |
||||||||
|
72,3 |
16,6 |
4,1 |
1,15 |
0,55 |
2,5 |
1,5 |
0,5 |
0,02 |
|
Гибрид карпа голого |
||||||||
|
76,2 |
21,8 |
4,6 |
1,16 |
0,42 |
3,1 |
1,7 |
0,6 |
0,04 |
Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что показатели содержания ценных компонентов и биологически активных веществ в мышечной ткани гибрида карпа голого значительно выше показателей карпа чешуйчатого.
В табл. 2 приведены данные о содержании основных пищевых и биоактивных веществ в растительном сырье, входящем в состав продуктов быстрого питания.
Таблица 2
Table 2
Массовый состав ценных компонентов в 100 г растительного сырья
Mass composition of valuable components in 100 g of vegetable raw materials
|
Вид сырья |
Сухие |
Белки, г |
Жиры, г |
Углеводы, г |
β-каротин, мкг |
Витамин Е, мкг |
Витамин С, мг |
|
Картофель |
24,0 |
2,2 |
0,4 |
20,3 |
8,0 |
– |
22,0 |
|
Морковь |
13,6 |
1,1 |
0,2 |
11,3 |
9,0 |
0,6 |
8,0 |
|
Чечевица |
86,2 |
24,5 |
1,5 |
57,5 |
23,0 |
13,0 |
– |
Комбинированное использование предложенных веществ в одной рецептуре позволяет сбалансировать химический состав, например, недостаток белка в картофеле и моркови компенсируется высоким содержанием белка в чечевице (см. табл. 2).
Выбор антиоксидантных добавок
Из значительного числа фитопрепаратов, обладающих антиоксидантными свойствами, выбраны СО2-экстракты, выпускаемые на экстракционном заводе ООО «Компания Караван» (г. Краснодар). По содержанию фенолподобных веществ выбор сделан в пользу СО2-экстрактов лемонграсса и элеутерококка. Лемонграсс (Cymbopogоn citratus) – травянистое растение азиатского происхождения и культивируемое в Центрально-Черноземном регионе России. Лимонное сорго, или лемонграсс, содержит гераниол и цитраль, придающие траве лимонно-имбирный вкус и аромат. Препараты из лемонграсса обладают антиоксидантным, иммуностимулирующим и противовоспалительным действием.
Препараты, получаемые из корней и корневищ элеутерококка колючего (Eleutherocóccus senticósus), считаются адаптогенами и повышают сопротивляемость организма человека неблагоприятным воздействиям. В экстрактах элеутерококка обнаружены антиоксиданты – двух- и трехатомные фенолы и элеутерозиод В, а также повышенное содержание тритерпеновых сапонинов, лигнанов, фенолкарбоновых кислот и флавоноидов. Такие компоненты способны стимулировать тонус и факторы физической и умственной трудоспособности. Трудами сотрудников АГТУ и КубГТУ установлено, что наиболее эффективным способом переработки лекарственных растений на пищевые добавки является способ субкритической СО2-экстракции.
В табл. 3 представлен химический состав используемых экстрактов.
Таблица 3
Table 3
Содержание химических соединений в СО2-экстрактах
Content of chemical compounds in CO2 extracts
|
Группа химических соединений |
Значение показателя, масс. % от экстракта |
|
|
СО2-экстракт лемонграсса |
СО2-экстракт элеутерококка |
|
|
Азотсодержащие |
2,36 |
2,48 |
|
Альдегиды |
1,63 |
4,65 |
|
Гликозиды |
4,58 |
14,53 |
|
Карбоновые кислоты |
7,36 |
4,83 |
|
Кетоны |
2,68 |
12,33 |
|
Серосодержащие |
0,31 |
2,41 |
|
Спирты |
9,32 |
2,49 |
|
Углеводороды |
0,53 |
2,21 |
|
Фенолы |
19,26 |
31,07 |
|
Эфиры |
12,22 |
5,14 |
Приведенные в табл. 3 данные по содержанию основных химических соединений в СО2-экстрактах лемонграсса и элеутерококка свидетельствуют о высоком содержании в экстрактах спиртов, фенолов и эфиров, обладающих адаптогенными и антиоксидантными свойствами.
На рис. 1 приведена хроматограмма СО2-экстракта лемонграсса: методом капиллярной хроматографии определено содержание лимонена (1), 6-метил-5-гептен-2-она (2), цитронеллаля (3), кариофиллена (4), нераля (5), гераниаля (6), геранилацетата (7) и гераниола (8). Входящие в состав СО2-экстракта лемонграсса фенолподобные соединения и высшие спирты обладают антиоксидантными и иммунозащитными свойствами. На рис. 2 приведена хроматограмма СО2-экстракта элеутерококка, в составе СО2-экстракта идентифицированы соединения: даукостерин (1), сирингин (2), элеутерозид В1 (3), элеутерозид В2 (4), элеутерозид С (5), элеутерозид Е (6), элеутерозид Е1 (7).
Рис. 1. Хроматограмма СО2-экстракта лемонграсса
Fig. 1. Chromatogram of CO2 lemongrass extract
Рис. 2. Хроматограмма СО2-экстракта элеутерококка
Fig. 2. Chromatogram of CO2 eleutherococcus extract
Приведенная на рис. 2 хроматограмма свидетельствует о содержании в СО2-экстракте элеутерококка фенилпропаноидов, обладающих антиоксидантными и бактерицидными свойствами.
Совершенствование технологии рыборастительных батончиков, обогащенных антиоксидантными СО2-экстрактами
На рис. 3 приведена структурная схема изготовления рыборастительных батончиков. Выбранное для переработки рыбное и растительное сырье проходило стадии инспекции, мойки, удаления несъедобных частей, смешивания с чечевичной мукой, картофельным и морковным пюре, антиоксидантами в виде СО2-экстрактов и тонкодисперсным криопорошком из рыбных костей.
Рис. 3. Последовательность технологических процессов производства
рыборастительных батончиков
Fig. 3. Sequence of technological processes for the production of fish-growing bars
В табл. 4 приведены рецептуры разработанных рыборастительных батончиков.
Таблица 4
Table 4
Массовый состав компонентов рецептур рыборастительных батончиков
Mass composition of components of formulations of fish-growing bars
|
Ингредиент |
Количество ингредиентов, % |
|
|
Рецептура 1 |
Рецептура 2 |
|
|
Фарш мяса карпа |
57,0 ± 2,7 |
|
|
Чечевичная мука |
19,0 ± 0,9 |
20,0 ± 0,9 |
|
Картофельное пюре |
18,0 ± 0,7 |
– |
|
Морковное пюре |
– |
17,0 ± 0,7 |
|
Подсолнечное масло рафинированное |
3,0 ± 0,1 |
|
|
Криопорошок рыбных костей |
1,2 ± 0,06 |
|
|
СО2-экстракт лемонграсса |
0,06 |
|
|
СО2-экстракт элеутерококка |
0,04 |
|
|
Соль пищевая поваренная |
1,7 ± 0,08 |
|
В табл. 5 приведены данные массового состава компонентов рыборастительных батончиков.
Таблица 5
Table 5
Массовый состав компонентов рыборастительных батончиков
Mass composition of components of fish-growing bars
|
Показатель |
Значение показателя |
||
|
Рецептура 1 |
Рецептура 2 |
Суточная потребность, г/сут |
|
|
Влага, % |
14,3 |
14,5 |
– |
|
Сухие вещества, % |
85,7 |
85,5 |
|
|
Белок, % |
23,5 |
23,9 |
81,6 |
|
Жир, % |
9,4 |
9,2 |
95,5 |
|
Углеводы, % |
47,4 |
47,6 |
72,1 |
|
Минеральные вещества, % |
4,6 |
4,4 |
– |
|
Са, % |
0,48 |
0,44 |
1,0 |
|
Р, % |
0,32 |
0,36 |
0,8 |
|
Антиоксиданты, % |
2,0 |
2,1 |
– |
|
Энергетическая ценность, ккал (на 100 г) |
368,2 |
369,2 |
|
Таким образом, проведенные исследования демонстрируют возможность изготовления рыборастительного батончика быстрого питания, обогащенного СО2-экстрактами с антиоксидантными свойствами.
Заключение
Выполнена оценка актуальности работ, посвященных созданию многокомпонентных продуктов быстрого питания. Разработана оригинальная технология рыборастительного батончика специализированного назначения, обогащенного СО2-экстрактами с антиоксидантными свойствами. Представлена последовательность технологических этапов переработки в фарш мышечной ткани гибрида голого карпа, выращиваемого в рыбколхозе «Шапариевский» Славянского района Краснодарского края. Из овощного сырья объектами исследования выбраны чечевица сорта «Донская краснозерная», картофель сорта «Голубизна» и морковь сорта «Лакомка». В качестве минерального обогатителя использовали криопорошок из костей карпа. Впервые в рецептурный состав рыборастительных продуктов включены СО2-экстракты лемонграсса и элеутерококка, что позволило повысить антиоксидантные свойства готового продукта. Исследован химический состав карпа голого, карпа чешуйчатого, картофеля, моркови, чечевицы, СО2-экстрактов лемонграсса и элеутерококка. Разработана структурная схема и рецептуры рыборастительных батончиков.
1. Фомин С. В., Касьянов Г. И., Мостовой И. С. Особенности рынка спортивного питания // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). 2023. № 4. С. 91–97.
2. Штерман С. В., Сидоренко М. Ю., Штерман В. С., Сидоренко Ю. И. Современные тенденции развития производства продуктов спортивного питания // Пище-вая промышленность. 2019. № 1. С. 56–59.
3. Абонеева А. В., Мазуренко Е. А., Бутов С. П. Технология приготовления спортивного питания, основные требования и воздействие на организм человека // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2019. № 2. С. 44–49.
4. Гусева Ю. А., Авдеева У. Е. Оценка аминокислотного состава мышечной ткани карпа, выращенного в естественных и индустриальных условиях // Состояние и пути развития аквакультуры в Российской Федерации: материалы V Нац. науч.-практ. конф. (Калининград, 22–23 октября 2020 г.). Саратов: ООО «Амирит», 2020. С. 77–81.
5. Зарубин Н. Ю., Строкова Н. Г., Бредихина О. В., Краснова И. С., Лаврухина Е. В. Сублимированные продукты «быстрого питания» на основе гомогенизированных рыборастительных систем // Рыбное хозяйство. 2021. № 2. С. 99–103.
6. Золотокопова С. В., Запорожская С. П., Косенко О. В., Лебедева Е. Ю. Инновационная технология рыборасти-тельных паштетов с антиоксидантными и противовирусными свойствами // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. 2021. № 1. С. 114–124.
7. Красина Е. В., Красина И. Б., Крицкая С. С., Куракина А. Н. Влияние соотношения базовых компонентов на качество зерновых энергетических батончиков // Изв. вузов. Пищевая технология. 2021. № 1 (378). С. 90–93.
8. Мезенова О. Я., Баротова М. А., Бедарева О. М., Шендерюк В. И. Обоснование рецептуры и технологии сушеных рыборастительных снеков на основе термомодифицированных тканей балтийского леща // Вестн. междунар. акад. холода. 2020. № 1. С. 52–59.
9. Некрасова Ю. О., Мезенова О. Я. Моделирование рецептуры протеинового батончика, предназначенного для спортивного питания // Вестн. молодеж. науки. 2021. № 5 (32). URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_49173959_21038186.pdf (дата обращения: 03.11.2024).
10. Неваленная А. А., Грязнова Т. Н., Миронов А. И. Совершенствование рецептур рыборастительных снеков // Всероссийский конкурс кулинарного и кондитерского мастерства – 2023: сб. науч. тр. молодых ученых и специалистов. М.: Русайнс, 2023. С. 104–109.
11. Пат. RU 2819161. Способ получения рыборастительных крипсов / Золотокопова С. В., Лебедева Е. Ю., Невалённая А. А.; заявл. 27.11.2023, опубл. 14.05.2024.
12. Филина Д. К., Новикова Ю. Д., Ахметжанов И. А., Неповинных Н. В. Использование нетрадиционного растительного сырья в технологии бездрожжевых галет // Индустрия питания. 2024. Т. 9. № 1. С. 26–34.
13. Ольховатов Е. А., Гринченко В. С., Мазуренко Е. А. Получение СО2-экстрактов и их использование в рационах питания спортсменов // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2017. № 5. С. 45–49.
14. Medvedev A. M., Savin V. N., Shipulin V. I. The mathematical justification of the extraction plant elements operation // Modern Science and Innovations. 2022. № 1 (37). С. 91–99.
15. Белозерова Л. И., Хадарцев А. А., Платонов В. В. Сравнительная характеристика химического состава женьшеня, элеутерококка и родиолы розовой // Вестн. новых мед. технологий. Электрон. изд. 2017. № 4. Пуб-ликация 1-1. URL:https://doi.org/10.12737/article 5a3216884f5e40.55095987 (дата обращения: 03.11.2024).
16. Вяльцева К. Ю., Колобаева А. А., Фалалеев А. В., Котик О. А., Королькова Н. В., Паринов Д. Б. Получение и исследование эфирного масла лемонграсса (Cymbopogоn citratus), выращенного в условиях Центрально-Черноземного региона // Фундаментальные исследования. 2015. № 5-2. С. 265–268. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38204 (дата обращения: 03.11.2024).
17. Комарова А. А., Степанова Т. А. Элеутерококк колючий – популярный адаптоген Дальнего Востока: история изучения, исследование биологической и фар-макотерапевтической активности // Дальневосточ. мед. журн. 2018. № 2. С. 65–71.
