CC BY
15
бюлоги та гiгieни харчування, Харшвський державний унiверситет харчування та торпвл^ вул. Клочшв-ська, 333, м. Харшв, Украша, 61051 E-mail: [email protected]
Аштаев Олександр Сергiйович, викладач, Циклова комгая майстрiв виробничого навчання, Харшвський торговельно-економiчний коледж Кшвського торговельно-економiчного унiверситету, вул. Клочшв-ська, 202, м. Харшв, Украша, 61054
Пивоваров Павло Петрович, доктор техшчних наук, професор, кафедра технологii харчування, Харшвський державний ушверситет харчування та торпвл^ вул. Клочкiвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051 E-mail: [email protected]
Дуденко Нша Василiвна, доктор медичних наук, професор, кафедра ими, мшробюлоги та гiгieни харчування, Харшвський державний ушверситет харчування та торпвл^ вул. Клочшвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051
УДК 664.144
Б01: 10.15587/2313-8416.2017.102004
ОБГРУНТУВАННЯ ДОЦ1ЛЬНОСТ1 ВИКОРИСТАННЯ ЙОДОВМ1СНО1 ДОБАВКИ В РЕЦЕПТУР1 ПАСТИЛЬНИХ ВИРОБ1В
© О. О. Соколовська, Т. М. Летута, Г. А. Селютша, О. €. Скирда, А. Е. Гасанова
До^дження направлен на обтрунтування доцiльностi використання йодовмкно'1 сировини в рецептурах пастильних виробiв з метою пiдвищення ¡х якостi. Теоретично обтрунтовано доцiльностi використання еламту серед асортименту йодовмiсних добавок. Встановлено вплив еламту на структуро-механiчнi властивостi системи пастильних виробiв, визначено його сорбцiйнi властивостi вологи та гальмуючi властивостi щодо дифузИ легкозасвоюваних вуглеводiв
Ключовi слова: пастильнi вироби, еламт, вологоутримуюча здаттсть, гальмуючий вплив, йодовмiсна добавка, йод
1. Вступ
Серед асортименту цукристих кондитерських виробiв, особливе мюце займають пастильш, як ма-ють збиту драглеподiбну консистенцию, що надзви-чайно приваблюе споживачiв. Харчова цшшсть обу-мовлена високим вмiстом пектиновмiщуючоi сировини до 43,0 %, яка сприяе виведенню тяжких мета-лiв та радюнуклщв. Однак, в iх рецептурi достатньо висока масова частка цукру бшого до 48,0 %, що кла-сифiкуе iх як продукти з високим Г1, призводить до суттево1' надлишковоi калорiйностi виробiв та незба-лансованостi хiмiчного складу. У заданих концентра-цiях цукор бiлий приймае участь у формуваннi каркасу тнно] структури та притаманного смаку виро-бiв. Саме тому значне його зменшення в рецептурi без порушення структури та консистенци е складним завданням та викликае необхвдшсть одночасного за-стосування щдсолодувача та структуроутворюючо. речовини для збереження притаманних властивостей.
Широкого застосування в якосл структуроут-ворюючо. речовини та йодовмюно. сировини набули продукти переробки морських водоростей. Перспек-тивним представником е еламш, використання якого викликае науковий штерес не лише з точки зору фор-тифiкацii виробiв йодом (150-300 мкг/100 г), але й до-даткового збагачення селеном (60-96 мг/100 г), заль зом (80-120 мг/100 г) та шдсиленням радюпротекто-
рних властивостей пастильних виробiв. Однак, доць льнiсть його використання потребуе додаткових дос-лiджень [1, 2].
2. Лггературний огляд
В умовах попршення еколопчно1' ситуаци та зниження фiзичноi активностi структура харчування населення не вiдповiдае сучасним вимогам нутрицю-логи, що пов'язано з надлишком вживання простих цукрi та дефщитом макро- та мiкронутрiентiв. Ситу-ацiя ускладнюеться тим, що 1/3 частини Украши на-лежить до техногенних територш. В зв'язку з цим на-гального вирiшення потребуе проблема йододифщи-ту. Тому, завданням харчово1' промисловостi, особливо кондитерсько1' галузi, е пошук шляхiв розширення асортименту кондитерських виробiв фортифiкованих мшеральними речовинами, зокрема йодом. Використання носив йоду дозволяе розширити асортимент виробiв, спрямованих на профiлактику йододефщит-них станiв, що е одшею з невирiшених проблем су-часного сусшльства.
В якостi носiя мжроелеменпв, зокрема оргаш-чно зв'язаного йоду, при розробленш бiсквiтiв засто-совано еламiн у комбiнацii зi стевюзидом. Введення стевiозиду дозволило знизити масову частку цукру бiлого на 50,0 i 75,0 % одночасно збагативши вироби добовою потребою в йодi [3].
На базi лабораторiй Кшвського нацюнального торговельно-економiчного унiверситету було представлено споаб виробництва пастильних виробiв з використанням дieтичних добавок - ламвдану та ци-корлату. Використання останнього дозволяе зменши-ти вмiст цукру бiлого на 4,0-10,0 %, використання ламщану дозволило отримати фортифiкованi йодом вироби [4].
Поширення захворювань пов'язане з йододе-фiцитом серед населення Украши, бiльше 15 млн. чоловш живуть на ендемiчних вiдповiдно йоду тери-торiях, е одним iз актуальних питань в сьогоденнi. Складна еколопчна ситуацiя склалася на фош авари на Чорнобильськ1й АЕС, яка вщграе не останню роль у цих процесах [5].
Румянцева В. В. встановлено можливють введения в зефiрну масу порошку сухо! ламшари з метою збагачення виробiв йодом [6].
Вченими розглядалось питання щодо використання йодовмюно! сировини в системi продукпв, до-слiджуючи властивостi еламiну. Однак, вiдомостi щодо його сорбцiйних властивостей вологи та галь-муючiй властивосп щодо дифузи легкозасвоюваних вуглеводiв вщсутш.
3. Мета та задачi дослщження
Мета дослiдження - обгрунтувати доцшь-нiсть використання йодовмюно1 добавки в рецеп-турi пастильних виробiв для шдвищення !х харчо-во! цшносп.
Для досягнення мети були поставлен наступ-нi задачi:
- теоретично обгрунтувати вибiр йодовмюно1 добавки - еламш;
- дослвдити сорбцiйнi властивосп еламiну що-до вологи;
- гальмуючi властивосп щодо дифузи легкозасвоюваних вуглеводiв.
4. Матерiали та методи обгрунтування дощ-льнiстi використання йодовмкноТ добавки в реце-птурi пастильних виробiв
4. 1. Дослiджуванi матерiали та обладнання, що використовувались в ексмеримент
Пiд час проведення дослiджень було викорис-тано наступну сировину: вода питна зпдно з ДСТУ 7525:2014; концентрат елам^ сухого згiдно з ТУ У 00382119-02-99; розчини глюкози зпдно з ДСТУ 1009:2005.
4. 2. Методика визначення моказникш властивостей зразшв
Дослвдження вологоутримуючо! здатносп еламь ну грунтуеться на загальноприйнятому методi шляхом пресуваннi протягом певного штервалу часу [7].
Гальмуючi властивосп еламшу щодо дифузи легкозасвоюваних вуглеводiв дослiджували за допо-могою методу перюдичного дiалiзу [8]. У дiалiзну камеру помiщали еламiн, затягували мембраною. Во-днi розчини глюкози, яш використовували як адсор-бат - в ексикатор. Через певш пром1жки часу визна-чали концентрацш глюкози в розчинах до моменту
встановлення И рiвноваги. Дослiди вели в температурному режимi t=37...40 °С та за рН=8,2, за постшно-го перемiшування вмiсту дiалiзних камер i зовнiшнiх розчинiв.
5. Результати дослвджень властивостей ме-ламiну
Джерелом йоду органiчноl природи е морсьш водоростi та продукти !х переробки. З огляду лiтера-турних джерел були визначенi та порiвнянi найперс-пективнiшi з них (табл. 1).
Бура водорють ламiнарiя багата на ушкальш вуглеводи, а також альпнову кислоту та И солями, фуко1даном. Доведено, що водорозчинний альгiнат i фуко1дан знижують коагуляцiйнi властивостi кро-вi, мають протипухлинну активнiсть. Порошок iз ламiнарil мае достатньо високий вмют йоду, проте його використання обмежене, що обумовлено спе-цифiчним запахом та впливом на колiр продукпв. Переважаючою сполукою в ламiнарil е альгшат на-трiю - пдроколо1д, який надае властивостi структу-роутворювача.
У лабораторп радiацiйноl гiгiени харчування Наукового центру радiацiйноl медицини АМН Украши проведено дослщження з вивчення хiмiчного складу квiтковоl рослини зостери та морсько1 водо-ростi цистозири,
2 г яких забезпечують добову потребу людини в йодi, марганщ, селенi. Найцiннiший компонент у зостери - це зостерин. Низкою дослвджень було тдт-верджено, що вш пiдвищуе накопичення в селезiнцi iмунних клiтин [9-12].
Однак, серед наукових праць iснують запере-чливi докази повного засвоення йоду пiд час використання вищезгаданих носilв. Учеш вважають, що йод засвоюеться в шлькосп, яка не перевищуе 15,0 % вщ загального його вмюту. Такий ефект по-в'язаний з тим, що вш блокований клпинними стiн-ками рослини, як1 не гiдролiзуються ферментами травного тракту [10]. Тому з метою фiзiологiчноl доступносп цього мiнерального елементу створю-ються технологи отримання продуктiв переробки морських водоростей.
На Кшвському заводi молочно1 кислоти з мор-сько1 капусти протягом десяти рошв виготовляють харчову добавку «Еламш» тд торговою назвою «Концентрат елам^ сухий», яка дiе як абсорбент за рахунок зв'язування та виведення з органiзму радiо-нуклiдiв i солей важких металiв. Процес його отри-мання не складний: сировину обробляють 4,0 % роз-чином харчово1 соди, проварюють, нейтралiзують лимонною кислотою, отриману пасту висушують та подрiбнюють, що робить еламш доступною харчо-вою добавкою. Шд час його виробництва вщбуваеть-ся розкривання клiткових оболонок ламшари, що по-легшуе доступ до поживних i бiогенних речовин, за-своюванiсть яких становить 90,0...95,0 % [11, 12]. За хiмiчнiм складом еламш е харчовою добавкою, яка перевищуе цшшсть з асортименту шших носив йоду, про що сввдчать даш табл. 1. Також у достатнш к1ль-костi наявш залiзо та селен, як1 сприяють кращому засвоенню йоду.
Таблиця 1
Порiвняльна характеристика носив оргашчного йоду (на 100 г с.р.)_
Елемент Вмют
Еламш Ламшар1я Цистозира Зостера
Бшок, г 9,0 8,0 7,9 14,0
Жир, г - 0,9 0,8 2,2
Полюахариди, г у т.ч.: 47,0 64,1 68,4 70,6
машт 11,3 10,6 - 4,9
альгшова кислота 31,0 28,5 23,3 -
зо стерин - - - 21,7
ламшарин 2,1 - - -
бета-ситостерин 1,6 - - -
Мшеральш речовини, мг:
кальцiй 1090-2200 1200 1170 4240
калш 5260-6850 620 720 696
фосфор 300-450 98 96 106
срка 1300-1500 150-200 70-90 600-750
залiзо 80-120 40-56 31 307
бром 70-80 2,7 11,2 3,2
марганець 1,0 8,9 8,6 25
магнш 1000-1300 400 505 829
кобальт 0,2 2,5 1,1 0,37
йод 150-300 108-230 75-114 79-100
цинк 2,0 39,0 27,0 7,6
мiдь 0,4 4,1 2,2 1,56
селен 0,95 1,36 6,9 1,31
Попередн науково-дослiднi роботи дозволили припустити можливiсть використання елашну не лише як носiя мшеральних речовин, зокрема йоду, а й з точки зору можливосп застосування його як структуроутворювача. За природою походження ела-мiн е пдроколо1дом полiсахаридноi природи, що зв'язуе в№ну вологу в системах, тим самим змен-шуючи и «актившсть» [13].
Вченими встановлено, що еламiн е поверхне-во-активною речовиною [14], яка тдвищуе в'язкiсть системи, ПЗ яечних бшшв, скорочуе процес отри-мання пiнноi' структури, сприяе утворенню б№ш дрiбнодисперсноi' структури та знижуе швидшсть стiкання рвдини по каналах тни, тобто виступае ста-бiлiзатором шнно! структури.
Враховуючи, що до складу елам^ входять по-лiсахариди, зокрема альпнат натрш, який майже не розчиняеться в холоднiй водi, одна частина елам^ поглинае вiсiм частин води за температури 1=24...27 °С. Подальше тдвищення температури сприяе розчи-ненню еламiну та утворенню драглеподiбноi' консис-тенцii. Тому рацiональним замшником цукру бiлого обрано еламiн як пдрофшьну речовину та стабiлiзатор тнно! системи. Саме тому дослвджено сорбцшш влас-тивостi меламiну щодо вологи шляхом визначення по-казника вологоутримуючо! здатностi (ВУЗ) за шдви-щення температури розчинника (рис. 1).
З огляду на те, що тд час розробки пастиль-них виробiв одним iз завдань е замша масово! частки цукру бiлого на екстракт стевii для зменшення !х ву-
глеводного навантаження без втрати якiсних характеристик та враховуючи властивосп еламiну адсор-бувати вологу, висунуто припущення щодо наявностi гальмуючого впливу легкозасвоюваних вуглеводiв на дифузш цукрiв перш за все глюкози. Дана власти-вiсть е важливою пiд час формування якостi пастиль-них виробiв з використанням стевп та еламiну з метою профшактики ожирiння, цукрового дiабету, оскь льки дозволяе знизити швидкiсть засвоення глюкози у кровi, тобто знижуеться глiкемiчний iндекс виробiв.
Рис. 1. Залежшсть ВУЗ еламшу вщ температури розчинника
Для пiдтвердження припущення дослвджено динамiку дифузii глюкози протягом т=60^60 с, i3 ви-значенням рiвноваги мгж концентрацieю глюкози у внутршнш та зовнiшнiй частинах дiалiзноi камери.
Рис. 2. Юнетика дифузи глюкози в дiалiзатi протягом т=60^60 с: 1 - водний розчин; 2 - водний розчин з еламшом
В ходi дослвдження як адсорбат - використано воднi розчини глюкози. На рис. 2 ввдзначено гальмую-чий вплив еламiну до накопичення глюкози в дiалiзатi.
6. Обговорення результат властивостей еламiну
Аналiтичний огляд дозволяе висунути гiпотезу про доцшьшсть застосування в рецептурах пастиль-них виробiв еламiну з метою щдтвердження можли-востi частково! замiни цукру бiлого на пiдсолоджувач та фортифжацп виробiв йодом. Такий науковий тд-хвд до вибору сировини надасть можливiсть розши-рити асортимент кондитерських виробiв для профь лактики цукрового дiабету та йододефiциту, що е ак-туальним напрямом дослщницько! роботи.
При дослщженш ВУЗ еламiну з даних рис. 1. спостертаеться пряма залежнють даного показника ввд температури - з ii пiдвищенням показник зростае штенсивно в дiапазонi t=20...60±1 °C, а пiсля спосте-ртаеться уповiльнення в дiапазонi t=61...80±1 °C та рiвноважний стан досягаеться за t=81...95±1 °C. Це сввдчить про набрякання еламiну внаслвдок погли-нання ним та утримання вологи за рахунок хiмiчноl взаемоди.
Установлено, що з шдвищенням температури вище t=60±1 °C починаеться процес розчинення та утворення колоИдно! системи з певною просто-ровою конфiгурацiею, що шдтверджуе висока ВУЗ
еламiну за температури t=80...90±1 °С, проте ви-сокi температури можуть негативно вплинути на вмiст йоду.
При дослщженш гальмуючих властивостей щодо дифузи легкозасвоюваних вуглеводiв з рис. 2 вщзначено гальмуючий вплив еламiну до накопичення глюкози в дiалiзатi. 1нтенсивна дифуз1я цукру простежуеться в iнтервалi часу т=0...10^60 с, у роз-чинi з еламiном концентрацiя глюкози нижча на 59,0 %. Шсля т=60^60 с дослвдження визначено, що И концентращя в зовнiшньому розчиш нижча на 55,0 % вщповвдно до контрольного розчину.
Отриманi результати тдтверджують припу-щення щодо властивосп еламiну знижувати швид-к1сть дифузи глюкози, виявляючи стосовно не1 сорб-цiйну активнiсть, завдяки високому вмюту полюаха-ридiв. Це дозволяе висунути гшотезу про вщповвд-ний ефект тд час вживання розроблених пастильних виробiв, зменшуючи !х Г1, тдтвердженням чого е перспектива проведення клiнiчних дослiджень.
7. Висновки
1. В результат дослiджень теоретично об-грунтовано доцiльнiсть використання еламiну, вра-ховуючи iснуючий на сьогоднi асортимент йодов-мiсних добавок, шляхом порiвняння най перспек-тивних з них.
2. Грунтуючись на даних хiмiчного складу еламiну дослщжено його сорбцiйнi властивостi щодо вологи дослщивши ВУЗ, в результатi чого установлено, що з шдвищенням температури починаеться процес розчинення та утворення коловдно! системи з певною просторовою конфиуращею.
3. Висунуте припущення щодо здатностi ела-мiну знижувати швидшсть дифузи глюкози пвдтвер-джено дослвдженнями И накопичення у дiалiзатi. Визначено, що еламiн виявляе стосовно глюкози, сорб-цiйну активнють, завдяки високому вмiсту полюаха-ридiв, що дозволяе висунути гiпотезу про ввдповвд-ний ефект зниження швидкосп всмоктування глюкози пiд час вживання розроблених пастильних виробiв iз зменшенням !х Г1.
Лiтература
1. Соколовська, О. О. Формування якост пастильних виробш i3 використанням стевп та еламшу [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / О. О. Соколовська; Харювський державний унiверситет харчування та торгiвлi. - Х., 2016. - 21. с.
2. Арсеньева, Л. Ю. Методолопчш тдходи до розроблення нових видiв хлiбобулочних виробiв 3i збалансованим xiMi4^M складом [Текст] / Л. Ю. Арсеньева, Я. Ф. Доценко, О. О. Момот // Харчова промисловють. - 2005. - № 4. - С. 5-8.
3. Пат. № 74331 UA. Споаб виробництва бiсквiту. МПК A21D 13/08 [Текст] / Дюкарева Г. I., Гасанова А. Е., Дейни-ченко Г. В.; заявник та патентовласник Харювський державний ушверситет харчування та торпвлг - № u201204097; заявл. 03.04.12; опубл. 25.10.12, Бюл. № 20. - 4 с.
4. Пат. № 73692 UA. Споаб виробництва зефiру. МПК A23L 1/32 [Текст] / Шаповалова Н. П., Рудавська М. В., Павли-шин М. Л.; заявник i патентовласник колектив авторш. - № U201200819; заявл. 26.01.2012; опубл. 10.10.2012, Бюл. № 19. - 8 с.
5. Колюниченко, Т. О. Технологш борошняних формованих виробiв функцiонального призначення з йодвмщуючи-ми добавками [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Т. О. Колюниченко; Харквський державний ушверситет харчування та торпвлг - Х., 2004. - 18 с.
6. Румянцева, В. В. Разработка нового ассортимента зефира с направленным изменением химического состава [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / В. В. Румянцеваж. - Воронеж, 2000. - 21 с.
7. Кравченко, М. Ф. Технолопя продубив з харчовими добавками рослинного походження для оздоровчого харчування [Текст]: автореф. дис. ... д-ра техн. наук спец. / М. Ф. Кравченко. - К., 2006. - 18 с.
8. Муратова, Е. И. Реология кондитерських масс [Текст]: монография / Е. И. Муратова, П. М. Смолихина. - Тамбов: ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. - 188 с.
9. Nishihara, A. A study on the carbohydrates of Zostera marina [Text] / А. Nishihara, К. Takano, М. Kusama // Kenkyn Kiyo-Tokio Kasei Daigaku. - 1990. - Vol. 30, Issue 2. - Р. 37-42.
10. Clydesdale, F. M. The relevance of mineral chemistry to bioavailability [Text] / F. M. Clydesdale // Nutrition Today. -1989. - Vol. 24, Issue 2. - P. 23-30. doi: 10.1097/00017285-198903000-00007
11. Кроха, Н. В. Лжувально-профшактична харчова добавка «Еламш» в терапп дтей, хворих на ендемiчний зоб [Текст]: мат. наук. конф. / Н. В. Кроха, Л. П. Дерев'янко // Нж технологи при виршенш медико-еколопчних проблем. - К., 2000. - С. 36-40.
12. Дерев'янко, Л. П. Оцшка медико-бюлопчно! дц еламшу за результатами експериментальних та клшчних до-слщжень в умовах ди iонiзуючого опромiнення [Текст]: мат. III симп. / Л. П. Дерев'янко // Дiагностика та профшактика негативних наслщюв радiацп. - К., 1997. - С. 90-95.
13. Дюкарева, Г. И. Влияние на подвижность воды в яйце добавок - эламина и стевиозида [Текст]: VII мiжнар. наук.-пр. конф / Г. И. Дюкарева, А. Э. Гасанова // Wyksztalcenie i nauka. - Прага: Nauka i studia, 2012. - С. 68-81.
14. Дюкарева, Г. I. Вплив еламшу на поверхневий натяг водних розчишв [Текст]: зб. наук. пр. / Г. I. Дюкарева, А. О. Пак, Я. О. Бшецька // Прогресивш технжа та технологи харчових виробництв ресторанного господарства та торпвлг -2010. - № 1 (11). - С. 489-493.
Рекомендовано до публжацп д-р техн. наук Захаренко О. В.
Дата надходження рукопису 28.03.2017
Соколовська Олена Олександрiвна, кандидат техтчних наук, старший викладач, кафедра товарознав-ства та експертизи товарiв, Харшвський державний унiверситет харчування та торгiвлi, вул. Клочк1вська, 333, м. Харшв, Украша, 61051 E-mail: [email protected]
Летута Тетяна МиколаТвна, кандидат техтчних наук, професор, кафедра товарознавства та експертизи товарiв, Харк1вський державний ушверситет харчування та торгiвлi, вул. Клочшвська, 333, м. Харкав, Украша, 61051 E-mail: [email protected]
Селютiна Галина Анатолпвна, кандидат технiчних наук, професор, кафедра товарознавства та експертизи товарiв, Харшвський державний ушверситет харчування та торпал, вул. Клочшвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051 E-mail: [email protected]
Скирда Олена Свгенпвна, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра товарознавства та експертизи то-варiв, Харшвський державний ушверситет харчування та торпал, вул. Клочшвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051
Гасанова Анна Едуардiвна, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра товарознавства та експертизи то-варiв, Харшвський державний ушверситет харчування та торпал, вул. Клочшвська, 333, м. Харшв, Украша, 61051
E-mail: [email protected]
