Національний університет харчових технологій, м. Київ, Україна
УДК 637.5
С.В. Іванов, доктор хімічних наук, професор, В.М. Пасічний, доктор технічних наук, доцент, В.В. Олішевський, кандидат технічних наук, доцент, А.І. Маринін, кандидат технічних наук, доцент, І.В. Тимошенко, асистент. Марченко А.Б.
ЗАСТОСУВАННЯ МІНЕРАЛЬНОЇ ДОБАВКИ «NANO KREMNEVIT» У ВИРОБНИЦТВІ М’ЯСНИХ ПРОДУКТІВ
Постановка проблеми
Мінеральні речовини є важливими елементами харчування людини. Вони грають ключову роль у всіх процесах, що відбуваються в організмі людини, входять до складу гемоглобіну, гормонів, ферментів і є пластичним матеріалом для побудови кісткової та зубної тканини. Недостатня кількість мінеральних речовин зменшує опір організму до різних захворювань, прискорює процеси старіння, посилює негативну дію несприятливих екологічних умов.
До найбільш дефіцитних мінеральних речовин в харчуванні сучасної людини відносяться залізо, кальцій, йод, магній, цинк, селен та кремній.
Кремній в оксидній формі (SiO2) міститься в організмі морських тварин, риб, птахів, в курячому яйці тощо. Оксидна форма кремнію необхідна для міцності та еластичності епітеліальних і з'єднувально-тканинних утворень. Еластичність шкіри, сухожиль, стінок судин обумовлена в значній мірі наявністю в них кремнію.
Кремній також входить до складу колагену. Основна його роль - участь в хімічній реакції, зміцнююча дія окремих волокон колагену та еластину, надаючи з'єднувальній тканині міцність та пружність. З овочами, фруктами, молоком, м'ясом та іншими продуктами людина кожен день вживає 10-20 мг кремнію [3]. Ця кількість необхідна для нормальної життєдіяльності, росту та розвитку людини. Біля 70 елементів не засвоюється, якщо кремнію не вистачає в організмі.
В останні роки в групі харчових добавок, які регулюють консистенцію, велика увага приділяється стабілізаційним системам, які містять декілька компонентів. Їх якісний склад, співвідношення компонентів може бути різноманітним та залежати від характеру харчового продукту, його консистенції, технології отримання, умов зберігання. Застосування в сучасній м’ясній технології таких композицій дозволяє створювати асортимент структурованих продуктів з високим виходом [4].
На сьогоднішній день застосування мінеральних харчових добавок у поєднанні з рослинною білоквмісною сировиною та текстуроформуючими харчовими добавками, при виробництві м’ясних та м'ясомістких продуктів, є одним із перспективних напрямків харчових нанотехнологій.
Мета
Метою наших досліджень було створення композиційної системи для покращення структурних та кольороформуючих властивостей природнього колоранту для м'ясомістких систем.
В якості об’єктів дослідження було обрано технологію використання червоного бурякового барвника, стабілізованого за допомогою буферного комплексу [5], соєвого концентрату, мінеральної добавки Кремневіт, у формі нанокомпозиту, та їх суміші у виробництві м'ясних та м'ясомістких продуктів. За допомогою факторного експерименту варіювали ступінь гідратації соєвого концентрату, концентрацію буферної суміші для стабілізації бурякового соку, вміст барвника та «Nano Kremnevit» в композиційній суміші.
Експериментально було встановлено раціональний склад буферної суміші для стабілізація бурякового соку - лимонна кислота: фосфат у співвідношенні 1:0,3. Показник рН розчину барвника лежав в межах 4 - 4,5. Досліджувався температурний вплив на стійкість червоного пігменту (бетаїну) бурякового барвника. Розчин барвника досліжували при розведенні (1:20) на фотокалориметрі при довжині хвилі 520 ± 5 нм. Результати вимірювання коефіцієнту пропускання розчину наведені в табл. 1.
Таблиця 1 - Світлопроникність розчину бурякового барвника Т, %
| Термін зберігання розчину | Т, % |
| 0 (свіжий розчин) | 4 |
| 1 | 24 |
| 6 | 62 |
| Температура прогрівання р-ну | |
| 0 (свіжий розчин) | |
| 50 | 15 |
| 72 | 72 |
В результаті впливу температури, червоний пігмент бурякового барвника частково руйнується, але розчин зберігає червоне забарвлення, що дає можливість використовувати отриманий барвник у виробництві варених ковбас. Температура в центрі батона вареної ковбаси повинна бути 70 ± 2 °С, чим і була обумовлена кінцева температура прогріву барвника.
З метою дослідження стабільності розчинів барвника з харчовими добавками в процесі зберігання (свіжі розчини та після 6 діб зберігання) визначали £ - потенціал наступних варіантів: 1 - буряковий сік, 2 - червоний буряковий барвник (ЧББ), 3 - ЧББ + 1% Кремневіту.
Результати наведені у вигляді графіків:
Рисунок 1. - ξ - потенціал бурякового соку і стабілізованого бурякового барвника на першу добу зберігання
Рисунок 2. - ξ - потенціал червоного бурякового барвника на першу і шосту добу зберігання
Рисунок 3. - ξ - потенціал бурякововго соку і бурякововго барвника з мінеральною добавкою «Nano Kremnevit» на шосту добу зберігання
Дані приведені на рис. 1...3 підтверджують позитивний вплив внесення буферного комплексу і мінеральної добавки на стабільність ξ-потенціалу розчинів бурякового соку порівняно з соком без внесення стабілізаторів.
Як видно з рис. 3. внесення в систему з буряковим соком нанокомпозитів потребує підвищення інтенсивності іонізації розчину для виявлення ξ- потенціалу, що на наш погляд вказує на додаткову стабільність розчинів бурякового барвника до нагрівання.
Для підтвердження даного твердження досліджувалась кольороутворююча здатність бурякового барвника, шляхом нанесення на композиційну суміш, що складалась з гідратованого соєвого концентрату з Кремневітом у формі нанокомпозиту.
Вивчався вплив даних мінеральних добавок на нанорівні впливати на структурні властивості гідратованого соєвого концентрату та комбіновані м’ясо-рослинні фаршеві систем з додаванням бурякового барвника при запіканні.
Вплив «Nano Kremnevit» в якості структуроутворювача досліджувався на модельних білоквмісних системах: гідратованого соєвого концентрату. Гідратацію концентрату проводили у співвідношенні до води 1:4 та 1:6. На отриману пасту додавали за варіантами 2% та 5% стабілізованого бурякового барвника. Такуж серію проводили з додаванням на гідратовану масу з барвником та 0,3 та 0,5% «Nano Kremnevit». В отриманих зразках визначали вологозв'язуючу здатність (ВЗЗа), рН суміші, вміст вологи та колір до та після проведення запікання соєвих паст при 120 °С по варіантам відповідно табл. 2.
Експериментально встановили оптимальну концентрацію мінеральної добавки у складі композиційної суміші, яка лежить в межах 0,3 - 0,5% до маси рослинної білкової сировини. Збільшення концентрації добавки не покращувало структурно-механічні характеристики білкової системи. Склад композиційних сумішей за варіантами наведено в табл. 2.
Таблиця 2 - План внесення бурякового барвника і кремневіту на пасту.
| № варіанту | Кількість барвника, % | Кількість Кремневіту, % | Ступінь гідратації соєвого конц., % |
| 1 | 5 | - | 1:4 |
| 2 | 2 | - | 1:4 |
| 3 | 0 | - | 1:4 |
| 4 | 5 | 0,3 | 1:6 |
| 5 | 2 | 0,3 | 1:6 |
| 6 | 0 | 0,3 | 1:6 |
Результати проведених досліджень зведено в табл. 3.
Таблиця 3 - Технологічні показники соєвої пасти за варіантами
| № | До запікання | Після запікання Д = 120 °С, т = 30 хв) | |||
| рН | ВЗЗа, % | W, % | ВЗЗ, % | ||
| Центральна зона прогрівання | Зона прогрівання з краю форми | ||||
| 1 | 7,9 | 92,0 | 84,3 | 96,0 | 93,2 |
| 2 | 7,2 | 90,2 | 83,1 | 85,3 | 82,0 |
| 3 | 6,6 | 87,0 | 82,0 | 97,3 | 92,3 |
| 4 | 7,9 | 56,0 | 88,6 | 66,0 | 70,0 |
| 5 | 7,6 | 60,9 | 87,2 | 80,3 | 77,7 |
| 6 | 6,8 | 85,2 | 86,0 | 77,5 | 69,0 |
Результати визначення кольору за шкалою «Тінторама» даних варіантів композиційної суміші наведено в табл. 4.
Таблиця 4 - Колір соєвої пасти за варіантами по шкалі «Тінторама»
| № варіанту | Колір до запікання | Колір після запікання в центрі |
| 1 | S1060-R10B | S1060-R10B |
| 2 | S1020-R | S0530-Y90R |
| 3 | S1008-Y10R | |
| 4 | S1575-R10B | S1070-R10B |
| 5 | 80560-R10B | 80550-Б |
| 6 | S1008-Y10R | S1008-Y10R |
Зразки 3, 6, що не містили у своєму складі барвника, мали жовто-кремове забарвлення характерне для соєвого концентрату. При додаванні 5% стабілізованого барвника до зразків 1 та 4 колір паст набував яскраво- червоного кольору з фіолетовим відтінком - колір не характерний для вареної групи ковбас. Внесення 2% барвника до складу пасти дає змогу отримати насичений рожевий колір характерний для варених ковбас, який в результаті запікання паст частково втрачає інтенсивність забарвлення.
Поєднання бурякового барвника з «Nano Kremnevit» (варіант №5) після запікання найбільше відповідав кольору традиційному для варених ковбас.
Дослідження зміни характеристик м'ясних фаршів при запіканні з внесенням на фарші стабілізованого бурякового соку і «Nano Kremnevit» за варіантами табл. 2 виявили покращення (ВЗЗа) і пластичності у зразках з «Nano Kremnevit» порівняно із зразками без мінеральної добавки, як до так і після проведення запікання.
Висновки
Підтверджена можливість стабілізації ξ-потенціалу бурякового соку буферним комплексом і мінеральної добавкою «Nano Kremnevit» і перспективність використаня даних композитів у технології виробництва м'ясних та м'ясомістких продуктів що виробляються за технологіями виробництва варених ковбас і м'ясних хлібів.
Визначено, що викорпстання «Nano Kremnevit» в кількості 0,3% і стабілізованого бурякового барвника в кількості 2% забезпечує покращення структурно-механічних, технологічних і сенсорних показників м'ясних фаршів.
Список літератури
1. Петракова И.С. Технология функциональных мясопродуктов: учебно – методический комплекс / И.С. Петракова, Г.В. Гуринович // Технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2007. – 128 с. Petrakova, I.S. and Gurinovich, G.V. (2007) “The technology of functional meat products, educational - methodical complex, Tehnolohicheskiy іnstitut pischevoy promyshlennosty, Kemerovo, 128 p.
2. Мосин О.В. Нанокремний. Медицинская информационная сеть. Режим доступа: http://medicinform.net/biochemistry/silicon.htm . Mosin O.V. «Nanosilicium», Medical information network. Mode of access: http://medicinform.net/biochemistry/silicon.htm.
3. Стрельникова Л.В. Нанопища уже рядом. // Химия и жизнь. - №11. – 2009. Режим доступа:. : http://prostonauka.com/piwevye-nanotehnologii. Strelnikova, L.V. (2009) «Nanofood already there», Hіmiya i zhіzn, №11. Mode of access: http://prostonauka.com/piwevye-nanotehnologii.
4. Нечаев А.П. Пищевая химия: учеб./ А.П. Нечаев. – Санкт-Петербург.: ГИОРД, 2007. – 635 с. Nechaev, A.P. (2007) «Food Chemistry. Textbook», GIORD, St. Petersburg, 635 p.
5. Пасічний В.М., Кремешна І.В., Жук І.З., Спосіб виробництва червоного барвника. ДП України №70672 А Бюл. № 10 від 15.10.2004. Pasichnyi, V.N., Kremeshna, I.V. and Juk, I.Z. “Method of producing a red dyeˮ DP Ukraine №70672.
6.Добавка диетическая «Кремневит», ТУ У 15.8-35151417-001: 2009, производитель ООО «Техдром», заключение государственной санитарноэпидемиологической экспертизы № 05.0302-06.41965 от 10.07.2009 г.
З повним текстом дослідження можна ознайомитись у додатку.
