Технология комбинированной структурированной рыбной массы на основе продуктов переработки сои Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

1

УДК 664.951

ТЕХНОЛОГИЯ КОМБИНИРОВАННОМ СТРУКТУРИРОВАННОМ РЫБНОЙ МАССЫ НА ОСНОВЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ СОИ

Л.П. Ольховая, Л.Д. Петрова, Дальрыбвтуз, Владивосток

Исследованы соевые белковые экструзионные продукты (СБЭП) отечественно производства, в частности, текстурированная мука и текстурат в виде гранул. Установлено, что массовая доля белка в СБЭП составляет 48 %, благодаря чему их можно применять в качестве белковых обогатителей при производстве продуктов питания. Текстурированная мука и текстурат в виде гранул характеризуются широким спектром функциональнотехнологических свойств: водо-, жиропоглотительной

способностью, эмульсионной емкостью, агрегативной и кинетической стабильностью. Исследованные экструзионные соевые продукты представляют интерес для практического применения их в производстве продуктов питания, в частности, формованных изделий.

Одним из основных направлений государственной политики в области питания является разработка технологии качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава на основе принципов структурной совместимости и комплетарности двух или трех соединений дисперсных систем.

В соответствии с приоритетными направлениями пищевой и перерабатывающей промышленности в производстве комбинированных продуктов питания необходимо сохранять максимальное воспроизводство потребительских свойств, присущих традиционным. Ключевое значение в производстве комбинированных пищевых продуктов приобретают вопросы получения белковых текстуратов с необходимыми функциональными свойствами.

Пищевые продукты представляют собой многокомпонентные системы, в которых белки и полисахариды являются основными макромолекулярными компонентами, выполняющими в них структурные функции. Одним из наиболее экономически эффективных вариантов вовлечения продуктов переработки сои в рацион питания населения является производство на их основе структурированных многокомпонентных пищевых систем и получение структурных матриц, имитирующих природные биообъекты по внешнему виду, составу, структуре.

Наиболее интенсивные процессы структурирования расплава биополимеров происходят в головке и фильере экструдера. При переходе биополимеров в вязко-текучее состояние, когда происходит

2

денатурация белков и желатинизация крахмалов, макромолекулы биополимеров разворачиваются и преимущественно ориентируются под действием сил сдвига в направлении течения расплава биополимеров. Ориентация цепей преимущественно протекает в последней трети экструдера, головке и фильере. При охлаждении расплава происходит сшивание макромолекул и образование протяженных агрегатов. В основе предлагаемой концепции лежит явление ориентации макромолекул под действием сил сдвига. При охлаждении расплава биополимеров, обладающего такой структурой, то есть ее фиксации, структурная анизотропия в экструдатах возможна и на более высоком уровне организации макромолекул.

Необходимыми условиями получения экструзионных продуктов питания являются увлажнение и пластификация сырья, получение расплавов биополимеров, денатурация белков и клейстеризация крахмалов, структурирование расплава под действием сил сдвига и растяжения, его охлаждение и формование.

В последние годы при производстве продуктов питания с заданной структурой широкое применение получили текстурированные продукты, выделяемые из соевых бобов. В отличие от порошкообразных добавок, вводимых в пищевые системы в ограниченных количествах, белковые текстураты, имитирующие природные объекты по внешнему виду, создают возможность их введения в пищевые системы до 25-35 % от массы закладываемого сырья [1, 2, 3] .

В связи с этим предоставляется возможность изучения свойств соевого белкового экструзионного сырья отечественного производства и его применения в комбинированных формованных продуктах питания, так как в Приморском крае находятся обширные посевы сои.

В качестве объектов исследования использовали текстурированный продукт в виде муки и в виде гранул, соответствующий по составу и физико-химическим требованиям ТУ 9196-001-42079317-98, изготовленный на базе ООО «Экстрабин» г. Владивостока; непромытый мороженый фарш минтая, изготовленный в рыболовецком колхозе «Тихий океан» пос. Ливадия, соответствующий ОСТ 15-378-91, хранившийся при температуре минус 18 оС не более 3 месяцев.

Текстурированный продукт получали из соевой обезжиренной муки методом термопластической экструзии. Метод экструзии включает в себя комбинированное воздействие давления, температуры и интенсивной механической обработки на белковое сырье с последующим формованием путем принудительного пропускания через фильеры. Предварительно увлажненное и перемешанное сырье попадало в зону питания, где оно нагревалось до температуры 60-80 °С. При такой температуре и содержании воды до 30 % биополимеры пластифицировались и переходили из стеклообразного состояния в высокоэластичное. В зоне плавления, в которой температура поддерживалась 150-190 °С, материал переходил в вязко-текучее

■3

состояние, образуя расплав биополимеров. Интенсивное структурообразование расплавов биополимеров протекало под действием сил сдвига и растяжения в головке экструдера и фильере. При получении экструдатов пористой макроструктуры использовали короткие неохлаждаемые фильеры. При выходе расплавов

биополимеров через такие фильеры происходил резкий сброс давления, что приводило к «взрывному» испарению воды и

образованию пористой макроструктуры. Полученный продукт нарезали на небольшие куски и подвергали дополнительной сушке. Текстурированную муку получали путем измельчения текстурата до порошкообразного состояния.

Стоимость 1 тонны экструзионных соевых продуктов,

изготовленных на базе ООО «Экстрабин», составляет 667 долл. США, тогда как цены на зарубежные соевые изоляты и концентраты варьируют от 2500 до 3500 долл. США за 1 тонну.

Для выяснения целесообразности использования экструзионных соевых продуктов при производстве формованных изделий изучены их физико-химические показатели (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав соевого текстурированного продукта (в виде муки и гранул ), %

Показатели Содержание

Исследуемый образец Величина показания ТУ 9196-00142079317-98

Вода 7 не более 9

Белок 48 не менее 42

Липиды 8 не менее 6

Углеводы 32 -

Зола 5 -

Анализируя данные табл. 1, необходимо отметить, что соевый текстурированный продукт является превосходным источником ценных, с пищевой точки зрения, веществ: растительных белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ. Массовая доля белка в муке и текстурате составляет 48 %, благодаря чему их можно применять в качестве белковых обогатителей при производстве пищевой продукции.

Для обоснования рекомендаций по использованию экструзионных соевых продуктов при производстве формованных изделий важно знать не только их химический состав, но и функционально-технологические свойства, в частности, водо-, жиропоглотительную способность, эмульсионную емкость, агрегативную и кинетическую стабильность.

4

Определение водопоглотительной способности соевых белковых компонентов проводили по методу Смита [4], согласно которому пробу отвешивали в центрифужную пробирку, добавляли дистиллированной воды, перемешивали и оставляли на 15 мин для набухания соевых белков. После чего центрифугировали, сливали надосадочный раствор и определяли количество воды, связанные соевыми белками.

Для определения жиропоглотительной способности [5] в центрифужную пробирку отвешивали пробу, добавляли рафинированного масла, перемешивали и оставляли стоять на 15 мин. Затем смесь центрифугировали, после чего масло сливали в мерный цилиндр и измеряли его объем.

Результаты исследования водопоглотительной способности представлены в виде диаграмм на рис. 1.

Соевые экструзионные продукты обладают высокими показателями водопоглотительной способности. Текстурированная мука поглощает воды 343 %, а текстурат в виде гранул - 329 %, что очевидно связано с тем, что он в сравнении с мукой имеет меньшую величину удельной поверхности соприкосновения с водой.

400-

1 2

Рис. 1. Водопоглотительная способность СБЭП: 1 - текстурированная мука;

2 - текстурат в виде гранул

Проведенные исследования водопоглотительной способности соевых экструзионных продуктов указывают на перспективность их использования в качестве водопоглотительного компонента. Однако при применении соевых ингредиентов в технологии формованных продуктов необходимо знать продолжительность их набухания, в связи с чем исследовали динамику набухания текстурированной муки и текстурата в виде гранул во временном факторе. Результаты исследования динамики набухания соевых белковых продуктов представлены на рис. 2.

350-,------------------------------------------

^ 300

5

.0

І—

о

о

г

О)

го

X

>>

ю

го

X

Продолжительность, мин

Рис. 2. Динамика набухания СБЭП во временном факторе

Анализируя приведенные на рис. 2 данные, следует отметить, что скорости набухания текстурированной муки и текстурата в виде гранул отличаются друг от друга. Так, продолжительность набухания текстурированной муки, представленной в виде порошка, составляет 20 мин, тогда как аналогичный показатель текстурата в виде гранул - 30 мин. Очевидно, это можно объяснить различными размерами частиц у соевых белковых компонентов. Текстурированная мука в виде порошка имеет меньшие размеры частиц, которые способствуют большей удельной поверхности соприкосновения воды с белком; текстурат в виде гранул имеет большие размеры частиц, способствующие меньшей удельной поверхности соприкосновения, вследствие чего набухаемость текстурата происходит медленнее.

Проводились исследования жиропоглотительной способности СБЭП (рис. 3).

6

80'

40'

87

Рис. 3. Жиропоглотительная способность СБЭП:

1 - текстурированная мука; 2 - текстурат в виде гранул

Анализируя данные рис. 3, необходимо отметить, что СБЭП имеют высокие показатели жиропоглотительной способности, что, очевидно, объясняется тем, что молекулы белка сои наряду с гидрофильными имеют и гидрофобные функциональные группы, которые способны удерживать, захватывать и связывать молекулы липидов. Жиропоглотительная способность текстурированной муки и текстурата в виде гранул практически одинаковая и составляет соответственно 87 и 82 %. Из исследуемых данных можно сделать вывод, что максимальное количество поглощаемого масла на 1 г текстурированной муки - 0,87 г, текстурата в виде гранул - 0,82 г.

100-

82

60-

20-

0

1

2

7

При производстве формованных изделий процесс эмульгирования является одним из главных этапов в последовательной технологической цепочке. В связи с этим проводились исследования эмульгирующих свойств, в частности, эмульсионной емкости, агрегативной и кинетической стабильности СБЭП.

Для определения эмульсионной емкости белка эмульсию готовили в режиме непрерывного добавления масла в раствор белка при перемешивании до точки инверсии фаз эмульсии, отвечающей переходу эмульсии в системе вода : масло. Точкой инверсии фаз являлась максимальное количество масла, эмульгированного в растворе белка [6].

Определение агрегативной и кинетической стабильности проводили центрифужным методом. Эмульсию, полученную для определения эмульсионной емкости, нагревали в течение 5 мин при температуре

90 °С, охлаждали и центрифугировали [7].

Результаты исследования эмульсионной емкости, агрегативной и кинетической стабильности представлены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели эмульсионной емкости, агрегативной и кинетической

стабильности

Наименование СБЭП Эмульсионная емкость, мл/г Агрегативная стабильность, % Кинетическая стабильность, %

Текстурированная мука 14 0,6 0,92

Текстурат в виде гранул 12 0,9 1,0

Результаты сравнительной оценки эмульгирующих свойств СБЭП (табл. 2) свидетельствуют о том, что они обладают высокими эмульсионными свойствами и способны хорошо удерживать воду и масло даже после нагревания и центрифугирования. СБЭП характеризуются широким спектром функциональных свойств, в результате чего их можно рекомендовать в качестве эмульгирующего, стабилизирующего, водо- и жиропоглошающего компонента в технологиях продуктов питания, в частности, при производстве формованных изделий, и их использование значительно повлияет на реологические характеристики полуфабрикатов и качество готовых изделий.

В связи с этим необходимо исследовать влияние СБЭП на функционально-технологические свойства (ФТС) непромытого мороженого фарша минтая: вязкость, эластичность, прочность (рис. 4). Для приготовления модельных образцов в исследуемый фарш вводили СБЭП в количестве от 1 до 10 % от массы основного сырья.

Концентрация СБЭП, %

Рис. 4. Влияние СБЭП на вязкость непромытого фарша минтая

В результате в экспериментальных образцах происходят изменения ФТС фарша минтая, улучшающие его характеристики. Максимальных значений ФТС фарша достигают при введении 4 % текстурированной муки и 6 % текстурата в виде гранул.

Для выяснения, не ухудшает ли специфический вкус и запах бобовых органолептические характеристики готовых изделий из фарша оо минтая, в них вносили различное количество СБЭП (от 1 % до 10 %). Анализ полученных данных показал, что при введении в фаршевые системы до 4 % текстурированной муки и не более 6 %

гранулированного текстурата от массы фарша вкусовые качества формованных изделий не ухудшаются.

В результате проведенных функционально-технологических и органолептических исследований разработан состав комбинированной рыбной массы (КРМ) (табл. 3), являющейся основой для производства продукции полифункционального назначения [7].

На основе КРМ разработан широкий ассортимент формованных изделий, в частности, колбасных и замороженных полуфабрикатов, различной степени готовности [8].

Исследуемые СБЭП отечественного производства благодаря химическому составу и высоким функциональным свойствам могут

9

найти широкое применение в качестве белковых и структурорегулирующих добавок при производстве продуктов питания.

Таблица 3

Состав комбинированной рыбной массы

Наименование сырья Нормы расхода сырья, кг на 100 кг комбинированной массы

Рецептура 1 Рецептура 2

Фарш минтая 82,7 77,7

Текстурированная мука 4 -

Текстурат в виде гранул - 6

Соль 1,2 1,2

Перец черный молотый 0,1 0,1

Вода 12 15

Применение СБЭП в сочетании с непромытым фаршем минтая улучшает его функционально-технологические свойства, позволяет расширять ассортимент изделий, выпускать готовую продукцию улучшенного качества, а также увеличивает коэффициент использования перерабатываемого минтая в пищевых целях.

Библиографический список

1. Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания. М.: Наука, 1978. 212 с.

2. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. М.: Агропромиздат, 1987. 303 с.

3. Толстогузов В.Б. Экономика новых форм производства пищевых продуктов. М.: Экономика, 1986. 176 с.

4. Water absorption capacity / Smith G. C., Hyunil J., Carpenter K. L. et. al. J. Food. Sci., 1973, № 38. P. 849-852.

5. Central Soya Co., Inc. Analytical Methods, Fat absorption method-centrifuge, 1973, 563 572 p.

6. Grabowska J., Goray I., Sikorski Z. Objektiwna metoda ozndc zamea zdolnosa emulgujacy biulek miesmowych. Przem. spoz., 1971, No. 25, 412.

7. Swift C.E., Lockett C.F., Fryar P.G. Comminuted meat emulswns. The capacity of meat for emylsifying fats. Food. Technol., 1961, 15, 468-470.

8. Пат. № 2255611 (РФ). Способ приготовления комбинированной рыбной массы (В.Д. Богданов, Л.П. Ольховая, Л.Д. Петрова); Бюл. № 19.

9. Пат. № 2255612 (РФ). Формованное рыбное изделие (В.Д. Богданов, Л.П. Ольховая, Л.Д. Петрова); Бюл. № 19.