close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

124.Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия Пищевые и биотехнологии №1 2014

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный
университет» (национальный исследовательский университет)
Основная цель журнала – осуществление вклада в развитие современной науки в области
биотехнологий и технологий пищевых производств посредством предоставления результатов
фундаментальных и прикладных научных исследований, расширяющих и углубляющих понимание
важнейших проблем технологии ведения процессов, экологической безопасности, оптимизации
качества, пищевого инжиниринга, физиологии питания и путей их решения. Миссия серии
заключается в развитии кадрового потенциала российской науки, обеспечения широкого
распространения и продвижения в кругах профессиональной аудитории результатов научных
исследований высокого качества и использовании их в практике пищевых и перерабатывающих
предприятий.
Редакционная коллегия:
Потороко И.Ю., доктор технических наук, доцент (ответственный редактор),
Ненашева А.В., доктор биологических наук, профессор (заместитель ответственного редактора),
Калинина И.В., кандидат технических наук, доцент (ответственный секретарь),
Тошев А.Д., доктор технических наук, профессор,
Ребезов М.Б., доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
Апалькова Г.Д., доктор технических наук, профессор,
Исаев А.П., доктор биологических наук, профессор,
Цейликман О.Б., доктор медицинских наук, профессор,
Линде Лу, профессор, Ph.D, колледж естественных наук, университет Людонг (г. Янтай, КНР),
Цао Кеанчен, профессор, Ph.D, декан колледжа пищевых технологий и инжиниринга, Даляньский
океанический университет (г. Далянь, КНР),
Попова Н.В. (технический секретарь)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
South Ural State University
The main objective of the journal is to exercise contribute to the development of modern science in the
field of biotechnology and technology of food production by providing the results of fundamental and applied
research, to broaden and deepen understanding of critical issues technologies of processes, environmental
safety, quality optimization, food engineering, physiology, nutrition and ways to solve them. The mission of
the series is to develop human resource capacity of Russian science, the widespread dissemination and
promotion in the circles of professional audience research results of high quality and their use in practice, and
food processing plants.
Editorial Board:
Potoroko I.Y., Doctor of Technical Sciences, Associate Professor (Editor),
Nenashev A.V., Doctor of Biology Sciences, Professor (Assistant Managing Editor),
Kalinina I.V., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor (Executive Secretary),
Toshev A.D., Doctor of Technical Sciences, Professor,
Rebezov M.B., Doctor of Agricultural Sciences,
Apalkova G.D., Doctor of Technical Sciences, professor,
Isaev A.P., Doctor of Biology Sciences, Professor,
Tseilikman O.B., Doctor of Medical Sciences, Professor,
Linda Lou, Ph.D, Professor, College of Natural Sciences, University Lyudong (Yantai, China),
Keanchen Cao, Ph.D, Professor, dean of the College of Food Technology and Engineering , Dalian Ocean
University (Dalian , China),
Popova N.V. (Technical Secretary).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
Обзорные статьи
НАУМОВА Н.Л. Современный взгляд на проблему исследования антиоксидантной
активности пищевых продуктов ....................................................................................................... 5
РУЩИЦ А.А., ЩЕРБАКОВА Е.И. Применение СВЧ-нагрева в пищевой промышленности и
общественном питании ...................................................................................................................... 9
ЮСУПОВ М.Р. История становления системы менеджмента качества в России ....................... 16
Прикладная биохимия и биотехнологии
МЕРЕНКОВА С.П., САВОСТИНА Т.В. Практические аспекты использования растительных
белковых добавок в технологии мясных продуктов ....................................................................... 23
ПОПОВА Н.В., ФАТЕЕВА С.А. Изучение влияния ультразвукового воздействия на
показатели качества воды .................................................................................................................. 30
ПОТОРОКО И.Ю., БОТВИННИКОВА В.В., ФЕКЛИЧЕВА И.В. Влияние растительных
компонентов на активность симбиотической закваски кефирного грибка и формирование
качества кисломолочных напитков .................................................................................................. 34
ПОТОРОКО И.Ю., КАЛИНИНА И.В. Перспективы использования ультразвукового
воздействия в технологии экстракционных процессов .................................................................. 42
Технологические процессы и оборудование
КРЕТОВА Ю.И. Управление процессами переработки сырья на основе принципов
ресурсосбережения ............................................................................................................................. 48
ЛУКИН А.А. Технологические особенности и перспективы использования растительных и
животных белков в производстве колбасных изделий ................................................................... 52
Экологические проблемы биохимии и технологии
РЕБЕЗОВ М.Б., ТОПУРИЯ Г.М., АСЕНОВА Б.К. Виды опасностей во время
технологического процесса производства сыровяленых мясопродуктов и предупреждающие
действия (на примере принципов ХАССП) .................................................................................... 60
ЧЕРКАСОВА Э.И. Использование СВЧ-поля для обеспечения микробиологической
безопасности продуктов растительного происхождения ............................................................... 67
Фармацевтический и пищевой инжиниринг
ГУБЕР Н.Б., РЕБЕЗОВ М.Б., АСЕНОВА Б.К. Перспективные способы разработки мясных
биопродуктов ...................................................................................................................................... 72
Управление качеством биопродукции
НАУМЕНКО Н.В. Метод микроскопии в исследовании процессов черствения хлеба .............. 80
Физиология питания
ТОШЕВ А.Д., БОБЫЛЕВА А.В. Влияние растительной добавки на содержание микро- и
макроэлементов в заварном полуфабрикате .................................................................................... 84
ШАЛАГИНА Ю.А., КИСИМОВ Б.М. Возможность создания функциональных продуктов
питания на основе быстроразваривающихся круп ......................................................................... 91
ЩЕРБАКОВА Е.И., РУЩИЦ А.А. Использование растительной добавки с целью
повышения пищевой ценности мучных кулинарных изделий ....................................................... 94
© Издательский центр ЮУрГУ, 2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
CONTENTS
Reviews
NAUMOVA N.L. Modern look on the problem of antioxidant activity of food products ................. 5
RUSHCHITS A.A., SHCHERBAKOVA E.I. Use of microwave heating in food industry and
public catering ..................................................................................................................................... 9
YUSUPOV M.R. History of formation of a quality management system in Russia ........................... 16
Applied biochemistry and biotechnology
MERENKOVA S.P., SAVOSTINA T.V. Practical aspects of using plant protein supplements in
meat product technology ...................................................................................................................... 23
POPOVA N.V., FATEEVA S.A. Examination of ultrasound exposure impact on water quality
indicators ............................................................................................................................................. 30
POTOROKO I.YU., BOTVINNIKOVA V.V., FEKLICHEVA I.V. Impact of plant components on
activity of symbiotic fermentation of kefir grains and formation of fermented milk drinks quality ... 34
POTOROKO I.YU., KALININA I.V. Prospects of using ultrasound in extraction technology ......... 42
Engineering processesand equipment
KRETOVA Yu.I. Control of raw materials processing based on principles of resource saving ............ 48
LUKIN A.A. Technological characteristics and prospects of using vegetable and animal proteins in
sausage production .............................................................................................................................. 52
Environmental problems of biochemistry and technology
REBEZOV M.B., TOPURIYA G.M., ASENOVA B.K. Types of hazards in dry-cured meat
production and preventive actions (as exemplified by HACCP principles) ........................................ 60
CHERKASOVA E.I. Use of superhigh frequency field for microbiological safety of plant
products .............................................................................................................................................. 67
Pharmaceutical and food engineering
GUBER N.B., REBEZOV M.B., ASENOVA B.K. Promising ways of meat bioproducts
development ......................................................................................................................................... 72
Bioproducts quality management
NAUMENKO N.V. Microscopic tecnique in examination of stale bread ........................................... 80
Nutrition physiology
TOSHEV A.D., BOBYLEVA A.V. Influence of plant additive on content of micro- and
macroelements in brewing half-finished product ................................................................................ 84
SHALAGINA Yu.A., KISIMOV B.M. Possibility of making functional food products on the basis
of quick cooking cereals ...................................................................................................................... 91
SHCHERBAKOVA E.I., RUSHCHITS A.A. Use of plant additives to increase nutritional value of
culinary products ................................................................................................................................. 94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
УДК 543.253
СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ ИССЛЕДОВАНИЯ
АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Н.Л. Наумова
В процессах обеспечения контроля качества продуктов питания, содержащих антиоксиданты, выделена проблема – оценка суммарного содержания аналитов. Актуальным является определение антиоксидантной активности (АОА) исследуемого продукта питания, учитывающего не только содержание, но и удельную активность каждого компонента в нем. В статье представлен обзор современных методов исследования антиоксидантной активности пищевых продуктов (волюмометрических, фотометрических, хемилюминисцентных, флуоресцентных, электрохимических и ряда более специфических), рассмотрены достоинства и недостатки отдельных методов.
Ключевые слова: антиоксиданты, антиоксидантная активность, методы исследований антиоксидантной активности, пищевые продукты.
Накопленные в мировой и отечественной
литературе данные о важной роли антиоксидантов в профилактике онкологических и сердечнососудистых заболеваний, окислительного стресса наряду со сведениями о их недостаточном
поступлении с рационом указывают на целесообразность широкого использования этих канцеро- и кардиопротекторов в качестве обогащающей пищевые продукты добавки.
Антиоксидантная терапия путем употребления в определенном количестве растительной
продукции, отличающейся повышенным содержанием природных антиоксидантов (фруктов,
ягод, чая, кофе, проросших зерен и др.), или
продуктов питания, дополнительно обогащенных ими, снижает окислительный стресс в организме человека [9].
Открытие антиоксидантной активности органических соединений привело к новому пониманию роли пищевых продуктов как естественного
источника антиоксидантов (АО), к сопоставлению разных продуктов по антиоксидантным
свойствам, а также к производству продуктов,
обогащенных антиоксидантами. Однако для контролируемого потребления антиоксидантов необходимо знать их содержание в продуктах питания. При большом содержании антиоксиданты
становятся проантиоксидантами [9].
В 1990-е годы началась разработка соответствующих методик контроля качества пищевых
продуктов (чай, кофе, вина, соки, фрукты и др.)
[8]. Содержание индивидуальных АО (например, витамина Е, аскорбиновой кислоты и др.) в
подобных объектах обычно не определяют, а
оценивают суммарное содержание (ΣCАО), например, методом ВЭЖХ или капиллярного
электрофореза. Возможно спектрофотометриче2014, том 2, № 1
ское определение ΣCАО без разделения индивидуальных аналитов по их поглощению в ближней ИК-области, с применением хемометрических алгоритмов [3, 10]. Недостаточная изученность природных связей АО и трудоемкость
получения многомерных градуировок препятствуют широкому применению таких методик.
В процессах обеспечения технологического
контроля качества продуктов питания, содержащих антиоксиданты, необходимо выделить
проблему – оценка суммарного содержания аналитов, родственных в структурном или функциональном отношении. С этой точки зрения
актуальным является определение суммарного
содержания АО и близкого к нему интегрального показателя – антиоксидантной активности
(АОА) исследуемого объекта, учитывающего не
только содержание, но и удельную активность
каждого компонента в нем. АОА также называют суммарной антиоксидантной емкостью [7].
Методы исследований общей АОА различаются: по типу источника окисления, окисляемого соединения и способа измерения окисленного соединения. По способам регистрации
проявляемой АОА можно разделить методы на:
волюмометрические, фотометрические, хемилюминисцентные, флуоресцентные, электрохимические и ряд более специфических. На практике показатель АОА определяют, проводя неселективную реакцию с окислителем или веществом, генерирующим радикалы, и измеряя
электрохимические, кинетические, оптические и
др. свойства индикаторных систем в ходе реакции [6]. Как правило, АОА выражают в пересчете на стандартное вещество Хст, т. е. указывают
массу или число молей Хст (кверцетина, рутина,
тролокса и др.), которые в данных условиях дают такой же аналитический сигнал, что и 1 г
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
изучаемого объекта. При определении АОА
пробоподготовка минимальна, а разделение индивидуальных АО не требуется.
Антиоксидантов очень много, их строение и
свойства весьма разнообразны, а механизм действия во многих случаях неизвестен. Весьма проблематичной является задача определения этих
веществ на низком концентрационном уровне
(10–7–10– 5 г), а их разбавленные растворы неустойчивы из-за окисления кислородом воздуха. В
настоящее время наиболее популярны методы
оценки антиоксидантной активности, основанные на ингибировании окисления различных липидных субстратов с последующим определением продуктов окисления. Соответствующие методики длительны и дают плохо воспроизводимые результаты. При оценке суммарного содержания антиоксидантов необходимо учитывать
особенности состава анализируемого объекта.
Применяемые на практике методики определения суммы АО не всегда стандартизованы, а
результаты, получаемые для одних и тех же объектов по разным методикам, несопоставимы [9].
При определении АОА наиболее широко используются электрохимические и спектрофотометрические методы анализа. Электрохимические
методы характеризуются высокой чувствительностью и экспрессностью. Так, в условиях амперометрического детектирования хорошо окисляются
соединения, содержащие гидроксильные группы,
предел обнаружения полифенолов и флавоноидов
– на уровне 10–9–10–12 г. Амперометрический
метод позволяет непосредственно измерять содержание всех АО в пробе. Другие методы – непрямые, в них измеряется ингибирование реакционных смесей (свободных радикалов), генерированных определенными реакциями [9].
Оценку АОА пищевых продуктов и настоек
лекарственных растений предложено проводить
кулонометрическим методом с электрогенерированными галогенами (бромом, хлором или йодом) постоянной силой тока 5,0 мА из 0,2 М водного раствора КСl и КВr в 0,1 М Н2SО4 с определением конца титрования амперометрической
индикацией с двумя поляризованными платиновыми электродами [1].
Известно вольтамперометрическое определение суммарной АОА по относительному изменению тока электровосстановления кислорода в интервале потенциалов от 0,0 до 0,6 В (относительно
насыщенного хлоридсеребрянного электрода) на
ртутно-пленочном электроде [4], использование
которого запрещено во многих странах [9].
Рядом авторов при потенциометрическом
определении АОА пищевых продуктов предложено использовать медиаторную систему, содержащую одновременно окисленную и восста-
6
новленную формы реагента, например хинон/гидрохинон, V(IV)/V(III), Fe(III)/ Fe(II) [2].
Существуют спектрофотометрические методики определения АОА пищевых продуктов и
индивидуальных антиоксидантов, основанные на
ОВР Fe(III)/ Fe(II): известны методы определения
витамина С по интенсивности окраски Fe(II) –
пиридил-2,6-дикарбоновая кислота, Fe(II) – ферроцин; существует методика определения АОА
различных сортов чая по степени восстановления
комплекса – Fe(III) трипиридилтриазин; разработана фотометрическая методика определения
АОА экстрактов из пищевых растительных материалов по их способности ингибировать перокисление линолевой кислоты, при этом образующиеся гидропероксиды контролируют по содержанию в системе тиоцианата железа [5].
Часто АОА находят методом FRAP (ferric
reducing/antioxidant power). В ходе такого анализа под действием АО (восстановителей) образуются комплексы железа(II) с фотометрическим
реагентом. Окраска развивается медленно, поэтому сигнал измеряют, не дожидаясь установления равновесия, а затем рассчитывают величину
АОА по градуировочному графику. Метод FRAP
широко применяют в технологии пищевых продуктов, имеется множество публикаций, в которых приведены значения АОА, полученные методом FRAP. Однако в ходе спектрофотометрического определения АО проявляются все проблемы, которые обычно осложняют анализ неразделенных смесей, а именно: не полностью
известный качественный состав, наложение сигналов разных аналитов или дериватов, разная
чувствительность их определения, непредсказуемое влияние посторонних веществ, неаддитивность аналитического сигнала [8]. Преимущества
метода FRAP по сравнению с другими вариантами определения АОА очевидны: экспрессность и
низкая стоимость анализа, простота оборудования, хорошая сходимость результатов [5]. В отличие от хорошо изученных аналитиками методов определения суммы углеводородов или фенолов, методы спектрофотометрического определения АО исследованы недостаточно. Неизвестны источники систематических погрешностей, а часто и метрологические характеристики
методик. Из вышеизложенного следует, что исследования в области определения суммарного
содержания антиоксидантов и антиоксидантной
активности продуктов питания актуальны как в
практическом, так и теоретическом плане.
Значения АОА пищевых продуктов, полученные методом FRAP, применяют для сопоставления ценности разных продуктов как источников поступления антиоксидантов в организм
человека. Однако абсолютные значения АОА,
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наумова Н.Л.
Современный взгляд на проблему исследования
антиоксидантной активности пищевых продуктов
полученные разными авторами в рамках метода
FRAP, плохо согласуются друг с другом и сильно отличаются от результатов, полученных для
тех же объектов другими методами (особенно
основанными на проведении свободнорадикальных реакций). А.Я. Яшиным и другими авторами показано, что значения АОА, полученные разными методами для серии однотипных
продуктов, зачастую не коррелируют друг с
другом. Однако это не мешает использовать
значения АОА, найденные по одной и той же
методике, для сопоставления относительной
ценности однотипных продуктов [6, 8, 9].
Показатель АОА имеет объективный характер
и может использоваться как показатель качества,
подобно оценкам энергетической ценности пищевых продуктов [5, 8]. Показатель АОА, независимо от способа его измерения, должен быть близок
к действительному значению соответствующей
физической величины – суммарному содержанию
водорастворимых антиоксидантов в исследуемой
пробе. Также была проверена возможность оценки
содержания жирорастворимых антиоксидантов. В
этом случае показатель АОА пищевых продуктов,
например, растительных масел, определяли по
методу FRAP в неводных растворах (в среде хлороформа), а в качестве стандартного вещества использовали аскорбилпальмитат (жирорастворимый аналог витамина С) [8].
Таким образом, на сегодняшний день спектр
методов определения суммарной антиоксидантной активности веществ очень разнообразен.
Однако зачастую сравнивать данные, полученные разными методами, не представляется возможным, поскольку методы основаны на различных принципах измерения, модельных системах, имеют разную размерность показателя
АОА. В результате каждый исследователь выбирает готовый, создает новый или модифицирует уже известный метод, исходя из своих целей и возможностей.
Литература
1. Абдуллин, И.Ф. Кулонометрическая
оценка антиоксидантной способности экстрактов чая электрогенерированным бромом
/ И.Ф. Абдуллин, Е.Н. Турова, Г.К. Будников //
Аналитическая химия. – 2001. – Т. 56. – № 6. –
С. 627–629.
2. Брайнина, Х.З. Оценка антиоксантной
активности пищевых продуктов методом
потенциометрии / Х.З. Брайнина, А.В. Иванова, Е.Н. Шарафутдинова / Известия высших
учебных заведений. Пищевая технология. –
2004. – № 4. – C. 73–75.
3. Власова, И.В. Методология спектрофотометрического анализа смесей органических соединений. Проблема неаддитивности
светопоглощения / И.В. Власова, В.И. Вершинин, Т.Г. Цюпко // Аналитическая химия. –
2011.– Т. 66, № 1. – С. 25–33.
4. Короткова, Е.И. Вольтамперометрический способ определения суммарной антиоксидантной активности объектов / Е.И.
Короткова, А.Н. Лукина (Вторушина), Л.А.
Гончаров // Материалы научно-практического семинара «Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных
веществ лечебного и профилактического назначения». – М., 2004. – С. 182–194.
5. Определение антиоксидантной активности ряда пищевых продуктов с использованием индикаторной системы Fe(III)/Fe(II) –
органический реагент / З.А. Темердашев, Н.В.
Храпко, Т.Г. Цюпко и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2006. –
Т. 72, № 11. – С. 15–19.
6. Хасанов, В.В. Методы исследования
антиоксидантов / В.В. Хасанов, Г.Л. Рыжова,
Е.В. Мальцева // Химия растительного сырья.
– 2004. – № 3. – C. 63–95.
7. Цюпко, Т.Г. Определение суммарного
содержания антиоксидантов методом FRAP
/ Т.Г. Цюпко, И.С. Петракова, Н.С. Бриленок
и др.// Аналитика и контроль. – 2011. – Т. 15,
№ 3. – С. 287–298.
8. Цюпко, Т.Г. Аналитические решения
при определении некоторых показателей
безопасности и качества пищевых продуктов: автореф. дис. … д-ра хим. наук /
Т.Г. Цюпко. – Краснодар, 2012. – 48 с.
9. Яшин, Я.И. Проблема определения содержания антиоксидантов / Я.И. Яшин,
А.Я.Яшин // Метрология. – 2009. – № 8 (69). –
С. 50–53.
10. Determination of total polyphenols
content in green tea using FT-NIR spectroscopy
and different PLS algorithms / C. Quansheng and
al. // J. of pharm. biomed. analysis. – 2008. –
Vol. 46. – № 3. – P. 568–573.
Наумова Наталья Леонидовна. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и организация питания» Института экономики, торговли и технологий, Южно-Уральский государственный
университет, г. Челябинск, n.naumova@inbox.ru
Поступила в редакцию 28 января 2014 г.
2014, том 2, № 1
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 5–8
MODERN LOOK ON THE PROBLEM OF ANTIOXIDANT ACTIVITY
OF FOOD PRODUCTS
N.L. Naumova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The problem of evaluating total content of analytes to maintain quality control of
food products containing antioxidants is singled out. It’s a topical issue to determine antioxidant activity of the studied food product, taking into consideration not only contents,
but also a specific activity of each component. This paper outlines such modern methods
for examination of antioxidant activity of food products as volumetric, photometric,
chemiluminescent, fluorescent, electrochemical and special methods. Advantages and
disadvantages of other methods are considered.
Keywords: antioxidants, antioxidant activity, methods of study on antioxidant activity,
food products.
References
1. Abdullin I.F., Turova E.N. [Coulometric evaluation of antioxidant capacity of tea extracts by electrogenerated brom]. Analiticheskaja himija [Analytical Chemistry], 2001, vol. 56, no. 6, pp. 627–629. (in Russ.)
2. Brajnina H.Z., Ivanova A.V., Sharafutdinova E.N. [Evaluation of Food Products Antioxidant Activity
by Potentiometry]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Pishhevaja tehnologija [Proceedings of Higher Educational Institutions. Food Technology], 2004, no. 4, pp. 73–75. (in Russ.)
3. Vlasova I.V., Vershinin V.I., Cjupko T.G. [Methodology of Spectrophotometric Analysis of Organic
Compounds Mixtures. Problem of Nonadditivity of Light Absorption]. Analiticheskaja himija [Analytical
Chemistry], 2011, vol. 66, no. 1, pp. 25–33. (in Russ.)
4. Korotkova E.I., Lukina A.N. (Vtorushina), Goncharov L.A. [Voltammetric Method for Determination
of Total Antioxidant Activity of Objects]. Materialy nauchno-prakticheskogo seminara «Metody ocenki antioksidantnoj aktivno-sti biologicheski aktivnyh veshhestv lechebnogo i profilakticheskogo naznachenija»
[Materials of Scientific and Practical Seminar “Methods of Assessing Antioxidant Activity of Biologically
Active Substances for Therapeutic and Prophylactic Purposes”]. Moscow, 2004, pp. 182–194. (in Russ.)
5. Temerdashev Z.A., Hrapko N.V., Cjupko T.G. e.a. [Determination of Several Food Products Antioxidant Activity Using Indicator System Fe(III)/Fe(II) – Organic Reagent]. Zavodskaja laboratorija. Diagnostika
materialov [Plant Laboratory. Materials Diagnostics], 2006, vol. 72, no. 11, pp. 15–19. (in Russ.)
6. Hasanov V.V., Ryzhova G.L., Mal'ceva E.V. [Methods of Examination of Antioxidants]. Himija rastitel'nogo syr'ja [Chemistry of Plant Raw Materials], 2004, no. № 3, pp. 63–95. (in Russ.)
7. Cjupko T.G., Petrakova I.S., Brilenok N.S. e.a. [Determination of Total Antioxidant Capacity According to FRAP Method]. Analitika i kontrol' [Analytics and Control], 2011, vol. 15, no. 3, pp. 287–298. (in Russ.)
8. Cjupko T.G. Analiticheskie reshenija pri opredelenii nekotoryh pokazatelej bezopasnosti i kachestva
pishhevyh produktov. Avtoref. Diss. dokt him. nauk [Analytical Solutions when Determining Some Indicators
of Safety and Quality Control of Food Products: Abstract from Doct. Dis. (Chemistry)]. Krasnodar, 2012. 48 p.
9. Jashin Ja.I., Jashin A.Ja. [Problem of Antioxidant Determination]. Metrologija [Metrology], 2009,
no. 8(69), pp. 50–53. (in Russ.)
10. Quansheng C. e. a. Determination of Total Polyphenols Content in Green Tea Using FT-NIR Spectroscopy and Different PLS Algorithms. J. of Pharm. Biomed. Analysis, 2008, vol. 46, no. 3, pp. 568–573.
Naumova Natalia Leonidovna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department of
Catering Technology and Organization of the Institute of Economics, Trade and Technologies, South Ural
State University, Chelyabinsk, n.naumova@inbox.ru.
Received 28 January 2014
8
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 641.1 + 641.53.092
ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-НАГРЕВА В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И ОБЩЕСТВЕННОМ ПИТАНИИ
А.А. Рущиц, Е.И. Щербакова
В статье представлен обзор применения СВЧ-энергии в производстве продуктов питания. Рассмотрены особенности диэлектрического нагрева в сравнении с
традиционными видами тепловой обработки. Показаны преимущества применения СВЧ-нагрева для протекания различных технологических процессов.
Ключевые слова: электрофизические способы обработки, диэлектрический нагрев, СВЧ-энергия, тепловая обработка.
Введение
В настоящее время в пищевой промышленности уделяют особое внимание физическим методам воздействия на исходное сырье,
полуфабрикаты и готовую продукцию, которые способны интенсифицировать теплообменные процессы, обеспечить микробиологическую безопасность, а также улучшить и повысить пищевую ценность сырья. Физическим методом, способным добиться данных
целей, является нагрев в электромагнитном
поле.
В настоящей работе рассмотрены особенности взаимодействия СВЧ-энергии с пищевым сырьем и продуктами питания и представлен обзор применения СВЧ-обработки
для различных технологических процессов в
пищевой промышленности и общественном
питании.
Основная часть
Нагрев тел, в частности пищевых продуктов, в электромагнитном поле отличается от
нагрева их за счет теплопроводности или конвекции тем, что элементы среды, разделяющей генераторы электромагнитных колебаний
и объекты нагрева, как правило, не участвуют
в переносе теплоты. Поэтому в таких системах (генератор – среда – объект нагрева) тепловой поток не является непрерывным и энергия переносится в виде электромагнитных
колебаний. Теплота возникает в самих объектах нагрева при их взаимодействии с электромагнитным полем.
Электромагнитные волны соответствующей частоты v и длины λ могут быть использованы при производстве продуктов питания
для осуществления трех основных способов
нагрева тел; инфракрасного (ИК), диэлектрического (ДЭ) и индукционного (ИД). Стоит
отметить, что при ИК и ДЭ-нагреве производится непосредственный нагрев пищевых
2014, том 2, № 1
продуктов, тогда как при ИД-нагреве нагревается лишь какая-либо ферромагнитная часть
аппарата [1, 14].
Диэлектрический нагрев – метод нагрева
диэлектрических материалов переменным во
времени электрическим полем. Сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев – это использование
энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты с диапазоном частот 3·108 –
5–3·1010 Гц для нагревания различных сред и
тел. По данным международного соглашения
о разделении частот для СВЧ-установок применяются частоты 895–915 МГц и 2350–2450
МГц [11, 14].
С электрофизической точки зрения пищевые продукты должны быть отнесены к полупроводникам. Пищевые продукты представляют собой, как правило, сложные гетерогенные смеси, содержащие воду в количестве 50–
95 %. С точки зрения взаимодействия пищевых продуктов с электромагнитным полем
такие их компоненты, как белки, жиры, углеводы, вода по установившейся классификации
следует отнести к неидеальным диэлектрикам, а водные растворы солей (электролиты) –
к проводникам. При приложении внешнего
электрического поля в продукте возникают
токи смещения, отражающие диэлектрические
свойства, и токи проводимости, отражающие
перемещение свободных зарядов. Последние
всегда имеются во влажных пищевых продуктах, поскольку основания, кислоты и соли
диссоциируют в воде, в результате чего образуются ионы и возникает активная проводимость материала.
Эффект разогрева пищевых продуктов в
сверхвысокочастотном (СВЧ) поле связан в
основном (но не полностью) с их диэлектрическими свойствами, которые определяются
поведением в таком поле диполей. Диполи
(дипольные молекулы и атомы) могут нахо9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
диться в пищевом продукте, например молекулы воды, или возникать в нем под действием внешнего электрического поля. Ориентация уже имевшихся диполей, а также возникновение новых диполей и их ориентация под
влиянием внешнего электрического поля составляют существо поляризации. Это явление
занимает центральное место в механизме возникновения теплоты в телах, находящихся в
СВЧ-поле. Энергия внешнего поля, затраченная на поляризацию диэлектрика, превращается в нем в теплоту, причем теплота возникает во всем объеме материала, а не только на
его поверхности. Поэтому ДЭ-нагрев часто
называют объемным нагревом.
Диэлектрические свойства пищевых продуктов и различных материалов зависят главным образом от их природы, влажности, температуры и частоты колебаний поля. Сложный характер взаимодействия количества выделяющейся теплоты и глубины проникновения СВЧ-поля приводит к необходимости
подбора продукта такой толщины, чтобы не
наблюдалось перегрева его наружных (при
больших значениях коэффициента поглощения) и внутренних (при малых значениях коэффициента поглощения) слоев [14].
СВЧ-нагрев имеет ряд преимуществ перед традиционными методами термической
обработки:
– высокая скорость нагрева и его равномерность вследствие «объемной» подачи тепла;
– сохранение витаминов и других незаменимых нутриентов пищевого продукта;
– возможность мягкого режима термообработки, подачи тепла импульсами, т.е. ступенчатого нагрева;
– создание заданной температурной неравномерности при термообработке пищевых
продуктов путем подбора формы рабочих органов СВЧ-генератора или применением заслонов (экранов), регулирующих пропускание
микроволн к продукту;
– высокая экономичность процесса (отсутствие контакта с теплоносителем и генерация тепла в самом продукте сводят к минимуму потери тепла на нагрев оборудования и
во внешнюю среду; потребление электроэнергии СВЧ-генераторами значительно меньше,
чем электролитами и другими нагревательными приборами);
– улучшение условий труда за счет сокращения выделения газообразных веществ, пара
и тепла в окружающую среду [18].
10
Однако ДЭ-нагрев обладает и недостатком, заключающимся в отсутствии на поверхности изделий специфической поджаристой
корочки. Поэтому ДЭ-нагрев рекомендуется
применять в комбинации с ИК-нагревом и
традиционными методами тепловой обработки [14, 18].
В настоящее время СВЧ-обработка применяется в общественном питании и пищевой
промышленности в следующих процессах:
разогрева и приготовления блюд, сушки, размораживания, варки, выпечки, обеззараживания, экстрагирования, а также в качестве стимулирующего фактора, направленного на интенсификацию технологических процессов и
повышение пищевой ценности сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Для создания более рациональных технологических
процессов используют комбинацию СВЧнагрева с другими энергоносителями: пар,
горячий воздух, ИК-нагрев, разогретый жир,
вакуум, ультразвук.
Наиболее распространенным способом
использования СВЧ-энергии является разогрев и приготовление блюд и кулинарных изделий. Тепловая обработка пищевых продуктов в режиме приготовления разбивается на
два этапа: разогрев до установившейся температуры и поддержание этой температуры до
наступления полной кулинарной готовности.
Также применяется метод ступенчатого СВЧнагрева, который обеспечивает высокую скорость нагрева и позволяет избежать неравномерности нагрева отдельных участков обрабатываемых изделий, так как обеспечивается
возможность перераспределения температур
путем теплопроводности материала при его
термостатировании.
Одной из особенностей СВЧ-обработки
является возможность быстрого и относительно равномерного (безградиентного) нагрева продукта по всему объему, который по
своей природе зависит не столько от теплофизических характеристик нагреваемого объекта, сколько от наличия в нем влаги и характера ее распределения по объему. Эта способность диэлектрического нагрева эффективно
используется в пищевой промышленности
при размораживании продуктов. Размораживание в СВЧ-поле позволяет в десятки раз ускорить процесс и в значительной степени сохранить качество пищевых продуктов. Потери
влаги у продуктов при размораживании в
СВЧ-поле незначительны. Хорошие результаты дают также комбинированные методы
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рущиц А.А., Щербакова Е.И.
размораживания СВЧ-нагрева с ультразвуком,
а также с методом обдува продукта холодным
воздухом [5, 14].
В работе Воробьева В.В. была разработана технология размораживания в поле СВЧ
гидробионтов, которая позволила сократить
время технологических процессов в 4–15 раз,
а также повысить пищевую и биологическую
ценность готовой продукции. Волокна и микроструктура мышечной ткани на клеточном
уровне сохраняются полнее и наиболее целостны, значения рН стабильны, денатурационные изменения белков незначительны, характеризуются повышенным уровнем растворимости саркоплазматической (на 16–20 %) и
миофибриллярной (на 19–27 %) фракций белкового азота и более высоким содержанием
эссенциальных аминокислот (метионина, цистеина, лейцина, изолейцина на 9–31 %), степень гидролиза и окисления липидов в 1,5–3
раза ниже, что обеспечивает повышенное
суммарное содержание полиненасыщенных
биологически активных жирных кислот с 3 на
8–16 % [5]. Аналогичные результаты получены при размораживании мяса в блоках СВЧэнергией.
В работе [9] предложен способ размораживания плодов яблок под действием СВЧэнергии. При этом продолжительность процесса размораживания сокращается более чем
в 20 раз, но увеличивается содержание сухих
веществ, улучшаются органолептические показатели размороженных плодов.
Из-за особенностей взаимодействия СВЧэнергии с пищевым сырьем и продуктами
сушка в СВЧ-поле обеспечивает равномерный
нагрев продукта, а эффективность процесса
практически не зависит от теплопроводности
сушильного материала и определяется только
влагосодержанием в продукте. Наиболее интенсивно нагреваются участки с большим содержанием влаги, но по мере уменьшения
влажности скорость нагрева снижается. Это
позволяет исключить перегревание продукта
и ухудшение органолептических показателей.
При этом существенно снижаются потери питательных веществ и в первую очередь витаминов. В результате объемного нагрева продуктов при микроволновой сушке вся свободная влага внутри преобразуется в пар. При
этом создается избыточное давление, в результате чего продукт увеличивается в объеме
и приобретает пористую структуру. Это имеет
большое значение в технологии продуктов
быстрого приготовления, например напитков,
2014, том 2, № 1
Применение СВЧ-нагрева в пищевой
промышленности и общественном питании
каш, супов на основе овощей, фруктов или
зерновых.
Наиболее перспективна комбинированная
сушка: конвективная подсушка и СВЧдосушка [6]. В аппаратах с СВЧ-источником в
5–10 раз увеличивается интенсивность процесса сушки комбикормов и зерна [7]. В работах Кретова И.Т., Белозерцева А.С. было
предложено использовать для вакуум-сублимационного обезвоживания пищевых продуктов энергию сверхвысокочастотного (СВЧ)
поля. Характер СВЧ-нагрева позволяет резко
интенсифицировать процессы тепло- и массообмена, так как прогрев продукта происходит
по всему объему и градиенты температуры и
влажности совпадают по направлению [8]. В
работах Казарцева А.Д., Антипова С.Т. обосновано преимущество использования СВЧэнергии для сушки семян кориандра по сравнению с конвективной сушкой [2].
При варке и бланшировании с использованием энергии СВЧ-поля сокращаются продолжительность обработки и потери пищевых
веществ. В работе Григорьевой Т.М. была
разработана сверхвысокочастотная установка
для варки измельченного мясного сырья.
Данная установка позволила увеличить производительность и снизить экономические
затраты [9].
Применение энергии СВЧ-поля для экстракции из растительного сырья масел позволяет ускорить процесс, добиться почти полного извлечения масел, а также сохранить пищевую и биологическую ценность готового
продукта [10, 11, 16]. Так, в работе Марколия
А.И. с соавторами предложена схема СВЧэкстракции биологически ценных компонентов из растительного сырья (листьев эвкалипта). Установлено, что под воздействием СВЧэнергии происходит максимально полное извлечение эфирных масел (до 99,5 %), а также
растворимых солей. При этом скорость экстракции выше, чем при экстракции водяным
паром. Интенсификация процесса экстракции
происходит за счет возникновения внутри
тканей избыточного давления вследствие парообразования. Образующиеся пары воды
«выталкивают» вещества из клеток на поверхность листьев [13].
СВЧ-нагрев также можно успешно использовать для обработки сырья с активными
ферментами (например, солодовые продукты,
зерно, семена растений), тем самым регулировать и добиваться нужных показателей активности ферментов [15]. Причем в зависимо11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
сти от режимов обработки можно увеличивать
активность, либо вызывать инактивацию
ферментов.
В сельском хозяйстве СВЧ-обработка семян перед посевом способствует увеличению
их всхожести и жизнеспособности. Стимулирующий эффект СВЧ-энергии объясняют возбуждением активных центров ферментов,
участвующих в процессах прорастания семян,
а также увеличением проницаемости клеточных мембран за счет образования свободных
радикалов, что способствует лучшему снабжению клеток кислородом и водой.
Большое распространение СВЧ-обработка
получила в хлебопекарной и кондитерской
промышленности. СВЧ-обработка широко
применяется для обеззараживания и улучшения пищевой ценности зерна. Основные аспекты в этом направлении хорошо описаны в
работах Юсуповой Г.Г., Юсупова Р.Х, Цугленок Н.В., Цугленок Г.И.
При воздействии СВЧ-поля со скоростью
нагрева 0,4–0,6 °С/с и экспозицией 60 с наблюдается обеззараживающий эффект при
сохранении, а по некоторым позициям и
улучшение продовольственных качеств зерна
и продуктов его переработки. СВЧ-обработка
продовольственного зерна пшеницы приводит
к повышению его хлебопекарных качеств за
счет улучшения физических свойств клейковины, также снижается содержание крахмала
в зерне пшеницы, увеличивается его гидролизуемость, что положительно влияет на хлебопекарные качества продукции [19, 20].
Похожий эффект обеззараживания можно
наблюдать при обработке сухофруктов, происходит полное обеззараживание сухофруктов от заспоренности видами родов Mucor,
Pйnicillium, Phomopsis и общего микробного
загрязнения [17].
При обработке дрожжевого полуфабриката электромагнитным полем сверхвысокой
частоты (микроволновое поле) интенсифицируется процесс брожения. Сильное электрическое поле, воздействуя при замесе, интенсифицирует процессы брожения теста и повышает скорости выделения СО2 и подъема теста при увеличении температуры от комнатной
до 30 °С [3].
Проведение процесса расстойки теста в
поле СВЧ при мощности 250-500 Вт в течение
10–40 с при производстве бараночных изделий сокращает продолжительность процесса и
позволяет существенно улучшить качество
готовой продукции [12].
12
При использовании выпечки в электромагнитном поле сверхвысокой частоты увеличивается темп нагрева и сокращается продолжительность тепловой обработки в 5–10
раз по сравнению с поверхностным нагревом,
исключается подгорание изделий, полнее сохраняется питательная ценность продукта,
увеличивается выход готовых изделий [18].
Обработка в СВЧ-поле готовых, мучных
кондитерских и хлебобулочных изделий подавляет активность плесневой микрофлоры,
что позволяет увеличить срок хранения изделий [4].
Заключение
Таким образом, изученные данные об использовании СВЧ-энергии в различных технологических процессах позволяют говорить
об эффективности данного физического метода обработки продуктов.
Применение СВЧ-нагрева, а также его
комплекса с другими физическими методами
и энергоносителями позволяют интенсифицировать технологические процессы, снизить
себестоимость готовой продукции, а также
повысить пищевую и биологическую ценность сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.
При этом до конца неизученными остаются механизмы воздействия СВЧ-энергии на
пищевые продукты.
Литература
1. Алтухов, И.В. Анализ способов сушки
пищевых продуктов / И.В. Алтухов, В.Д. Очиров // Вестник Иркутской Государственной
Сельскохозяйственной Академии. – 2009. –
№ 36. – С. 16–21.
2. Антипов, С.Т. Влияние значений напряженности электромагнитного поля на
процесс диэлектрической сушки семян кориандра / С.Т. Антипов, Е.А. Ширшов, Д.А. Казарцев // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2002. – № 9. – C. 50–51.
3. Арсланов, Ш. Влияние электрофизических воздействий на технологический процесс
хлебопечения / Ш. Арсланов // Хлебопродукты. – 2010. – № 11. – С. 56–57.
4. Ауэрман, Л.Я. Технология хлебопекарного производства: учебник. 9-е изд.; перераб.
и доп. / Л.Я. Ауэрман; под общ. ред. Л И. Пучковой. – СПб.: Профессия, 2005. – 416 с.
5. Воробьев, В.В. Научно-практические
основы создания эффективных технологий
производства высококачественных продуктов из гидробионтов с использованием электромагнитного поля СВЧ: дис. …д-ра техн.
наук / В.В. Воробьев. – М., 2005. – 398 с.
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рущиц А.А., Щербакова Е.И.
6. Григорьева, Т.М. Механизированная
СВЧ-установка для варки измельченных
птичьих потрохов / Т.М. Григорьева // Вестник Казанского государственного аграрного
университета. – 2011. – № 2. – С. 97–99.
7. Касьяненко, В.П. Обеззараживание зерна
и комбикормов в поле СВЧ: дис. … канд. техн.
наук / В.П. Касьяненко. – М., 2002. – 107 с.
8. Кондратьев, Д.В. Разработка способов
получения экстрактов из виноградных выжимок и их применение в технологии хлебобулочных изделий профилактического назначения: дис. … канд. техн. наук / Д.В. Кондратьев. – Пятигорск, 2009. – 156 с.
9. Кох, Д.А. Влияние процесса замораживания на плоды мелкоплодных яблок / Д.А.
Кох, Н.Н. Типсина // Современные проблемы
техники и технологии пищевых производств:
материалы XII международ. науч.-практ.
конф. – Барнаул, 2009. – С. 150–154.
10. Кретов, И.Т. Моделирование процесса
вакуум-сублимационной сушки пищевых продуктов в поле СВЧ / И.Т Кретов., А.И Шашкин., С.В. Шахов и др. // Известия высших
учебных заведений. Пищевая технология. –
2003. – № 5–6. – С. 65–68.
11. Орлов, В.В. Перспективы применения
микроволновой обработки жидких пищевых
продуктов / В.В. Орлов, А.С. Алферов // НИУ
ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». – 2006. – № 2 (2).
12. Патент 2422018 Российская Федерация, МПК С1 А21D 13/08, А21D 8/02. Способ
производства бараночных изделий с использованием СВЧ-энергии / И.Т. Кретов, С.В. Шахов, Р.В. Лазарев. – № 2010110960/13; заявл.
22.03.2010; опубл. 27.06.2011, Бюл. №18.
13. Патент 2216574 Российская Федерация, МПК С11 B 1/10. Способ экстракции
Применение СВЧ-нагрева в пищевой
промышленности и общественном питании
ценных веществ из растительного сырья с
помощью СВЧ-энергии / А.И. Марколия, Н.И.
Малых,
Л.Г.
Голубчиков
и
др.
–
№ 2002100236/13; заявл. 11.01.2002; опубл.
20.11.2003
14. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный
нагрев пищевых продуктов: учебное пособие /
И.А. Рогов, С.В. Некрутман. – М.: Агропромиздат, 1986. – 351 с.
15. Рущиц, А.А. Повышение качества мучных изделий с использованием светлого ячменного солода, обработанного СВЧ: дис. … канд.
техн. наук / А.А. Рущиц. – М., 2009. – 215 с.
16. Терлова, Е.А. Активация процесса
экстракции растительных масел в СВЧэлектромагнитном поле / Е.А. Терлова, В.Ю.
Кожевников // Вестник Саратовского государственного технического университета. –
2012. – № 2с. – С. 171–177.
17. Толмачева, Т.А. Влияние СВЧ-поля на
микрофлору и качественные показатели сухофруктов: дис. … канд. биол. наук / Т.А.
Толмачева. – Красноярск, 2004. – 136 с.
18. Ушакова, Н.Ф. Опыт применения
СВЧ-энергии при производстве пищевых продуктов / Н.Ф. Ушакова, Т.С. Копылова, В.В.
Касаткин, А.Г. Кудряшова // Пищевая промышленность. – 2013. – № 10. – С. 30–32.
19. Цугленок, В.Н. Обоснование технологического процесса и эффективных режимов
СВЧ-обеззараживания зерна при производстве зернового хлеба: дис. … канд. техн. наук /
В.Н. Цугленок. – Краснояск, 2004. – 122 с.
20. Юсупова, Г.Г. Применение энергии
СВЧ-поля для обеспечения безопасности и
улучшения качества продуктов растительного происхождения / Г.Г. Юсупова, Ю.И. Зданович, Э.И. Черкасова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2005. – № 7. – С. 27–29.
Рущиц Анастасия Андреевна. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и организация питания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, asuta80@mail.ru.
Щербакова Елена Ивановна. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и организация питания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, stekl_elena@mail.ru
Поступила в редакцию 26 января 2014 г.
2014, том 2, № 1
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 9–15
USE OF MICROWAVE HEATING IN FOOD INDUSTRY
AND PUBLIC CATERING
A.A. Rushchits, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
E.I. Shcherbakova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The paper gives an outline of the use of microwave heating in food production. Peculiarities of dielectric heating in comparison with traditional types of heat treatment are
examined. The advantages of microwave heating applied in various technological
processes are described.
Keywords: electrophysical method of processing, dielectric heating, microwave heating,
heat treatment.
References
1. Altuhov I.V., Ochirov V.D. [Analysis of Food Drying Techniques]. Vestnik Irkutskoj Gosudarstvennoj
Sel'skohozjajstvennoj Akademii [Vestnik of Irkutsk State Academy of Agriculture], 2009, no. 36, pp. 16–21. (in
Russ.)
2. Antipov S.T., Shirshov E.A., Kazarcev D.A. [Influence of Electromagnetic Field Strength Values on Dielectric Drying of Coriander Seeds]. Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja [Storage and Processing of Agricultural Raw Materials], 2002, no. 9, pp. 50–51. (in Russ.)
3. Arslanov Sh. [Electrophysical Influence on the process of Bread Making]. Hleboprodukty [Grain Products], 2010, no. 11, pp. 56–57. (in Russ.)
4. Aujerman L.Ja., Puchkovoj L.I. (Ed.) Tehnologija hlebopekarnogo proizvodstva [Technology of Bread
Making]. St. Petersburg: Professija Publ., 2005. 416 p.
5. Vorob'ev V.V. Nauchno-prakticheskie osnovy sozdanija jeffektivnyh tehnologij proizvodstva vysokokachestvennyh produktov iz gidrobiontov s ispol'zovaniem jelektromagnitnogo polja SVCh. Diss. dokt. tehn. nauk
[Effective Techniques of Producing High-quality Products from Hydrocoles with the Help of Superhigh Frequency Electromagnetic Field: Doct. Dis. (Engineering)]. Moscow, 2005. 398 p.
6. Grigor'eva T.M. [Mechanical Superhigh Frequency Facilities for Cooking Chopped Giblets]. Vestnik Kazanskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta [Vestnik of Kazan State Agrarian University], 2011, no. 2,
pp. 97–99. (in Russ.)
7. Kas'janenko V.P. Obezzarazhivanie zerna i kombikormov v pole SVCh. Diss. kand. tehn. nauk [Elaboration of Methods for Obtaining Extracts from Grape Pomace and Their Use in Therapeutic Bakery Products:
Cand. Dis. (Engineering)]. Moscow, 2002. 107 p.
8. Kondrat'ev D.V. Razrabotka sposobov poluchenija jekstraktov iz vinogradnyh vyzhimok i ih primenenie
v tehnologii hlebobulochnyh izdelij profilakticheskogo naznachenija. Diss. kand. tehn. nauk [Disinfection of
Seeds and Formula Feed in the Field of Superhigh Frequency: cand. dis. (Engineering)]. Pjatigorsk, 2009. 156 p.
9. Koh D.A., Tipsina N.N. [Influence of a Freezing Process on Small-fruited Apples]. Sovremennye problemy tehniki i tehnologii pishhevyh proizvodstv: mater. XII mezhdunarod. nauch.-prakt. konf. [Contemporary
Issues of Food Production Technology: Materials of XII International Research and Practical Conference]. Barnaul, 2009, pp. 150–154. (in Russ.)
10. Kretov I.T., Shashkin A.I., Shahov S.V., Chernyh V.B., Belozercev A.S. [Modeling of a Food Drying
Process by Vacuum Sublimation in the Superhigh Frequency Field]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Pishhevaja tehnologija [Proceedings of Higher Educational Institutions. Food Technology], 2003, no. 5–6, pp. 65–
68. (in Russ.)
11. Orlov V.V., Alferov A.S. [Prospects of Microwave Processing of Liquid Food]. NIU ITMO. Serija Processy i apparaty pishhevyh proizvodstv [Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Series “Processes and Equipment of Food Production”]. 2006, no. 2(2), pp. 52–54.
14
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рущиц А.А., Щербакова Е.И.
Применение СВЧ-нагрева в пищевой
промышленности и общественном питании
12. Kretov I.T., Shahov S.V., Lazarev R.V. Sposob proizvodstva baranochnyh izdelij s ispol'zovaniem
SVCh jenergii [Production of Ring-shaped Rolls Using Superhigh Frequency Energy]. Patent RF, 2422018,
MPK S1 A21D 13/08, A21D 8/02. № 2010110960/13; zajavl. 22.03.2010; opubl. 27.06.2011, Bjul. №18.
13. Markolija A.I., Malyh N.I., Golubchikov L.G. e. a. Sposob jekstrakcii cennyh veshhestv iz rastitel'nogo
syr'ja s pomoshh'ju SVCh jenergii [Extraction of the Goodness from Plant Raw Materials with the Help of Superhigh Frequency Energy]. Patent RF, 2216574, MPK S11 B 1/10. № 2002100236/13; zajavl. 11.01.2002;
opubl. 20.11.2003/
14. Rogov I.A., Nekrutman S.V. Sverhvysokochastotnyj nagrev pishhevyh produktov [Microwave Heating
of Food Products]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986. 351 p.
15. Rushhic A.A. Povyshenie kachestva muchnyh izdelij s ispol'zo-vaniem svetlogo jachmennogo soloda,
obrabotannogo SVCh. Diss. kand. tehn. nauk [Improvement of Pastries Quality Using Pale Barley Malt
Processed by Superhigh Frequency. Cand. Dis. (Engineering). – Moscow, 2009, 215 p.
16. Terlova E.A., Kozhevnikov V.Ju. [Activation of a Vegetable Oil Extraction Process in the Superhigh
Frequency Electromagnetic Field]. Vestnik Saratovskogo Gosudarstvennogo Tehnicheskogo Universiteta [Vestnik of State Technical University of Saratov], 2012, no. 2s, pp. 171–177.
17. Tolmacheva T.A. Vlijanie SVCh polja na mikrofloru i kache-stvennye pokazateli suhofruktov. Diss.
kand. biol. nauk [Influence of the Superhigh Frequency Field on Microflora and Qualitative Indicators of Dried
Fruit: Cand. Dis. (Biology)]. Krasnojarsk, 2004. 136 p.
18. Ushakova N.F., Kopylova T.S., Kasatkin V.V., Kudrjashova A.G. [Use of Superhigh Frequency Energy
in Food Production]. Pishhevaja promyshlennost' [Food Industry], 2013, no. 10, pp. 30–32.
19. Cuglenok V.N. Obosnovanie tehnologicheskogo processa i jef-fektivnyh rezhimov SVChobezzarazhivanija zerna pri proizvodstve zernovogo hleba: dis. kand. tehn. nauk [Bases of Technological
Process and Effective Modes of Superhigh Frequency Disinfection of Seeds in Production of Cereal Bread:
Cand. Dis. (Engineering)]. Krasnojask, 2004. 122 p.
20. Jusupova G.G., Zdanovich Ju.I., Cherkasova Je.I. [Use of the Energy of a Superhigh Frequency Field
for Vegetable Food Safety and Quality Improvement]. Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja [Storage and
Processing of Agricultural Raw Materials], 2005, no. 7, pp. 27–29.
Rushchits Anastasia Andreevna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department of
Catering Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, E-mail: asuta80@mail.ru
Shcherbakova Elena Ivanovna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department of
Catering Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, E-mail: stekl_elena@mail.ru
Received 26 January 2014
2014, том 2, № 1
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 658. 87: 339. 16
ББК У9(2)30
ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ
МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА В РОССИИ
М.Р. Юсупов
Статья посвящена проблемам становления системы менеджмента
качества в России. Рассмотрены основные этапы и их характеристика,
проанализированы основные нормативные акты в области менеджмента
качества.
Ключевые слова: система менеджмента качества, стандартизация,
госстандарт.
Современная
экономическая
модель
предъявляет новые требования к качеству выпускаемой продукции. Это связано с тем, что
выживаемость любой компании, ее устойчивое положение на рынке товаров и услуг определяется уровнем конкурентоспособности
ее продукции.
В настоящее время, в связи с
возрастанием
сложности
продукции,
проблема обеспечения качества значительно
обострилась. В связи с этим, интересны
исторические аспекты становления системы
менеджмента качества в нашей стране. На
наш взгляд, четко прослеживаются три
основных этапа:
– имперский – XVIII–XIX вв., для
которого характерно зарождение системы
управления качеством и появление первых
нормативных актов в области менеджмента
качества; это период коренных преобразований
Петра I, время многочисленных войн, которые
ведет Российская империя. Это обусловило
появление первых попыток контроля качества
в военной промышленности, а именно
контроля за продукцией для армии. В XIX в.
развитие процесса стандартизации связано с
бурным экономическим подъемом, временем
строительства железных дорог, проката
металла;
– советский – 1917-1991 гг. – формирование управления качеством как самостоятельной области знаний; выстроена четкая государственная система менеджмента качества,
основанная на тотальной борьбе за качество
выпускаемой продукции в рамках командноадминистративной системы с использованием
мер карательного характера;
– современный – 1991-2013 гг. – до вступления России во Всемирную торговую организацию; действует государственная система
16
стандартизации
Российской
Федерации;
сформировалось интегральное понимание качества как многоаспектной социальноэкономической категории, распространяющейся на все сферы жизнедеятельности человека.
Одним из первых примеров введения
стандартов качества на Руси является Указ
царя Ивана Грозного об установлении норм
размеров пушечных ядер. Указом вводились
стандарты калибров (кружал) для измерения
пушечных ядер [1].
Также известны попытки установления
стандартов при строительстве храмов и церквей. Так, например, при постройке собора Покрова Божией Матери на Рву использовались
фигурные кирпичи 18 типов, а церковь Вознесения в Коломенском была построена из кирпичей 9 типов [2, с. 18].
Появление более детальной нормативной
базы в области качества приходится на период
правления Петра I. Начинают внедряться элементы стандартизации для повышения качества выпускаемой отечественной продукции.
Классическим является пример о постройке флота для Азовского похода. 22 галеры были построены по единому образцу.
Это позволило провести работы качественно
и в срок.
В Указе Петра I от 15 января 1712 № 2486
определялись требования к качеству оружия,
системе контроля качества, надзору государства за качеством и установлению мер наказания за выпуск дефектной продукции. Данным Указом установлено, что на тульских заводах изготавливать в год 15000 фузей с ножнами из сибирского железа, пистолеты, палаши и ножи. «А ружье как драгунское так и
солдатское, также и пистолеты… делать одним калибером» [3].
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Юсупов М.Р.
Интересен Указ Петра I от 11 января 1723
года. Приведем текст Указа полностью. «Повелеваю хозяина Тульской фабрики Корнилу
Белоглазова бить кнутом и сослать на работу
в монастыри, понеже он, подлец, осмелился
войску Государства продавать негодные пищали и фузеи. Старшину альдермалов Фрола
Фукса бить кнутом и сослать в Азов, пусть не
ставит клейма на плохие ружья. Приказано
оружейной канцелярии из Петербурга переехать в Тулу и денно и нощно блюсти исправность ружей. Пусть дьяки и подьячий смотрят, как альдермалы клейма ставят. Буде сомнение возьмет, самим проверить осмотром и
стрельбою. А два ружья каждый месяц, стрелять, пока не испортятся. Буде заминка в войске приключаться при сражении, по недогляду дьяков и подьячих, бить оных кнутьями по
оголенному месту, Хозяину – 25 кнутов и пени по червонцу за ружь. Старшине альдермала бить до бесчувствия. Старшего дьяка отдать в унтер-офицеры. Дьяка отдать в писари.
Подьячего лишить воскресной чарки сроком
на один год. Новому хозяину ружейной фабрики Демидову повелеваю построить дьякам
и подьячим избы не хуже хозяйской, чтоб были. Буде хуже, пусть Демидов не обижается.
Повелеваю живота лишить».
Данным Указом были наказаны работники, допустившие поставку некачественного
оружия войскам. Кроме того, принято правильное решение о том, что контролирующие
качество организации должны находиться непосредственно на производстве.
На донесении интенданта Адмиралтейской коллегии Потемкина «О судовом строении и куда оным ход иметь», император Петр
I утверждает образцы строительства судов с
закреплением таких качественных параметров
как длина киля, плотность доски. Кроме того,
устанавливалось время рубки леса для судов и
его обязательной усушки в течение двух лет
[4, с. 6–7].
XVIII век дал нам еще один удивительный пример совершенствования качества
продукции на оружейных заводах. В 1761 году была разработана инструкция графа Шувалова для Тульского оружейного завода для
мер и лекал, «по которым каждый с пропорцией каждую вещь проверить мог» [1].
Одним из важных элементов повышения
качества продукции является уровень образования рабочих и мастеровых. Этому большое
внимание уделялось на уральских заводах в
XVIII в.
2014, том 2, № 1
История становления системы
менеджмента качества в России
В 1725 году правительство Екатерины I
принимает решение «с приписных слобод и
заводов рекрутов не брать, а сколько когда по
генеральным
расположениям
надлежит
быть… то оных определять в заводские работы и обучать всякому мастерству» [6, с. 62].
В.Н. Татищев стоял у истоков создания
профессионального образования на Урале для
горнозаводской промышленности. Для решения проблемы нехватки квалифицированных
специалистов решалась задача повышения
уровня грамотности кадров на месте, не дожидаясь приезда специалистов из других регионов страны. «На заводах и в каждой слободе построить избы с сенями… поставить
столы и лавки, и … обучать ребят», – писал
В.Н. Татищев [5].
Поскольку желающих обучаться в таких
школах не было, создается, выражаясь современным языком, социальный пакет. Был установлен рацион обучающимся по полтора пуда
муки в месяц, выдавался один рубль в год на
одежду. Кроме того, давалось освобождение
от военной службы.
Выпускники горнозаводских школ получали профессии уставщиков, лаборантов, мастеров, штейгеров, что, безусловно, способствовало более высокое качество выпускаемой
продукции уральскими заводами.
Все это давало свои результаты. По своему качеству железо уральских заводов было
лучшим не только в России, но и в Европе.
Демидовы строили водо-действующие доменные заводы на Урале, используя последние
достижения техники, опережая Европу.
Таким образом, в XVIII в. на Урале был
создан мощный промышленный металлургический район, а уральские заводы были крупнейшими
сложными
с
техникоэкономической точки зрения, предприятиями.
В XIX веке продолжилась серьезная
работа в области повышения качества в
различных сферах экономики и в военном
деле. После первых успехов в кораблестроении
эпохи Петра I, был период перемежающихся
взлетов и спадов. В 1816 г. адмирал А.С. Грейг
был
назначен
главнокомандующим
Черноморским
флотом.
Благодаря
его
активной деятельности была улучшена
конструкция
кораблей,
разработана
и
усовершенствована техническая документация,
технологические
процессы.
Заслугой
командующего следует считать снижение
затрат
на
строительство
кораблей
с
одновременным
повышением
качества
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
судостроения,
благодаря
переходу
на
контрактную систему подрядов с частными
судостроительными компаниями, которые
отбирались на конкурентной основе в
соответствии с предложениями, поданными
подрядчиками. А.С. Грейг повысил качество
такого важного строительного материала, как
древесины, на которую приходилось от 60 до
80 % стоимости всего корабля, а также
внедрил
усовершенствованные
методы
сохранности судов [6, c. 98].
Дальнейшее развитие торговых связей с
государствами Европы и развитие рыночных
отношений внутри страны требовали упорядочить русские меры и весы. Государственная
служба мер и весов была учреждена в 1845
году, после принятия в 1842 году Положения
о мерах и весах, согласно которому на всей
территории России вводилась единая система
российских мер и весов. Изготовлены образцы русских национальных мер – сажени и
фунта. Было создано первое метрологическое
учреждение России – Депо образцовых мер и
весов, преобразованное в 1893 году в Главную палату мер и весов. Деятельность палаты
осуществлялась в двух направлениях – метрологическое – обеспечение единства мер,
создание надежных методов измерений и их
эталонов и поверочное – обеспечение единообразия и верности, применяемых в стране
мер и измерительных приборов.
В 1892 г. во главе государственной
службы мер и весов был утвержден Д.И.
Менделеев.
Пятнадцать
лет
он
был
управляющим Главной Палаты мер и весов –
центральным метрологическим учреждением
России. Под его руководством было
разработано новое «Положение о мерах и
весах», введенное в действие с 1899 г. Новый
закон предусмотрел организацию первого
государственного специального поверочного
учреждения из сети региональных палаток,
обеспечивающих единство и однообразие мер
в России. Палатки предполагалось устроить в
торгово-промышленных и приборостроительных центрах – Петербурге, Москве, Туле,
Муроме, Нижнем Новгороде, Саратове,
Ростове-на-Дону, Уфе, Екатеринбурге и других
городах России.
Стоит отметить установление в 1860 году
единого размера железнодорожной колеи и
утверждение габаритных норм приближения
строений и подвижного состава. Для страны, в
которой начался промышленный переворот и
железнодорожный бум, это было очень важно.
18
В 1889 году были приняты первые технические условия на проектирование и сооружение железных дорог, а в 1898 году – единые технические требования к поставке основных материалов и изделий для нужд железнодорожного транспорта.
В XIX веке в России были учреждены
специальные призы и награды за качество.
Ими отмечались как российские, так и зарубежные товары на ярмарках, выставках. Таким образом, обществом и государством признавалась успешная деятельность предприятий, выпустивших ту или иную продукцию.
Российские товары с успехом экспонировались за границей. Например, Каслинский чугунный павильон завоевал высшую награду
на Всемирной выставке в Париже в 1900 году,
и стал одним из выдающихся примеров международного признания российского мастерства. Подобные награды способствовали постоянному улучшению качества изделия.
Высшей формой признания качества изделий
на российских выставках было разрешение
использовать на них государственный герб.
Развитие процесса стандартизации было
связано с бурным экономическим подъемом
страны во второй половине XIX века. В это
время показателем промышленного роста был
уровень развития железных дорог, железнодорожного транспорта, проката черных металлов, военного производства. Характерной
особенностью функционирования российских
национальных стандартов и единых требований к качеству продукции на этом этапе было
одновременное распространение трех измерительных систем – аршинной, дюймовой и
метрической. Это было связано с рядом факторов, но в определенной степени с большим
количеством иностранных концессий, пользующихся собственными стандартами, что
вносило разнобой в процесс производства
продукции, затрудняло контроль ее качества.
После революции 1917 года советское
правительство признает необходимость внедрения и использования стандартизации. Раздираемая классовыми противоречиями и гражданской войной страна находит силы и время для таких вопросов, как качество и стандартизация.
В 1918 году подписан декрет Совета Народных Комиссаров «О введении Международной метрической системы мер и весов»
[7]. Это серьезный шаг по созданию отечественной стандартизации. И уже в 1925 году,
претворяя в жизнь решения III съезда Сове-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Юсупов М.Р.
тов, создается Комитет по стандартизации
при Совете Труда и Обороны [8, с. 4].
На Комитет возлагалось руководство работами по стандартизации в России и утверждение стандартов, обязательных для всех
отраслей советского народного хозяйства.
В 1925 году Совет Труда и Обороны принимает постановление о стандартизации экспортируемых товаров, создается Бюро промышленной стандартизации [9, с. 9].
В 1926 году утверждается первый общесоюзный стандарт ОСТ 1 «Пшеница. Селекционные сорта зерна. Номенклатура». Начиная с этого времени, Советская Россия начинает принимать участие в деятельности международных организациях, занимающихся
стандартизацией (ISA).
Постановление ЦК и СНК СССР от 23
ноября 1929 г. «Об уголовной ответственности
за
выпуск
недоброкачественной
продукции и несоблюдения стандартов»
устанавливает
официальный
характер
стандартов [10].
К 1932 году в народном хозяйстве СССР
насчитывалось около 5000 действующих
стандартов, а в 1933 – 1937 гг. было
утверждено еще около 4600.
В 1940 г. стандартизация была передана в
ведение единого органа – Всесоюзного
Комитета по стандартизации при СНК СССР
(ВКС). Наименование стандартов ОСТ
заменяется на ГОСТ – Государственный
общесоюзный
стандарт.
Именно
в
государственных
стандартах
задавались
требования к качеству продукции. В 1940 году
вышел Указ Президиума Верховного Совета
СССР «Об ответственности за выпуск
недоброкачественной или некомплектной
продукции и несоблюдение обязательных
стандартов предприятиями» [11].
Кроме того, для планомерного повышения качества выпускаемой продукции правительство вводит аттестацию промышленной
продукции по высшей, первой и второй категории качества и присвоение Государственного знака качества.
Необходимо отметить, что все вышеназванные мероприятия не приводили к желаемому результату, так как всё это проводилось
без системного подхода и лишь на одной стадии жизненного цикла изделия – стадии производства. В 1975 году в СССР действовало
более 20 тысяч стандартов, которые охватывали основные виды промышленной и сельскохозяйственной продукции. Принято более
2014, том 2, № 1
История становления системы
менеджмента качества в России
15 тысяч отраслевых стандартов и свыше 100
тысяч технических условий. Практика показывает, что только системный подход управления качеством позволяет добиваться положительных результатов.
В 70–80-х гг. специалисты Госстандарта
СССР в сотрудничестве с различными министерствами и ведомствами изучали и выявляли общие принципы и методы в управлении
качеством продукции. Результатом проведенных исследований было создание единых
принципов построения Комплексной системы
управления качеством продукции.
Цель данной системы – создание продукции, соответствующей мировым аналогам с
учетом достижений науки и техники. Развивалось метрологическое обеспечение производства, многоступенчатый анализ дефектов и
статистический контроль качества. Создавались группы качества, разрабатывались программы качества, вводились в программы
обучения дисциплины по стандартизации и
сертификации, проводилась совокупность
технических, организационных, экономических, социальных мероприятий, регламентированных стандартами предприятия.
В 1978 году были разработаны и утверждены Госстандартом основные принципы
«Единой системы государственного управления качеством продукции».
При переходе к рыночным условиям исчезли директивные методы управления, появилась конкуренция товаропроизводителей,
которые напрямую ощутили требования мирового сообщества к качеству продукции.
Советский этап истории развития управления качества был более логичен, и сделана
попытка построить четкую вертикаль по отслеживанию качества продукции, вплоть до
введения уголовной ответственности к нарушителям законодательство о качестве и стандартизации.
На становление отечественной практики в
области качества большое влияние оказывала
система управления качеством европейских
государств. Мы констатируем, что проникновение и распространение инновационного
опыта западных моделей очевидно. Вместе с
тем, Россия накопила собственный богатейший
опыт в этом направлении. Диффузия европейских инноваций в России происходила через
общение российских инженеров, мастеров при
освоении различных производственных процессов со своими европейскими партнерами в
XVIII–XIX вв. XX и XXI столетия открыли
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
новые горизонты в управлении
качеством системы
в
Этапы становления
качества в России
связи с более тесным сотрудничеством экономикХронологические
ведущих мировых держав,
а качество
проХарактеристика
этапа
Основные нормативные акты
рамки
дукции стало одним из двигателей торговли.
Первый этап
Зарождение системы управУказ Петра I от 15.01.1712 г. о требованиях к качеЭтапы становления
системы
менеджмента
(имперский)
ления
качеством
в России и
ству оружия;
качества
в вв.
России представлены
в таблице,
XVIII–XIX
появление первых
нормаУказ Петра I от 11.01.1723 г. о наказании за поставгде определены хронологические
и меха- ку некачественного оружия;
тивных актов врамки
области
качества.
Инструкция графа Шувалова для тульского оружейрактеристика этапов, анеджмента
также перечислены
Второй этап
(советский)
1917–1991 гг.
Формирование управления
качеством как самостоятельной области знаний.
Выстроена четкая государственная система менеджмента качества, основанная
на тотальной борьбе за качество выпускаемой продукции в рамках командноадминистративной системы
с использованием мер карательного характера.
Третий этап
1991–2013 гг.
В нашей стране сформировалась Государственная система стандартизации Российской Федерации. Сформировалось
интегральное
понимание качества как
многоаспектной социальноэкономической категории,
распространяющейся на все
сферы жизнедеятельности
человека.
20
ного завода;
Положение о мерах и весах 1842 г.;
Создание Главной палаты мер и весов 1893 г.;
Положение о мерах и весах 1899 г.;
Технические условия на проектирование и сооружение железных дорог 1889 г.;
Единые технические требования к поставке основных материалов и изделий для ж/д транспорта
1898 г. и др.
Декрет СНК о введении Международной метрической системы мер и весов 1918 г.;
Создание Комитета по стандартизации при Совете
Труда и Обороны 1925 г.;
Первый общесоюзный стандарт ОСТ 1. Пшеница,
Селекционные сорта зерна. Номенклатура 1926 г.;
Указ Президиума ВС СССР об ответственности за
выпуск недоброкачественной продукции и несоблюдение обязательных стандартов предприятиями
1940 г.;
1950-е гг. распространение саратовской системы
организации бездефектного изготовления продукции;
Утверждение Госстандартом Единой системы государственного управления качеством продукции
1978 г. и др.
1993 г. принятие Федерального закона «О стандартизации»;
ГОСТ Р 1.0-92 Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения;
ГОСТ Р 1.2-92 Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки
государственных стандартов;
ГОСТ Р 1.3-92 Государственная система Российской
Федерации. Порядок согласования, утверждения и
регистрации технических условий;
ГОСТ Р 1.4-92 Государственная система Российской
Федерации. Стандарты предприятия. Общие положения;
ГОСТ Р 1.5-92 Государственная система Российской
Федерации. Общее требование к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов.
В России действуют три государственных стандарта:
ГОСТ 40.9001-88 «Система качества. Модель для
обеспечения качества при проектировании и (или)
разработке, производстве, монтаже и обслуживании»;
ГОСТ 40.9002.-88 «Система качества. Модель для
обеспечения качества при производстве и монтаже»;
ГОСТ 40.9003-88 «Система качества. Модель для
обеспечения качества при окончательном контроле
и испытаниях»
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Юсупов М.Р.
История становления системы
менеджмента качества в России
основные нормативные акты, принятые в данное время.
В современной экономике конкурентоспособность фирмы зависит от качества менеджмента организации. Стабильное и успешное развитие зависит от отлаженной системы управления, которая должна отвечать
мировым стандартам. Особую актуальность
проблемам качества придает членство России
во Всемирной торговой организации и появления конкуренции со стороны иностранных
компаний.
Рассматривая в дальнейшем историю становления системы менеджмента качества в
России, мы исследуем следующий период
постсоветской истории и попытаемся понять,
что сегодня мешает адекватному восприятию
новой бизнес-философии и внедрению инновационных методов и подходов управления
качеством в нашей стране.
Литература
1. Владимиров, В.Л. Беседы о метрологии
/ В.Л. Владимиров. – М.: Изд-во стандартов,
1988. – 159 с.
2. Мельников, В.Г. Основы стандартиза-
ции, допуски, посадки и технические измерения / В.Г. Мельников, Л.С. Казанов. – М.:
Высшая школа, 1978. – 253 с.
3. Полное собрание законов Российской
империи. Собрание первое. Т. IV. 1700–1712. –
СПб., 1830. – С. 805–806.
4. Полное собрание законов Российской
империи. Собрание первое. Т. VII. 1723–1727.
– СПб., 1830. – С. 6–7.
5. Татищев, В.Н. Записки, письма. 1717–
1750 гг. / В.Н. Татищев. – М.: Наука, 1990. –
С. 62.
6. Крючков, Ю.С. Алексей Самуилович
Грейг / Ю.С. Крючков. – М.: Наука, 1984. –
104 c.
7. Известия ВЦИК. – 1918. – 14 сентября.
– № 199.
8. Сапаров, В.Е. Системы стандартов в
электросвязи и радиоэлектронике / В.Е. Сапаров, Н.А. Максимов. – М.: Радио и связь,
1985. – 248 с.
9. Вилкова, С.А. Основы технического регулирования / С.А. Вилкова. – М.: ИЦ «Академия», 2006. – 207 с.
10. Собрание законов СССР. – 1930. –
№ 2. – С. 9.
11. Ведомости ВС СССР. – 1940. – № 23.
Юсупов Марат Романович. Кандидат исторических наук, доцент, начальник учебного отдела института экономики, торговли и технологий, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, lotos6819@bk.ru.
Поступила в редакцию 23 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 16–22
HISTORY OF FORMATION OF A QUALITY MANAGEMENT
SYSTEM IN RUSSIA
M.R. Yusupov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The article covers the problems of a quality management system in Russia. The
author deals with main stages of its formation and their description. Main statutory
regulations in quality management are analyzed.
Keywords: quality management system, standardization, state standard.
2014, том 2, № 1
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обзорные статьи
References
1. Vladimirov V.L. Besedy o metrologii [Talks about Metrology]. Moscow, Standartinform Publ., 1988.
159 p.
2. Mel'nikov V.G., Kazanov L.S. Osnovy standartizacii, dopuski, posadki i tehnicheskie izmerenija [Fundamentals of Standardization, Tolerance, Fit and Technical Metrology]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1978.
253 p.
3. Polnoe sobranie zakonov Rossijskoj imperii. Sobranie pervoe. T. IV. 1700–1712 [Complete Collection of
Laws of the Russian Empire. Collection 1. Vol. IV. 1700–1712]. St. Petersburg, 1830, pp. 805–806.
4. Polnoe sobranie zakonov Rossijskoj imperii. Sobranie pervoe. T. VII. 1723–1727 [Complete Collection
of Laws of the Russian Empire. Collection 1. Vol. VII. 1723–1727]. St. Petersburg, 1830, pp. 6–7.
5. Tatishhev V.N. Zapiski, pis'ma. 1717–1750 gg. [Notes and Letters. 1717–1750]. Moscow, Nauka Publ.,
1990, pp. 62.
6. Krjuchkov Ju.S. Aleksej Samuilovich Grejg. Moscow, Nauka Publ., 1984. 104 p.
7. Izvestija VCIK [Proceedings of All-Russian Central Executive Committee], 1918, 14 September, no.
199.
8. Saparov V.E., Maksimov N.A. Sistemy standartov v jelektrosvjazi i radiojelektronike [Systems of Standards in Telecommunications and Radioelectronics]. Moscow, Radio i svjaz' Publ., 1985. 248 p.
9. Vilkova S.A. Osnovy tehnicheskogo regulirovanija [Principles of Technical Regulation]. Moscow, Akademiya Publ., 2006. 207 p.
10. Sobranie zakonov SSSR [Collection of Laws of the Union of Soviet Socialist Republics], 1930, no. 2,
pp. 9.
11. Vedomosti VS SSSR [Gazzette of the Supreme Soviet of the Union of Soviet Socialist Republics], 1940,
no. 23.
Yusupov Marat Romanovich, Candidate of Science (History), associate professor, head of the academic
department in the Institute of Economics, Trade and Technologies, South Ural State University, Chelyabinsk,
lotos6819@bk.ru.
Received 23 January 2014
22
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
УДК 637.5:641.3:613.26
ББК У9(2)421.51
ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ
БЕЛКОВЫХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ
С.П. Меренкова, Т.В. Савостина
Статья посвящена разработке технологий, позволяющих получать мясопродукты с высокой пищевой ценностью с использованием дополнительных
источников белка. В статье автор описывает преимущества и недостатки производства комбинированных продуктов на основе мяса и белковых добавок
растительного происхождения. Проведены исследования пищевой ценности и
аминокислотного состава мясных изделий, содержащих добавки соевого белка,
функционально-технологических и органолептических характеристик комбинированных мясных продуктов.
Ключевые слова: соевые белки, функционально-технологические свойства,
белковый изолят, мясные полуфабрикаты, копчено-вареные изделия, пищевая
ценность, биологическая ценность, незаменимые аминокислоты.
Введение
Для увеличения объемов производства
мясных изделий, сохранения и стабилизации
качества продукта наряду с основным сырьем
применяют различные белковые добавки растительного происхождения, по своим свойствам приближающиеся к мышечным белкам.
Соя – уникальное растение с высоким содержанием биологически активного и высокопитательного белка. Цельные соевые бобы отличаются значительным содержанием высококачественного белка, жиров, углеводов, клетчатки, полиненасыщенных жирных кислот,
минеральных веществ и витаминов групп B, D,
E. Кроме того, в состав бобов входят биологически активные вещества: фитостеролы, флаваноиды, сапонины. Соевые продукты обладают важными лечебно-профилактическими
свойствами, они оказывают противоопухолевое, антисклеротическое воздействие на организм человека, стимулируют работу сердечнососудистой системы, снижают уровень холестерина в крови, содержат мало калорий, рекомендованы людям, больным диабетом. Благодаря этим свойствам продукты переработки
сои широко используются в технологии специальных продуктов для диетического и профилактического питания [1, 2].
Предшествующий опыт создания продуктов из соевых бобов и новейший период их
промышленной переработки доказали, что из
семян данной культуры можно получить ши2014, том 2, № 1
рокую гамму белковых продуктов, используемых в питании человека.
Одной из важнейших задач пищевой индустрии является разработка технологий, позволяющих получать продукты с высокой
пищевой ценностью, одновременно недорогие
и доступные, с использованием новых и дополнительных источников белка. Соевые белки отличаются наиболее высокой среди растительных источников биологической ценностью. Полноценность аминокислотного состава белков сои сопоставима с их содержанием
в белках мышечной ткани. Это качество соевых белков позволяет оперативно решать
актуальную проблему улучшения белкового
питания населения страны.
На сегодняшний день при производстве
мясных продуктов широко используют соевую муку, концентраты, изоляты, соевое молоко, текстурированный соевый белок. При
переработке питательная ценность и химическая структура белка сои не изменяется, а изменяется лишь физическая форма. В современных технологиях используют различные
виды модифицированных соевых белков с
высокими функциональными свойствами.
После экстракции масла из соевых бобов
получают обезжиренные хлопья с содержанием белка 52–55 %. Обезжиренные хлопья являются основным сырьем, из которого получают соевую муку, крупу, концентраты, изоляты и текстурированные формы. Производ23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
ство экструдированной сои заключается в
прохождении измельченных хлопьев через
экструдер, где они подверга.тся действию высоких температур и давления [4].
Концентратом из соевых семян называют
продукт, полученный путем удаления водорастворимых небелковых компонентов, с содержанием белка около 70 %. Технология
предусматривает извлечение из обезжиренного соевого лепестка, муки или крупы растворимых углеводов, минеральных солей, низкомолекулярных веществ, нежелательных вкусовых компонентов. Основные фракции белков остаются в нерастворимом состоянии.
Удаление основной части растворимых компонентов улучшает вкус и повышает функциональные свойства белка.
Наиболее концентрированной формой
белков являются изоляты, содержание сырого
протеина в них не менее 85–90 %. В процессе
производства изолированные белки отделяются от нерастворимых полисахаридов и от
растворимых безазотистых экстрактивных
веществ, при этом происходит осаждение
белков из экстракта. Для изготовления изолятов применяют соевый шрот с высокой степенью растворимости и индексом диспергируемости белка.
Постоянно увеличивающийся ассортимент белковых изолятов условно подразделяют на две группы. R первой группе относят
изоляты, молекулярные свойства которых модифицированы вследствие изменения степени
ионизации ионогенных групп белков при образовании различных солей, а также при смешивании изолятов с различными добавками
(эмульгаторы, витамины, минеральные соли).
Во вторую группу входят изоляты, молекулярная масса которых модифицирована в
процессе энзимного или химического гидролиза. Функциональные свойства белковых
изолятов определяются их средней молекулярной массой, глубиной гидролиза, характером и степенью ионизации, химической природой применяемых добавок.
Текстурированные белковые продукты
приготавливают из белкового сырья, с приданием ему структурной однородности и определенной структуры, которая в технологическом процессе подвергается гидратации. Текстурированные продукты вырабатывают методом экструзии, когда увлажненное белковое
сырье подвергается пластическому течению
при комбинированном воздействии давления,
тепла и механических сдвиговых напряжений.
24
В результате происходит денатурация белков,
растяжение и деструкция перерабатываемого
сырья, формование конечного продукта, разрезание его на куски требуемого размера и
экзотермическое расширение экструдата. Для
имитации цвета, вкуса и текстуры разных видов мяса и мясных изделий текстурированные
белки могут иметь разную форму, цвет и вкус,
различную степень регидратации. В зависимости от назначения вырабатывают текстурированные продукты различной грануляции:
крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые. Соевые текстураты применяют в
мясной индустрии в основном в качестве наполнителей [5].
Белковые препараты, применяемые в
мясной индустрии, должны обладать высокой
степенью растворимости в водной фазе, гелеобразующими и эмульгирующими свойствами. Для получения стабильной структуры
фарша колбасных изделий, рубленных полуфабрикатов необходимо, чтобы в системе
присутствовало достаточное количество стабилизирующих веществ. Особенно это актуально при использовании мясного сырья пониженного качества (мороженного, после
длительного хранения, с высоким содержанием соединительной ткани и жира). Изолированные, текстурированные соевые белки используют в технологии мясопродуктов для
замены дорогостоящего миофибриллярного
белка, для производства колбасных изделий
из низкосортного мяса [3, 6].
В настоящее время рынок мясных изделий перенасыщен. Выжить в жестокой конкурентной среде могут лишь те производители,
которые выпускают продукцию стабильного
качества с уникальными органолептическими
характеристиками. На потребительские свойства мясопродуктов влияет большое количество факторов: качество исходного сырья, соответствие параметров технологического
процесса, соблюдение условий транспортирования и хранения. В век пищевых технологий
немаловажную роль играет оригинальность
рецептуры изделий, функциональность используемых пищевых добавок.
Материалы и методы исследований
В настоящее время мясная промышленность вырабатывает обширный ассортимент
деликатесных изделий, мясных рубленых полуфабрикатов из традиционного сырья. Производство комбинированных продуктов на
основе мяса и белковых добавок растительного происхождения позволяет получить про-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Меренкова С.П., Савостина Т.В.
Практические аспекты использования
растительных белковых добавок в технологии мясных продуктов
дукты с улучшенными органолептическими
характеристиками, обогащенным белковым и
аминокислотным составом при снижении себестоимости их выработки.
Целью нашего исследования являлось
проведение анализа рецептуры деликатесных
изделий, вырабатываемых с применением
функциональных добавок, исследование технологических характеристик мясного сырья,
изучение пищевой и биологической ценности,
а также органолептических характеристик
мясных изделий, производимых с использованием растительного белка.
Материалом для исследования служили
пробы деликатесных изделий из свинины, выработанные согласно ТУ 9213-019-5461551903 «Продукты из свинины и говядины вареные и копчено-вареные» колбасным цехом
«Новосинеглазово»: карбонад «Славянский» и
окорок «Купеческий». В анализируемых объектах были проведены исследования рецептурного состава, органолептических и физико-химических характеристик.
Кроме того, нами был проведен анализ
функционально-технологических свойств мясного фарша, а также пищевой и биологической
ценности мясных рубленных полуфабрикатов,
вырабатываемых с добавлением растительного
белка предприятием ИП Сарсенов (Еткульский
район Челябинская область). Объектами исследований служили мясопродукты следующих
наименований: шницель «Московский», котлета
«Домашняя», бифштекс «Городской», содержащие в свом составе 6–10% изолированного
соевого белка «Супро +50».
Результаты исследования и их обсуждение
Колбасный цех «Новосинеглазово» специализируется на производстве деликатесных
изделий из свинины и мяса птицы, уникальность технологии производства которых заключается в использовании в рецептуре студнеобразующих, влагосвязывающих, цветообразующих пищевых добавок, разработанных
ЗАО «Могунция-Интеррус», обуславливающих привлекательный внешний вид, консистенцию, вкус и запах готовой продукции.
Схема производства состоит из пяти основных операций: подготовка сырья, подготовка
вспомогательных материалов, посол сырья,
формование изделий и термообработка.
Для приготовления деликатесных изделий
из свинины применяют свинину беконной и
мясной упитанности в охлажденном и мороженном состоянии. На разделку, обвалку и
жиловку поступает охлажденное или размо2014, том 2, № 1
роженное сырье с температурой в толще
мышц (2±2) °С. Для производства карбонада
«Славянского» от спинно-реберного отруба
выделяют длиннейшую мышцу спины и поясницы по линии расположения остистых отростков поясницы с толщиной шпика не более
0,5 см. Для окорока «Купеческого» используют мышцы тазобедренного отруба (среднеягодичную, двуглавую, четырехглавую мышцу) с толщиной шпика не более 2,5 см в шкуре или без шкуры. Края мышцы заравнивают,
кости, хрящи и сухожилия удаляют.
Рассол, используемый для шприцевания,
имеет сложный состав и готовится согласно
утвержденной рецептуре. В состав рассола
входят: вода, соль поваренная, нитрит натрия
и комплексные пищевые добавки производства заводов фирмы «Могунция-Интеррус»
(табл. 1).
Таблица 1
Рецептура рассола для шприцевания изделий
из свинины
Ингредиенты, кг
Вода питьевая
Соль поваренная
пищевая
Нитрит натрия, г
ПекельфитП Дуо
Белок соевый
«Майсол»
Каррагинан ГуммГель М-463
Краситель Актив
Ред
Количество вводимого рассола, кг (на 100 кг сырья)
30
40
50
27,3
37,2
47,0
2,7
2,8
3,0
7,5
0,9
10,0
2,0
12,5
1,5
–
1,2
1,5
–
–
0,5
0,2
0,22
0,25
Изолированный соевый белок «Майсол И»
производят из очищенной и обезжиренной
генетически немодифицированной сои, jy
имеет высокую влагосвязывающую способность и растворимость, применяется для увеличения сочности и повышения выхода готовых мясных продуктов.
Краситель Актив-Ред – это натуральный
пигмент, полученный из форменных элементов
крови, позволяет сократить время копчения мясопродуктов до 30 % и получить более насыщенный розово-красный цвет мышечной ткани.
Каррагинан Гумм-Гель – натуральный
пищевой загуститель и стабилизатор, улучшает структуру изделий.
Функциональный препарат «Пекельфит
П Дуо» – комплексный фосфатсодержащий
препарат, применяемый для повышения вла25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
госвязывающей способности мяса и увеличения выхода готовых изделий.
Подготовленное мясное сырье направляют на шприцевание приготовленным рассолом, которое осуществляют полыми перфорированными иглами длиной 150–160 мм и диаметром 1,5 мм. Массирование проводят с целью ускорения перераспределения введенного
рассола. При этом в мышечной ткани образуются микротрещины, повышается проницаемость клеток, обеспечивается равномерное
распределение ингредиентов рассола в тканях, что позволяет улучшить вкус и консистенцию, увеличить выход готового продукта.
Процесс формования деликатесных изделий из свинины включает операции: обрядка,
придание формы, вкладывание в сетку или
оболочку, укладка в формы. Для окорока
«Купеческого» сырье заворачивают в пленку
(коллагеновую, целлофановую) и вкладывают
в сетку. Для карбонада «Славянского» сырье
подпетливают и навешивают на металлические крючки или вкладывают в сетку.
Термическая обработка варено-копченых
изделий включает: подсушку, копчение, варку
и охлаждение. Подсушку проводят при тем-
пературе 70 °С в течение 20–30 минут до полного высыхания поверхности. Копчение проводят дымом, полученном при неполном сгорании древесины ольхи при температуре в
камере 70–75 °С в течение 20–30 минут, до
получения необходимого цвета поверхности
продукта. Варку производят при температуре
78–82 °С до достижения температуры в толще
мышц (70±1) °С из расчета 55–60 минут на
1 кг массы продукта. Охлаждение готового
продукта осуществляют при температуре
0–8 °С до достижения температуры в толще
мышц не выше 8 °С.
В результате лабораторных исследований
установлено, что по физико-химическим показателям качества карбонад «Славянский» и
окорок «Купеческий» соответствовуют требованиям ТУ 9213-019-54615519-03 (табл. 2),
что обусловлено соблюдением технологической схемы производства.
Органолептическую оценку карбонада
«Славянского и окорока «Купеческого» проводили путем осмотра и дегустации по 9балльной шкале, при этом оценивали показатели: внешний вид, цвет на разрезе, нежность,
сочность, запах, аромат и вкус (см. рисунок).
Таблица 2
Физико-химические показатели качества копчено-вареных изделий
Показатель
Массовая доля нитрита натрия, %
Массовая доля поваренной
соли, %
Массовая доля общего фосфора в пересчете на Р2О5, %
Толщина шпика, см
Значение согласно
НТД
Результаты исследования
Окорок «Купеческий»
Карбонад «Славянский»
Не более 0,005
0,0037
0,0032
Не более 3,5
2,7
2,3
Не более 0,4
0,31
0,28
Не более 2,5 (0,5)
1,2
0,2
Результаты дегустационного анализа копчено-вареных изделий
26
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Меренкова С.П., Савостина Т.В.
Практические аспекты использования
растительных белковых добавок в технологии мясных продуктов
В результате дегустационного анализа установлено, что оба образца имеют чистую
сухую поверхность, без выхватов мяса, бахромок, щетины, плотную консистенцию, с
равномерно окрашенной мышечной тканью
розового цвета на разрезе, с солоноватым вкусом и выраженным запахом копчения. При
сопоставлении сенсорных показателей мясных изделий, выработанных по рецептуре
фирмы ЗАО «Могунция-Интеррус», с деликатесными изделиями, изготовленными по традиционной рецептуре, без применения функциональных пищевых добавок установили
значительное улучшение по таким органолептическим характеристикам, как внешний вид
изделия (8,7 баллов), цвет на разрезе (8,9 баллов), сочность (8,4 балла). По запаху традиционные продукты получили более высокую
оценку (8,7 баллов).
Таким образом, копчено-вареные изделия
из свинины, выработанные по технологической схеме фирмы «Могунция-Интеррус» с
использованием комплексных пищевых добавок отличаются высокими потребительскими
свойствами, значительно превосходят деликатесные изделия, выработанные по традиционной технологии по таким органолептическим
показателям, как внешний вид, цвет, нежность, сочность и вкус.
Белковые компоненты растительного
происхождения,
являясь
поверхностноактивными веществами, при добавлении в
фарш, снижают поверхностное натяжение на
границе раздела фаз и повышают вязкость
фарша. Кроме того, они обладают устойчивостью к тепловому воздействию, возможностью повышать влаго- и жироудерживающую
способность фарша. Белковые молекулы соевых концентратов и изолятов способны абсорбировать воду и задерживать ее в мясных
продуктах, что важно для сохранения качества обработанного мясного фарша.
В ходе исследований было установлено
положительное влияние соевого изолята на
функционально-технологические
свойства
фаршевой системы (табл. 3).
В образцах сырья для шницеля «Московского» установили повышение влагосвязывающей способности. Так, площадь влажного
пятна, образовавшегося при прессовании мышечной ткани в опытных образцах, была на
34,0 % меньше по сравнению с контрольными, а массовая доля связанной влаги по отношению к массе мяса была на 5,7 % выше по
сравнению с аналогичным показателем контрольного образца фарша.
В результате анализа химического состава мясопродуктов установили, что изделия,
содержащие в составе растительной белок
«Супро +50», характеризовались повышенной
пищевой ценностью и диетическими свойствами (табл. 4). Так, массовая доля белка в исследуемых мясопродуктах оказалась выше на
8,3–35,5 %, а содержание жира – ниже в 1,4–
3,5 раза по сравнению с полуфабрикатами,
произведенными по традиционной рецептуре,
Таблица 3
Влагосвязывающая способность фарша
Показатели
Площадь влажного пятна, см²
Массовая доля связанной влаги, в % к общей влаге
Массовая доля связанной влаги, в % к массе мяса
Образцы шницеля «Московского»
с добавлением соевого
только из мясного
изолята
сырья
6,09±0,51
9,22±1,17
75,89±1,89
66,73±3,67
54,16±1,27
51,22±2,27
Таблица 4
Пищевая и энергетическая ценность мясных полуфабрикатов с добавлением растительного белка
Наименование продукта
Шницель «Московский»
влаги
66,85±0,93
Массовая доля, %
жира
белка
10,01±0,28
19,93±0,09
золы
1,77±0,09
Энергетическая
ценность, ккал
174,82±2,86
Котлета «Домашняя»
71,20±0,89
7,32±0,62
18,43±0,26
1,99±0,05
143,60±4,85
Бифштекс «Городской»
Данные для традиционных
мясных полуфабрикатов [7]
68,48±0,28
10,93±0,07
18,67±0,33
1,60±0,06
178,20±1,18
54,2–54,5
14,8–25,6
13,6–18,4
1,8–2,7
240–360
2014, том 2, № 1
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
соответственно и калорийность уменьшилась
в 1,4–2,0 раза.
Основное назначение продуктов питания
животного происхождения – снабжение организма человека сбалансированным количеством заменимых и незаменимых аминокислот.
По биологической ценности белки сои менее
ценны, чем белки животного происхождения,
в связи с меньшим содержанием в них серосодержащих аминокислот [2].
При исследовании аминокислотного состава мясных изделий, содержащих растительный белок, установили высокое содержание ряда незаменимых аминокислот. Так,
уровень лизина и изолейцина увеличился в
1,3–1,6 раз по сравнению с данными аминокислотного состава традиционных мясных
полуфабрикатов. Одновременно во всех пробах мясопродуктов, в рецептуру которых
включен соевый изолят, наблюдали увеличение содержания заменимых аминокислот: тирозина, глицина и пролина в 2,0–6,0 раз.
Однако наряду с увеличением общего количества белка в образцах шницеля «Московского», котлеты «Домашней» и бифштекса
«Городского» установлено снижение уровня
незаменимых аминокислот, определяющих
биологическую ценность мясопродуктов. Так
количество метионина и треонина снизилось в
1,5–2,0 раза, содержание фенилаланина – в
1,6–1,9 раза по сравнению с традиционными
мясными полуфабрикатами. По данным ряда
авторов большинство растительных белков
содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот, а белки ряда бобовых
лимитированы по метионину и цистеину [2].
Заключение
В ходе исследований нами установлено
улучшение функционально-технологических
показателей сырья при применении соевого
белка в рецептуре изделий, что повышает потребительские характеристики готовых мясопродуктов, делая их более привлекательными
по внешнему виду, сочными и нежными, не
вызывая отклонений по физико-химическим
показателям от требований стандартов. Нами
доказано положительное влияние растительных белковых добавок на качественные показатели мясных изделий. При применении соевого изолята в составе мясных продуктов
происходит повышение их пищевой ценности,
оптимизация аминокислотного состава при
одновременном снижении калорийности. Полученные результаты позволяют рекомендовать мясные изделия, содержащие продукты
переработки сои для диетического питания.
Литература
1. Доценко, С.М. Проблема дефицита
белка и сои / С.М. Доценко, В.А. Тильба, С.А.
Иванов // Пищевая промышленность. – 2002.
– № 8. – С. 38– 40.
2. Ершова, Л.Д. О пищевой и диетической
ценности сои и пастообразных продуктов
питания на ее основе /Л.Д. Ершова,
Г.Н. Павлов, Л.А. Алехина и др. // Современные технологии пищевых продуктов нового
поколения и их реализация на предприятиях
АПК: тезисы докладов научно-практической
конференции. – Углич, 2000. – С. 164 – 166.
3. Решетник, Е.И. Теоретическое обоснование и практическая реализация технологии
производства соево-молочного концентрата:
автореф. дис…канд. тех. наук / Е.И. Решетник. – М.:, 2012. – 39 с.
4. Салаватулина, Р.М. рациональное использование сырья в колбасном производстве / Р.М.
Салаватулина. – 2-е изд. – СПб.:, 2005. – 248 с.
5. Сидоренко, Т.А. Экструзионная технология пищевых текстуратов / Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. –2008. – № 2. – С. 563.
6. Тимофеевская, С.А. Анализ распределения растительных добавок в цельномышечных продуктах // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный
журнал. – 2010. – № 2. – С. 525.
7. Химический состав российских продуктов питания: справочник / под ред. член.
корр. МАИ, проф. И.М. Скурихина и академика РАМН, проф. В.А. Тутельяна. – М.: ДеЛи
Принт, 2002. – 236 с.
Меренкова Светлана Павловна, кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры «Оборудование и
технологии пищевых производств» Института экономики, торговли и технологий, Южно-Уральский
государственный университет, г. Челябинск, dubininup@mail.ru
Савостина Татьяна Владимировна, кандидат ветеринарных наук, ассистент кафедры товароведения продовольственных товаров и ветеринарно-санитарной экспертизы, Уральская государственная академия ветеринарной медицины, г. Троицк, tpt@mail.ru
Поступила в редакцию 21 января 2014 г.
28
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Меренкова С.П., Савостина Т.В.
Практические аспекты использования
растительных белковых добавок в технологии мясных продуктов
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 23–29
PRACTICAL ASPECTS OF USING PLANT PROTEIN
SUPPLEMENTS IN MEAT PRODUCT TECHNOLOGY
S.P. Merenkova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
T.V. Savostina, Ural State Academy of Veterinary Medicine, Troitsk, Russian Federation
The paper concentrates on the development of technologies that enable to get
meat products with high nutritional value due to additional sources of protein. The
author describes advantages and disadvantages of producing combined products from
meat and vegetable protein supplements. The nutritional value and amino acid
composition of meat products containing soya protein supplements, as well as
functional and technological and organoleptic characteristics of combined meat
products are studied.
Keywords: soya proteins, functional and technological properties, protein isolate,
half-finished meat products, smoked and cooked products, nutritional value, biological
value, essential amino acids
References
1. Docenko S.M., Til'ba V.A., Ivanov S.A. [Problem of Protein and Soya Deficit]. Pishhevaja promyshlennost' [Food industry], 2002, no. 8, pp. 38–40. (in Russ.)
2. Ershova L.D., Pavlov G.N., Alehina L.A. e. a. [On Nutritional and Dietary Value of Soya and Paste-like
Food Products on its Basis]. Sovremennye tehnologii pishhevyh produktov novogo pokolenija i ih realizacija na
predprijatijah APK: tezisy dokladov nauchno-prakticheskoj konferencii [Modern Technologies of New Generation Food Products and their Realization in Enterprises of Agricultural Sector: Abstracts from Scientific and
Practical Conference]. Uglich, 2000, pp. 164–166. (in Russ.)
3. Reshetnik E.I. Teoreticheskoe obosnovanie i prakticheskaja realizacija tehnologii proizvodstva soevomolochnogo koncentrata. Avtoref. diss…kand. tehn. nauk [Theoretical Justification and Practical Realization of
Technology of Soya-milk Concentrate Production. Abstract Diss. Kand. [Engineering]. Moscow, 2012. 39 p.
4. Salavatulina R.M. Racional'noe ispol'zovanie syr'ja v kolbasnom proizvodstve [Rational Use of Raw Materials in Sausage Production]. St. Petersburg, 2005. 248 p.
5. Sidorenko T.A. [Extrusion technology of food textures]. Pishhevaja i pererabatyvajushhaja promyshlennost'. Referativnyj zhurnal [Food and Processing Industry. Abstract Journal], 2008, no. 2, pp. 563. (in Russ.)
6. Timofeevskaja S.A. [Analysis of Distribution of Plant Additives in Whole Muscle Products]. Pishhevaja i
pererabatyvajushhaja promyshlennost'. Referativnyj zhurnal [Food and Processing Industry. Abstract Journal],
2010, no. 2, pp. 525. (in Russ.)
7. Skurihina I.M., Tutel'jana V.A. (Eds.) Himicheskij sostav rossijskih produktov pitanija [Chemical Composition of Russian Food Products]. Moscow, DeLi Print Publ., 2002. 236 p.
Merenkova Svetlana Pavlovna, Candidate of Science (Veterinary medicine), associate professor of Department “Equipment and technology of food production” in the Institute of Economics, Trade and Technologies,
South Ural State University, Chelyabinsk, dubininup@mail.ru.
Savostina Tatiana Vladimirovna, Candidate of Science (Veterinary medicine), lecturer of the Department
of Food Merchandizing and Veterinary and Sanitary Examination, Ural State Academy of Veterinary Medicine,
Troitsk, tpt@mail.ru.
Received 21 January 2014
2014, том 2, № 1
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 628.16 + 543.3
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Н.В. Попова, С.А. Фатеева
В рамках исследований была проведена апробация возможностей использования методов ультразвуковой кавитации для улучшения качества воды в
части микробиологических показателей. На основе проведенных исследований
авторами был выбран оптимальный режим применения ультразвуковых
волн.
Ключевые слова: сонохимия, вода, ультразвуковая кавитация, водородный
показатель, общая жесткость, обсемененность, биологическое действие.
Вопросы изучения методов оптимизации
качества воды применительно к пищевой
промышленности и сегодня не утрачивают
актуальности. Вода является ключевымфактором технологических процессов получения
большинства пищевых продуктов, в связи с
чем требуется постоянный мониторинг со
стороны контролирующих органов.
По данным Роспотребнадзора, изложенным в государственном докладе «О состоянии
санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Челябинской области в 2012
году» вода, используемая для пищевых целей,
а также в технологии получения продуктов
питания имеет ряд серьезных отклонений в
качестве, а значит, могут появляться риски
для потребителей:
• доля проб воды из распределительной
сети централизованного водоснабжения, не
соответствующих санитарным требованиям
по санитарно-химическим показателям, составила в 2012 г. – 16,2 %, по микробиологическим – 5,6 %, в том числе выделены возбудители патогенной флоры в 0,04 % проб;
• удельный вес населенных пунктов, обеспеченных «доброкачественной питьевой водой», составил 40,59 % от общего числа населенных пунктов (2011 г. – 31,2 %, в 2010 г. –
45,39 %), «условно-доброкачественной питьевой водой» обеспечено 27,70 % населенных
пунктов (2011 г. – 31,81 %, 2010 г. – 26,59 %);
• доля населенных пунктов, обеспеченных питьевой водой, отвечающей требованиям безопасности, составляет 80,55 % (2011 г.
– 78,19 %, 2010 г. – 80,53 %);
• доля населенных пунктов, обеспеченных
доброкачественной привозной питьевой водой
– 84 % (2011 г. – 7,7 %, 2010 г. – 76,9 %).
30
В рамках наших исследований была проведена апробация возможностей использования методов ультразвуковой кавитации для
улучшения качества воды в части микробиологических показателей. Существует множество различных видов водоочистки на промышленных предприятиях, которые условно
подразделяют на три большие группы: физико-химические, биологические и механические. Подробнее остановимся на первой группе – физико-химические методы водоочистки,
которая подразделяется соответственно на
химические (хлорирование, озонирование) и
физические (кипячение, обработка ультрафиолетовыми лучами и ультразвуком) [1].
Ультразвук – упругие колебания волны,
частота которых выше 20 кГц. В результате
взаимодействия ультразвуковых волн с жидкостью возникает сонохимическое действие,
что включает кавитацию, обеззараживание,
нагрев, эмульгирование, диспергирование и
многие другие процессы, активно используемые на этапах производства пищевых продуктов [2].
Сонохимическое действие основано на
распространении в воде деформаций, которые
создаются периодическими импульсами давления. Под воздействием ультразвуковой
волны происходит образование микроскопических газовых включений, которые способны надтепловым путем, т. е. без нагрева, изменить химические свойства воды. Надтепловой механизм передачи энергии в процессах
сонохимии делает их экономичнее термических [2, 3].
Оказываемое воздействие ультразвуковых волн на физические и химические процессы, протекаемые в продуктах, позволяет
улучшить качество готового продукта, увели-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Попова Н.В., Фатеева С.А.
Изучение влияния ультразвукового
воздействия на показатели качества воды
чить сроки хранения, сократить энергозатраты и создать продукты с новыми потребительскими свойствами.
Наше исследование направлено на изучение влияния ультразвукового воздействия на
показатели качества воды, подбор оптимального режима (сочетания зависимости мощности и экспозиции) обработки воды ультразвуком с целью достижения наиболее эффективной обработки.
В связи с этим была проведена целая серия экспериментов по определению таких показателей качества воды, как водородный показатель (рН), общая жесткость и показатель
ОМЧ.
При определении водородного показателя
и общей жесткости исследуемые образцы воды подвергались ультразвуковому воздействию при следующих режимах: частота 22 кГц,
мощность 120, 180 и 240 Вт, экспозиция воздействия 1 мин, 2 мин и 3 мин. Результаты
проведенных исследований для водопроводной воды представлены в табл. 1.
Изучая данные исследований, приведенные в табл. 1, выявлена закономерность: увеличение мощности и экспозиции ультразвукового воздействия на образцы воды приводит к возрастанию значений водородного показателя. Под действием ультразвука молекула воды распадается на ионы Н+ и ОН–. Поскольку катионы водорода не могут долго находиться в свободном состоянии, они взаимодействуют с молекулами воды, образуя соединения Н3О. Следствием этого является
увеличение количества ионов ОН–, обеспечивающих щелочную реакцию среды.
Показатель общей жесткости воды зависит от содержания солей кальция и магния.
Под воздействием ультразвуковых волн соли
кальция и магния разрушаются, это приводит
к снижению показателя общей жесткости [4].
Для определения степени выраженности
эффекта обеззараживания воды ультразвуковыми волнами был использован метод определения общего числа микроорганизмов, образующих колонии на питательном агаре
(ОМЧ). При определении показателя ОМЧ
использовались питательные среды на основе
агара, лабораторное оборудование, метод посева и учет результатов – в соответствии с
МУК 4.2.1018-01 «Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды». Образцы
воды подвергались ультразвуковому воздействию при следующих режимах: частота 22
кГц, мощность 120, 180 и 240 Вт, экспозиция
воздействия составляла 1 мин, 3 мин и 5 мин
(табл. 2).
При исследовании микробиологических
показателей питьевой воды была сформирована следующая номенклатура исследуемых
образцов:
 водопроводная вода (контроль) – образец № 1;
 обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 120 Вт, время обработки 1 минута) – образец № 2;
 обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 180 Вт, время обработки 5 минут) – образец № 3;
 обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 240 Вт, время обработки 3 минуты) – образец № 4;
 обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 240 Вт, время обработки 5 минут) – образец № 5;
 водопроводная вода с добавлением сахара (контроль) – образец № 6;
 обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 240 Вт, время обработки 5 минут) с добавлением сахара – образец № 7;
 водопроводная вода с сахаром, обработанная ультразвуком (мощность 240 Вт,
время обработки 5 минут) – образец № 8.
Таблица 1
Значения водородного показателя и показателя общей жесткости
для исследуемых образцов воды
Показатель
Водородный показатель, рН
Температура, °С
Общая жесткость,
ммоль/дм3
2014, том 2, № 1
120
Вт
1 мин
180
Вт
240
Вт
120
Вт
2 мин
180
Вт
240
Вт
120
Вт
3 мин
180
Вт
240
Вт
6,85
6,87
6,9
6,91
6,93
6,95
6,98
6,99
7,0
6,74
15,3
15,3
17,5
22,3
23,2
25,7
32,5
33,6
33,6
15,2
4,95
4,85
4,8
4,75
4,65
4,55
4,5
4,45
4,3
5
Контроль
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
Таблица 2
Значения показателя ОМЧ для исследуемых образцов воды
Описание образца
Водопроводная вода (контроль)
Обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 120 Вт,
время обработки 1 минута)
Обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 180 Вт,
время обработки 5 минут)
Обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 240 Вт,
время обработки 3 минуты)
Обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 240 Вт,
время обработки 5 минут)
Водопроводная вода с добавлением сахара (контроль)
Обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 240 Вт,
время обработки 5 минут) с добавлением сахара
Водопроводная вода с сахаром, обработанная ультразвуком (мощность 240 Вт, время обработки 5 минут)
Далее производился посев по 1 мл исследуемых растворов в заранее приготовленные
чашки Петри с питательным агаром. Посев
немедленно смешивают с питательным агаром, плавными вращательными движениями,
избегая попадания на края и крышку чашки
Петри. Затем чашки Петри инкубировали при
температуре (37±1)°С в течение (24±2) часа
[2].
В результате проведенных исследований
было обнаружено обсеменение микроорганизмами следующих образцов воды:
 водопроводная вода (контроль) – образец № 1;
 обработанная ультразвуком водопроводная вода (мощность 120 Вт, время обработки 1 минута) – образец № 2;
 водопроводная вода с добавлением сахара (контроль) – образец № 6.
Общая обсемененность контрольных образцов, в которых использовалась необработанная водопроводная вода, гораздо выше
нормы, которая не должна превышать 50
КОЕ/мл. В образце, обработанном ультразвуком в течение 1 минуты с мощностью, равной
120 Вт, количество микроорганизмов снизилось в 7,5 раз. В результате повышения мощности и увеличения экспозиции воздействия
ультразвука наблюдалась тенденция к полному исчезновению микроорганизмов. Так, эффект воздействия ультразвука на микроорганизмы зависит от интенсивности и времени
ультразвукового воздействия. При низкой интенсивности и малом времени воздействия
ультразвук может стимулировать активность
32
Показатель ОМЧ, КОЕ/мл
1500
200
–
–
–
2000
–
–
и рост микроорганизмов, что нежелательно
для обработки воды.
Таким образом, биологическое действие
ультразвука существенно зависит от его интенсивности, меняя которую можно получить
любые эффекты – от стимуляции до разрушения. Поэтому выбор оптимального режима
применения ультразвуковых волн требует
особой тщательности [3].
Литература
1. Тихомирова, Н.А. Вода как фактор качества молочных продуктов / Н.А. Тихомирова //
Молочная промышленность. – М.: Молочная
промышленность, 2011.
2. Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции / С.Д. Шестаков,
О.Н. Красуля, В.И. Богуш, И.Ю. Потороко. –
М.: Изд-во «ГИОРД», 2013. – 152 с.
3. Ультразвуковая сонохимическая водоподготовка / С.Д. Шестаков, О.Н. Красуля,
Я.А. Артемова, Н.А. Тихомирова // Молочная
промышленность. – М.: Молочная промышленность, 2011. – № 5. – С. 39–42.
4. МУ 2.1.4.1184-03 Методические указания по внедрению и применению санитарно-эпидемиологических правил и нормативов
СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды,
расфасованной в емкости. Контроль качества», утвержденные главным государственным санитарным врачом РФ, от
15.01.2003.
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Попова Н.В., Фатеева С.А.
Изучение влияния ультразвукового
воздействия на показатели качества воды
Попова Наталия Викторовна. Старший преподаватель кафедры «Товароведение и экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, tef_popova@
mail.ru.
Фатеева Светлана Александровна. Ассистент кафедры «Товароведение и экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, svetlanka_pretty@
mail.ru.
Поступила в редакцию 24 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 30–33
EXAMINATION OF ULTRASOUND EXPOSURE IMPACT
ON WATER QUALITY INDICATORS
N. V. Popova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
S.A. Fateeva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The approbation of a possible use of different ultrasonic cavitation methods
for improvement of water quality in terms of microbiological indicators is obtained within the scope of this study. The authors have chosen an optimal application mode of ultrasonic waves taking into consideration the results of conducted
experiments.
Keywords: acoustochemistry, water, ultrasonic cavitation, pH value, total hardness, biological effect.
References
1. Tihomirova N.A. [Water as a factor of quality of milk products]. Molochnaja promyshlennost' [Milk Industry]. Moscow, 2011. (in Russ.)
2. Shestakov S.D., Krasulja O.N., Bogush V.I., Potoroko I.Ju. Tehnologija i oborudovanie dlja obrabotki
pishhevyh sred s ispol'zovaniem kavitacionnoj dezintegracii [Technology and Equipment for Processing of Food
Environments with the Use of Cavitational Disinfection]. Moscow, GIORD Publ., 2013. 152 p.
3. Shestakov S.D., Krasulja O.N., Artemova Ja.A., Tihomirova N.A. [Ultrasound Sonochemical Water
Conditioning]. Molochnaja promyshlennost' [Milk Industry]. Moscow, 2011, no. 5, pp. 39–42. (in Russ.)
4. MU 2.1.4.1184-03 Metodicheskie ukazanija po vnedreniju i primeneniju sanitarno-jepidemiologicheskih
pravil I normativov SanPiN 2.1.4.1116-02 “Pit'evaja voda. Gigienicheskie trebovanija k kachestvu vody, rasfasovannoj v emkosti. Kontrol' kachestva”, utverzhdennye glavnym gosudarstvennym sanitarnym vrachom RF, ot
15.01.2003 [Methodological Guidelines on Introduction and Application of Health and Hygiene Rules and Standards SanPiN 2.1.4.1116-02 “Drinking Water. Hygienic Requirements to Bottled Water Quality. Quality Control”, approved by Chief State Medical Officer of the Russian Federation of January 15, 2003].
Popova Natalia Viktorovna, senior lecturer, Department of Merchandising and Examination of Consumer
Goods, South Ural State University, Chelyabinsk, tef_popova@mail.ru.
Fateeva Svetlana Aleksandrovna, lecturer, Department of Merchandising and Examination of Consumer
Goods, South Ural State University, Chelyabinsk, svetlanka_pretty@mail.ru
Received 24 January 2014
2014, том 2, № 1
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 637.131.8+637.146.2
ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ
НА АКТИВНОСТЬ СИМБИОТИЧЕСКОЙ ЗАКВАСКИ
КЕФИРНОГО ГРИБКА И ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА
КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ
И.Ю. Потороко, В.В. Ботвинникова, И.В. Фекличева
Рассмотрены вопросы регулирования качества кисломолочных продуктов на основе применения растительных экстрактов. Показано благоприятное
влияние фитоэкстракта на показатели пищевой ценности и органолептические свойства обогащенных кисломолочных напитков. Экспериментально доказано что интенсивность и направленность развития симбиотической закваски кефирного грибка микрофлоры при внесении растительного компонента
тесно взаимосвязаны с потребительскими достоинствами ферментированных
молочных продуктов.
Ключевые слова: молоко, кефир, ферментация, микрофлора, растительный экстракт, микробный симбиоз, качество.
Введение
Кисломолочные напитки, к числу которых относят кефир весьма распространенные
в нашей стране молочные продукты, пользующиеся
устойчивым
потребительским
спросом. Популярность кефира обусловлена
приятным вкусом и диетическими свойствами, на которые более 100 лет назад обратили
внимание медики. Этот напиток пришел в
Россию из северной Осетии, однако действительное происхождение кефирных грибков
остается неизвестным, хотя строение их и состав
микрофлоры
достаточно
изучены.Уникальность свойств микробной системы
кефирных грибков, а также возможности ее
применения охарактеризованы в классических
трудах В.Ф. Семенихиной, С.А. Королева,
Н.С. Королевой, практические основы культивирования кефирных грибков освещены в
работах И.В. Рожкова, Н.А. Бавина, Л.Н. Иванова, Т.В. Соколова, Г.П. Шаманова, М.Н.
Устинов, Driessem F.M., Rech Z., Vayssier U.,
Arihara Keizo и др [9, 12, 16, 21].
Общий химический состав сухого кефирного грибка (массовая доля воды 3,5 %) таков:
жир –4,4 %, зола – 12,1 %, гликозаминогликаны – 45,7 %, общий белок – 34,3 % в т. ч. нерастворимого белка 27,0 %, растворимого
белка 1,6 %, свободных аминокислот 5,6 %. В
состав кефирных грибков входит до 22 видов
микроорганизмов, основными из которых
признаны молочнокислые стрептококки, в
том числе ароматобразующие виды, молочнокислые палочки, уксуснокислые бактерии и
34
дрожжи [16, 18, 20].
Состав микрофлоры, выделенный из кефирных зерен и напитков, приготовленных
на их основе, включает три группы микроорганизмов: Lactobacillusgalactose, Lb. Brevis,
Lb. caseisubsp. Casei, Lb. paracaseisubsp Paracasei, Lb. caseisubsp. Ramos, Lb. casei subsp.
Tolerant, Lb. coraciiform subsp. torquens, Lb.
fructose, Lb. hilarities, Lb. homophobia, Lb.
plantarum, Lb. pseudo plantarum, Lb. admonishes Streptococcus cremeris, Str. Faecalis, Str.
Lactis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus
damnosus, Saccharomyces cerevisiae, Sacc. Florentinus, Sacc. Pretoriensis, Candida valida,
C. lambica, Kloeckera apiculata, Hansenula yalbensis. В кефирных грибках количество мезофильных молочнокислых палочек составляет – (7…2,5)×109, мезофильных молочнокислых стрептококков – (2,5…6,0)×108, уксуснокислых бактерий – (1,3…6)×106, дрожжей – от 8×107 до 1,2×108 клеток в 1 г.
Микрофлора кисломолочных продуктов
характеризуется значительной изменчивостью, причем основными факторами роста
являются пищевые компоненты среды обитания, температура, рН среды и действие отдельных факторов, как ингибиторов, так и
активаторов. Известны исследования по наращиванию биомассы кефирных грибков на
молочной сыворотке при постоянном и периодическом культивировании (Фильчакова
С.Л. и др.), повышении активности кефирных
грибков путем добавления в питательную
среду стимуляторов роста [14, 15].
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Ботвинникова В.В.,
Фекличева И.В.
Влияние растительных компонентов на активность
симбиотической закваски кефирного грибка…
1. Материалы и методы
Установление возможности применения
растительных компонентов как факторов
формирования качества кефирной продукции
определил задачи исследований в данном направлении, объекты и методы.
Цельное молоко, используемое для ферментации, кефир и обогащенный кефирный
напиток оценивали по комплексу органолептических, физико-химических и микробиологических показателей.Молоко сквашивается в
течение 10–12 часов при температуре около
20 °С. Затем температуру понижают до 12–16
°С и продукт оставляют в покое на 4–6 часов
для созревания и развития дрожжей. Затем
содержимое резервуара снова охлаждают до
температуры 8–10 °С на 12–24 часов для завершения созревания. При этом происходит
накопление спирта и углекислоты в результате развития дрожжей, и готовый продукт приобретает специфические вкус и запах.
В качестве обогатителя использовали поливитаминный экстракт люцерны, сбалансированный по микроэлементному составу. В
состав экстракта входят органические и неорганические соединения, характерные для растительного сырья аминокислоты, моносахара,
фенольные соединения, микроэлементы, а
также нехарактерные для растительных экстрактов, гуминовые вещества и другие биологически активные вещества. Обогатитель вносили в молоко до внесения закваски.
Органолептическую оценку сырья и продуктов переработки проводили по стандартным методам, а для кисломолочных продуктов использовали разработанную 5-балльную
шкалу оценки, с учетом коэффициентов весомости показателей на основе экспертных оценок (ГОСТ 28283, ГОСТ Р 52054, ГОСТ
13264, ТУ 9222-001-00430315-01, ТУ 9222001-00434359-2000, ТР № 88-ФЗ) [3, 18].
Титруемую кислотность молочного сырья
и продуктов переработки определяли титрометрическим методом по ГОСТ 3624; определение содержания жира осуществляли по
ГОСТ 5867; определение содержания аминного азота осуществляли методом формольного
титрования, в основе которого блокировка
NH2-групп белков формалином с образованием метилпроизводных и последующей нейтрализацией карбоксильных групп щелочью.
Определение содержания летучих жирных кислот (ЛЖК) осуществляли дистилляционным методом, степени сенерезиса кисломолочных напитков устанавливали по коли2014, том 2, № 1
честву сыворотки, выделившейся за 3 часа
свободного фильтрования через бумажный
фильтр 100 см3 продукта. Структурно-механические характеристики кисломолочных сгустков определяли с помощью ротационного
вискозиметра Brookfield DV-III Ultra. Диапазон вязкостей от 1 сПа до 6×106 сПа, диапазон скоростей 0,01–250 об/мин, погрешность
измерения вязкости ±1 %.
2. Результаты исследования и их
обсуждение
В формировании качества кефира основную роль играют состав симбиотической закваски и благоприятное соотношение ароматобразующих лактобактерий и дрожжей.
Формирование лактококками уникальной
структуры вкуса и аромата ферментированных напитков зависит от ряда факторов, наиболее значимые из которых – это состав биологических агентов, вызывающих ферментацию молока. Микроскопические исследования
кефирных зерен показали, что масса кефирного зерна, особенно в центре, состоит (см. рисунок) из переплетающихся в беспорядке нитевидных бактерий в ячейках, между которыми сосредоточено студенистое (гелеобразное)
вещество [1, 2, 4].
В эту массу дрожжи включены в значительно меньших количествах, обычно у периферии наблюдаются скопления или одиночные овальные клетки Sacharomy cescervisiae
Meyen. Наряду с неподвижными бактериями,
погруженными в зоогель, присутствуют отдельные бактерии в движении качательном
или круговом, за счет присутствия жгутика. В
центральной части кефирного грибка заключены более мелкие, молодые зерна с небольшим количеством микрофлоры, а по мере
удаления от центра их количество увеличивается и на наружной части зерна количество
дрожжевых клеток и бактерий выравнивается,
именно они определяют высокую ферментативную активность. Кроме этих бактерий, в
периферической части зерна находятся молочнокислые бактерии [12, 16, 23].
Аминокислотный состав кефирной закваски позволяет увеличить в молоке количество
аминокислот практически в два раза, что определяет пищевую полноценность готовых
напитков. Результаты исследования аминокислотного состава цельного молока и ферментированного кефирной закваской (табл. 1)
подтверждает повышение биологической
ценности готовых изделий.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
Внешний вид кефирного грибка и микроскопическая характеристика состава микрофлоры
(увеличение 1350)
Таблица 1
Аминокислотный состав цельного и ферментированного кефирной закваской молока
Аминокислота
Лизин
Валин
Изолейцин
Лейцин
Аспарагиновая
кислота
Пролин
Аргинин
Тирозин
Глицин
Содержание, мг%
цельное
фермент.
молоко
молоко
0,261
0,536
0,191
0,175
0,189
0,199
0,324
0,293
0,218
0,667
0,302
0,122
0,184
0,047
1,924
0,285
0,116
следы
Было установлено влияние внесения растительного компонента на активность микроорганизмов, которые, в первую очередь, преобразуют углеводы молока и белки. Известно,
что преобразование лактозы и казеина молока
обусловливает изменение значения активной
и титруемой кислотности (табл. 2).
При рассмотрении полученных результатов установлено, что внесение растительного
компонента существенно влияет на интенсивность процессов сквашивания [5, 10]. Так, у
обогащенных образцов, по сравнению с традиционными, отмечалось нарастание титруемой и снижение параметров активной кислотности. Изменение составляло соответственно
на 3±0,2…12±0,1 градусов для титруемой и
0,5…0,9 единицы для активной кислотности.
Следует учитывать, что интенсивность преобразования лактозы в кисломолочных напитках
наряду с протеолизом белков обусловливают
их органолептические свойства, а активная
кислотность отражает глубину этих преобра36
Аминокислота
Метионин
Треонин
Фенилаланин
Аланин
Глутаминовая
кислота
Гистидин
Серин
Цистеин
Триптофан
Содержание, мг%
цельное
фермент.
молоко
молоко
0,087
0,108
0,153
0,09
0,171
следы
0,098
0,492
0,717
1,064
0,09
0,186
следы
0,05
0,408
1,166
0,132
следы
зований. Значение величины рН наиболее интенсивно влияет на накопление диацетила и
других флеворформирующих характеристик
продукта. Максимальный синтез диацетила
наблюдается при рН 4,5…4,6, а дальнейшее
снижение рН блокирует этот процесс. Поэтому можно сказать, что наиболее благоприятные условия для активизации микрофлоры
были у кефира [7, 17, 19, 22].
Представленные в таблице действительные изображения микрофлоры наглядно отражают основные тенденции ее изменчивости, когда к концу хранения у всех исследуемых объектов наблюдаются качественные изменения в составе микроорганизмов. Можно
видеть появление дрожжевых клеток, причем
большее их количество было выявлено у обогащенных напитков, несколько изменяется и
количество длинноцепочечных соединений,
однако их больше у обогащенных напитков.
Особенно незначительные изменения видимы
у кефира обогащенного фитоэкстрактом, но
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Ботвинникова В.В.,
Фекличева И.В.
Влияние растительных компонентов на активность
симбиотической закваски кефирного грибка…
присутствие уксуснокислых бактерий обусловливает лучшие параметры консистенции
этих напитков [4, 8, 11].
Количественный и качественный состав
микрофлоры (табл. 3) согласуется с глубиной
преобразований всех исследуемых параметров, а, следовательно, является одним из
главных факторов, определяющих качество
напитков. В процессе хранения, в кефирной
продукции наблюдается увеличение содержания продуктов протеолиза, однако большее их
количество образуется при хранении в усло-
виях повышенных температур.
Так, в классических и обогащенных напитках увеличение к концу хранения при первом режиме составляет соответственно
1,35…1,79 мг%, а во втором 2,05…2,65 мг%.
Рассматривая изменение этого показателя,
можно отметить значительное влияние фитоэкстракта на увеличение содержания аминного азота, в среднем на 0,66…1,12 мг% для кефирного напитка за счет высокой эффективности использования аминокислот (табл. 4).
Наряду с изменением белков, в молочных
Таблица 2
Характеристика физико-химических показателей качества традиционных и обогащенных кисломолочных напитков
Наименование
продукта
Кефир классический
Обогащенный кефирный напиток
Массовая доля
белка, %
2,95±0,02
Массовая доля
лактозы, %
4,4±0,12
Титруемая кислотность, °Т
90±0,2
Активная кислотность, рН
4,55
3,65±0,04
4,74±0,09
99±0,5
4,47
Таблица 3
Характеристика микрофлоры кисломолочных напитков в процессе хранения
Изображение микрофлоры (оригинал об. 90, ок. 15) при хранении
Наименование продукта
начало хранения
конец хранения
Кефир классический
Обогащенный кефирный
напиток
Таблица 4
Характеристика аминокислотной сбалансированностикисломолочных напитков
Наименование
продукта
Кефир классический
Кефир с БАД
2014, том 2, № 1
Массовая доля
белка в продукте, %
Минимальный
скор незаменимых
аминокислот,
%(Сmin)
Коэффициент утилитарности аминокислотного
состава,U
Коэффициент рациональности аминокислотного состава Rр
2,95
92,8
5,40
0,717
3,65
112,5
6,52
0,743
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
продуктах происходят изменения молочного
жира и фосфолипидов, которые начинаются
при их выработке и наиболее интенсивно протекают в процессе хранения, особенно при
неблагоприятных условиях. Они могут иметь
как биохимическую, так и химическую природу, в основном это гидролитические и липолитические процессы. Липолитическая активность заквасочных культур изучена недостаточно, но некоторые авторы отмечают, что
Str. thermophilus, Lac. Lactis имеют низкую
активность и изменения химического состава
среды (за счет внесения растительного компонента) на значения показателя. Содержание
летучих жирных кислот в кисломолочных напитках и их накопление в процессе хранения
представлены в табл. 5.
Вкусовые оттенки кисломолочных напитков обусловлены, в некоторой степени, общим количеством летучих жирных кислот, а
также их соотношением.
Формирование лактококками уникальной
структуры вкуса и аромата ферментированных напитков зависит от ряда факторов, определяющим из которых является качественный состав биологических агентов, вызывающих ферментацию молока [2, 6, 13, 15].
Существенное значение имеет липолитическая активность заквасок, в результате проявления которой накапливаются летучие
жирные кислоты (ЛЖК). Молочная кислота и
ЛЖК придают продукту специфический кисломолочный вкус. В результате протеолитической активности заквасочных культур в готовых кисломолочных напитках накаплива-
ются различные растворимые азотистые вещества, участвующие наряду с другими химическими соединениями в формировании
запаха, вкуса и аромата. Многие амины молока, образующиеся при декарбоксилировании
аминокислот, имеют приятный запах и вкус.
Результаты оценки данных показателей представлены в табл. 6.
Полученные результаты свидетельствуют о
том, что обогащенные растительными экстрактами кисломолочные напитки отличаются высокой концентрацией летучих жирных кислот,
диацетила, ацетоина и аминного азота. Увеличение количественного содержания ароматических составляющих для кефира и ряженки
колеблется в диапазоне 0,2…0,45 единиц для
массовой доли ЛЖК; 1,24…2,82 единиц для
аминного азота; 0,3…0,6 единиц для диацетила
и 0,4…0,5 единиц для ацетоина.
Учитывая, что содержание ароматических
веществ определяется составом закваски и в
значительной степени условиями сквашивания, можно сказать о существенном влиянии
обогатителя, так как условия сквашивания
были идентичны. Вероятно, фитоэкстракт
обусловливает благоприятные условия для
симбиоза микроорганизмов, а они в сою очередь интенсивно преобразуют липиды и белки, делая продукт более доступным для пищеварения.
Заключение
Следовательно, можно сделать следующие выводы:
– при рассмотрении полученных результатов установлено, что внесение БАД сущестТаблица 5
Содержание летучих жирных кислот в кисломолочных напитках при хранении
Наименование продукта
Содержание ЛЖК мг% в периоды хранения, сутки
Исходное
3 сут
5 сут
Кефир классический
0,47 ± 0,07
1,85 ± 0,02
2,14 ± 0,06
Обогащенный кефирный напиток
0,85 ± 0,05
1,93 ± 0,05
2,83 ± 0,02
Таблица 6
Содержание основных ароматических веществ в кисломолочных напитках
Наименование
продукта
Кефир классический
Обогащенный кефирный напиток
38
Наименование показателя и его массовая доля в продукте
ЛЖК, мл
Аминный азот,
Диацетила, мг/
Ацетоина, мг/дм3
0,1нNaOH
мг/100 см3 продукта
дм3
0,4
9,52
2,1
6,1
0,85
12,34
2,7
6,8
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Ботвинникова В.В.,
Фекличева И.В.
Влияние растительных компонентов на активность
симбиотической закваски кефирного грибка…
венно влияет на жизнедеятельность микрофлоры и как следствие интенсивность процессов сквашивания;
– следует указать, что интенсивность
преобразования лактозы в кисломо-лочных
напитках, наряду с протеолизом обусловливают их органолептические свойства, а значения активной кислотности связаны с глубиной
проявления вкусовых характеристик продукта, что особенно выражено у обогащенных
напитков и в целом определяет потребительские достоинства продукта;
– результаты исследований белков свидетельствуют о высокой степени сбалансированности аминокислотного состава и хорошей
перевариваемости обогащенных кисломолочных продуктов. Фитоэкстракт обогащает продукт по целому комплексу аминокислот, а
особенно важно то, что лимитирующих аминокислот в обогащенных продуктах нет;
– интенсивность и направленность развития симбиотической закваски кефирного
грибка микрофлоры при внесении растительного компонента тесно взаимосвязаны с потребительскими достоинствами ферментированных продуктов.
Литература
1. Алексеева, Н.Ю. Справочник. Состав и
свойства молока как сырья для молочной
промышленности / Н.Ю. Алексеева, В.П. Аристова. – М.: Агропромиздат, 1986. – 240 с.
2. Арет, В.А. Физико-механические свойства сырья и готовой продукции / В.А. Арет,
Б.Л. Николаев, Л.В. Николаев. – СПб.:
ГИОРД, 2009. – 448 с.
3. Брусиловский, Л.П. Инструментальные
методы и экспресс-анализаторы для контроля состава и качества молока и молочных
продуктов / Л.П. Брусиловский. – М.: Молочная промышленность, 1997. – 47 с.
4. Горбатова, К.К. Физико-химические и
биохимические основы производства молочных продуктов. – СПб.: Гиорд, 2003. – 346 с.
5. Зобкова, З.С. Пищевые добавки – улучшители консистенции молочных продуктов /
З.С. Зобкова, Т.А. Фурсова // Молочная промышленность. – 1998. – № 7–8. – С. 19–23.
6. Зобкова, З.С. О реологических характеристиках кисломолочного продукта с экстрактом листьев растения амарант / З.С.
Зобкова, В.Д. Харитонов, С.А. Щербакова //
Хранение и переработка сельхозсырья. –
2003. – № 8 – С. 101–104.
7. Квасников, Е.И. Молочнокислые бакте2014, том 2, № 1
рии и пути их исследования / Е.И. Квасников,
О.А. Нестеренко. – М.: Наука, 1975. – 384 с.
8. Корхенен, Х. Технология для функциональных продуктов / Х. Корхенен // Молочная
промышленность. – 2003. – № 9. – С. 25–28.
9. Молокеев, А.В. Бифидокефир – лечебнопрофилактический продукт / А.В. Молокеев,
В.И. Байбаков, Т.Л. Карих и др. // Пищевая
промышленность. – 1998. – № 3 – С. 61.
10. Потороко, И.Ю. Управление процессами формирования потребительских достоинств молочных продуктов / И.Ю. Потороко.
– Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ,
2009. − 159 с.
11. Семенихина, В.Ф. Кисломолочные
продукты / В.Ф. Семенихина // Молочная
промышленность. – 1987. – № 8. – С. 31–33.
12. Семенихина, В.Ф. Международный
симпозиум по кисломолочным продуктам /
В.Ф. Семенихина // Молочная промышленность. – 1985. – № 2. – С. 44–47.
13. Семенихина, В.Ф. Новые достижения
в технологии кисломолочных продуктов / В.Ф.
Семенихина, И.В. Рожкова // Молочная промышленность. – 2002. – № 9. – С. 41–42.
14. Фильчакова, С.А. Национальный кисломолочный напиток – кефир / С.А. Фильчакова // Переработка молока. – 2010. – № 3. –
С. 34–35.
15. Фильчакова, С.А. Микробиологический
состав кефирных грибков и кефирной закваски / С.А. Фильчакова // Переработка молока.
– 2005. – № 7. – С. 28.
16. Степаненко, П.П. Микробиология молока и молочных продуктов / П.П. Степаненко. – М.–Сергиев Посад: ООО «Все для вас –
Подмосковье», 1999. – 415 с.
17. Хамнаева, Н.И. Ароматообразующая
способность кефирных грибков / Н.И. Хамнаева, В.Ж. Цыренков и др. // Молочная промышленность. – 2000. – № 2. – С. 37.
18. Шидловская, В.П. Органолептические
свойства молока и молочных продуктов:
справочник / В.П. Шидловская. – М.: Колос,
2000. – 280 с.
19. Ramesh C. Chandan (Editor), ArunKilara (Editor) Dairy Ingredients for Food
Processing / Wiley-Blackwell; 1 edition 2011. –
604 с.
20. John W. Fuquay. Encyclopedia of dairy
sciences second edition / John W. Fuquay, Patrick
F. Fox, Paul L.H. Mc. Sweeney. − Academic Press
is an imprint of Elsevier, 2011. − 4068 p.
21. Vujicic Ivica F. Mikrobioloska degradacija holesterola u kefiru / Vujicic Ivica F., Vulic
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
Miijana M., Konyves Tibor L. // Prehramb. hid. –
1994. – 5–6, № 1–2. – P. 2–6.
22. Ottogalli, G. Microbiological and chemical composition and ultrastructure of kefir grains /
G. Ottogalli, A. Galli, P. Remini, G. Volonterio //
Dairy Sci. Abstr. – 1975. – V. 31. – P. 7992.
23. Schulz, M. 100 Jahre Kefir in Nordeuropa und die Heutige Bedeutung der Kefirsauermilch // Lte. Molkerei und Kaserei Zeitung. –
1968. – V. 89, № 13. – P. 489–891.
Потороко Ирина Юрьевна. Доктор технических наук, доцент, зав.кафедрой «Товароведение и
экспертиза потребительских товаров», зам. директора Института экономики, торговли и технологий,
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, i_potoroko@mail.ru.
Ботвинникова Валентина Викторовна. Старший преподаватель кафедры «Товароведение и экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
valens_b@mail.ru.
Фекличева Инна Викторовна. Кандидат медицинских наук, доцент кафедры «Товароведение и
экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
noula@yandex.ru.
Поступила в редакцию 24 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 34–41
IMPACT OF PLANT COMPONENTS ON ACTIVITY
OF SYMBIOTIC FERMENTATION OF KEFIR GRAINS
AND FORMATION OF FERMENTED MILK DRINKS QUALITY
I.Yu. Potoroko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
V.V. Botvinnikova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
I.V. Feklicheva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
Control over fermented milk drinks quality based on the use of plant extracts is examined in this article. The favorable effect of a phytoextract on nutritional value indicators and organoleptic properties of fortified fermented milk drinks are described. It’s experimentally proved that the activity of symbiotic fermentation of kefir grains due to plant
components is closely interconnected with consumer-related advantages of fermented milk
drinks.
Keywords: milk, drink, kefir, fermentation, microflora, plant extract, microbial symbiosis, quality.
References
1. Alekseeva N.Yu., Aristova V.P. Spravochnik. Sostav i svoystva moloka kak syr'ya dlya molochnoy promyshlennosti [Composition and Properties of Milk as a Raw Material in Milk Industry]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986. 240 p.
2. Aret V.A., Nikolaev B.L., Nikolaev L.V. Fiziko-mekhanicheskie svoystva syr'ya i gotovoy produktsii
[Physical and Mechanical Properties of Raw Materials and Finished Products]. St. Petersburg, GIORD Publ.,
2009. 448 p.
3. Brusilovskiy, L.P. Instrumental'nye metody i ekspress-analizatory dlya kontrolya sostava i kachestva
moloka i molochnykh produktov [Instrumental Methods and Rapid-response Analyzers for Milk Composition
and Quality Control]. Moscow, Molochnaya promyshlennost' Publ., 1997. 47 p.
40
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Ботвинникова В.В.,
Фекличева И.В.
Влияние растительных компонентов на активность
симбиотической закваски кефирного грибка…
4. Gorbatova K.K. Fiziko-khimicheskie i biokhimicheskie osnovy proizvodstva molochnykh produktov
[Physical and chemical and biochemical principles of producing dairy products]. St. Petersburg, GIORD Publ.,
2003. 346 p.
5. Zobkova Z.S., Fursova T.A. [Food additives as a conditioner of dairy products texture]. Molochnaya
promyshlennost' [Milk industry], 1998, no. 7–8, pp. 19–23. (in Russ.)
6. Zobkova Z.S., Kharitonov V.D., Shcherbakova S.A. [On rheological properties of fermented milk food
with amaranth extract]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya [Storage and processing of agricultural raw materials], 2003, no. 8, pp. 101–104. (in Russ.)
7. Kvasnikov E.I., Nesterenko O.A. Molochnokislye bakterii i puti ikh issledovaniya [Lactic acid bacteria
and methods of their study]. Moscow, Nauka Publ., 1975. 384 p.
8. Korkhenen Kh. [Technology for functional products]. Molochnaya promyshlennost' [Milk industry],
2003, no. 9, pp. 25–28. (in Russ.)
9. Molokeev A.V., Baybakov V.I., Karikh T.L. e. a. [Bifidokefir is a therapeutic product]. Pishchevaya
promyshlennost' [Food industry], 1998, no. 3, pp. 61. (in Russ.)
10. Potoroko I.Yu. Upravlenie protsessami formirovaniya potrebitel'skikh dostoinstv molochnykh produktov [Control over formation of consumer advantages of milk products]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ.,
2009. 159 p.
11. Semenikhina V.F. [Fermented milk products]. Molochnaya promyshlennost' [Milk industry], 1987,
no. 8, pp. 31–33. (in Russ.)
12. Semenikhina V.F. [International symposium on fermented milk products]. Molochnaya promyshlennost' [Milk industry], 1985, no. 2, pp. 44–47. (in Russ.)
13. Semenikhina V.F., Rozhkova I.V. [New achievements in fermented milk food technology]. Molochnaya promyshlennost' [Milk industry], 2002, no. 9, pp. 41–42. (in Russ.)
14. Fil'chakova S.A. [Kefir as a national fermented milk drink]. Pererabotka moloka [Milk processing],
2010, no. 3, pp. 34–35. (in Russ.)
15. Fil'chakova S.A. [Microbiological composition of kefir grains and fermentation]. Pererabotka moloka
[Milk processing], 2005, no. 7, pp. 28. (in Russ.)
16. Stepanenko P.P. Mikrobiologiya moloka i molochnykh produktov [Microbiology of milk and milk
products]. Moscow, Sergiev Posad Publ., 1999. 415 p.
17. Khamnaeva N.I., Tsyrenkov V.Zh. e. a. [Aroma forming ability of kefir grains]. Molochnaya promyshlennost' [Milk industry], 2000, no. 2, pp. 37. (in Russ.)
18. Shidlovskaya V.P. Organolepticheskie svoystva moloka i molochnykh produktov: spravochnik [Organoleptic properties of milk and milk products]. Moscow, Kolos Publ., 2000. 280 p.
19. Ramesh C. Chandan, ArunKilara (Eds). Dairy Ingredients for Food Processing. Wiley-Blackwell; 1st
ed., 2011. 604 p.
20. John W. Fuquay, Patrick F. Fox, Paul L.H. Mc. Sweeney. Encyclopedia of dairy sciences second edition. Academic Press is an imprint of Elsevier, 2011. 4068 p.
21. Vujicic Ivica F., Vulic Miijana M., Konyves Tibor L. Mikrobioloska degradacija holesterola u kefiru.
Prehramb. hid., 1994, 5–6, no. 1–2, pp. 2–6.
22. Ottogalli G., Galli A., Remini P., Volonterio G. Microbiological and chemical composition and ultrastructure of kefir grains. Dairy Sci. Abstr, 1975, vol. 31, pp. 7992.
23. Schulz M. 100 Jahre Kefir in Nordeuropa und die Heutige Bedeutung der Kefirsauermilch. Lte. Molkerei und Kaserei Zeitung, 1968, vol. 89, no. 13, pp. 489–891.
Potoroko Irina Yurievna, Doctor of Science (Engineering), associate professor, head of the Department of
Merchandising and Examination of Consumer Goods, deputy director of the Institute of Economics, Trade and
Technologies, South Ural State University, Chelyabinsk, i_potoroko@mail.ru
Botvinnikova Valentina Viktorovna, senior lecturer, Department of Merchandising and Examination of
Consumer Goods, South Ural State University, Chelyabinsk, valens_b@mail.ru.
Feklicheva Inna Viktorovna, Candidate of Science (Medicine), associate professor, Department of Merchandising and Examination of Consumer Goods, South Ural State University, Chelyabinsk, noula@yandex.ru.
Received 24 January 2014
2014, том 2, № 1
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 664+663.814
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРАКЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ
И.Ю. Потороко, И.В. Калинина
В статье рассматривается возможность использования ультразвукового
воздействия для повышения эффективности и интенсификации процесса экстракции из вторичных продуктов переработки ягодного сырья. Приведен
сравнительный анализ различных режимов воздействия ультразвука, обоснован наиболее эффективный режим.
Ключевые слова: пищевая и перерабатывающая промышленность, экстракция, ультразвуковое кавитационное воздействие.
Значение экстракционных методов в технологии пищевых производств в последние
годы неизменно возрастает, что обусловлено
необходимостью внедрения ресурсосберегающих технологий переработки сырья и
обеспечения максимального извлечения его
ценных компонентов. Важной областью применения экстракции является также переработка вторичного сырья.
Экстракционные методы являются основными методами переработки растительного сырья в пищевой отрасли. От эффективности протекания этого процесса во многом зависит качество готового продукта, его пищевая ценность.
В основе экстракции лежит принцип избирательного извлечения конкретного вещества или нескольких компонентов из одной
фазы в другую, имеющую с ней границу раздела. Принято выделять два вида экстрагирования: экстрагирование растворенных веществ и экстрагирование твердых веществ.
Общим моментом при этом является приведение в контакт приготовленных несмешивающихся систем: экстрагируемого материала и
экстрагента, т. е. процесс экстрагирования
должен представлять собой проникновение
молекул одного вещества в другое вещество с
последующим самопроизвольным выравниванием концентрации молекул этих веществ в
обеих фазах [1, 2, 3, 5, 7].
Задача любого процесса экстракции из
растительного сырья заключается в том, чтобы экстрагент с как можно меньшими препятствиями преодолевал мембранные преграды
клеток и максимально извлекал ценные вещества растительного сырья.
Технология экстракции разнообразна, что
обусловлено широким набором экстрагентов
42
и различных способов ведения процесса.
В промышленных целях могут использоваться такие способы экстракции как экстракция с погружением экстрагируемого материала, экстракция ступенчатым орошением растворителем, экстракция смешанным способом
и т. д. (рис. 1).
Каждый из способов экстракции характеризуется как собственными преимуществами,
так и недостатками. Необходимо также учитывать, что большинство способов экстрагирования предполагает использование повышенных температур воздействия. Однако при
этом все или большая часть термолабильных
биологически активных соединений разрушаются, а они в некоторых случаях составляют до 90 % всех активных веществ, извлекаемых из сырья.
В настоящее время особую актуальность
приобретает поиск технологии «холодных»
экстрактов, которые в отличии от «горячих»
экстрактов, содержат полный спектр биологически активных веществ в неразрушенном
состоянии, при этом вместо нагрева для повышения диффузии могут использоваться
различные физические приемы воздействия.
В качестве такого приема можно рассматривать ультразвуковое воздействие. На основании результатов существующих исследований в области ультразвука можно предположить, что применение активационных процессов позволит интенсифицировать процесс
экстракции.
В литературе вопросы использования
ультразвукового воздействия для ускорения
процессов экстракции освещены достаточно
скудно, при этом перспективы такого воздействия очевидны.
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Калинина И.В.
Перспективы использования ультразвукового
воздействия в технологии экстракционных процессов
Рис. 1. Способы экстракции, применяемые в пищевых производствах
Эффективность использования ультразвука может быть объяснена воздействием
ряда специфических факторов, присущих
ультразвуковым колебаниям, которые представлены на рис. 2.
Исследования показывают, что при использовании ультразвука наблюдается не
только значительное ускорение производственного процесса, но и увеличение по сравнению с другими способами экстрагирования
основного продукта. Повышение эффективности экстракции обусловлено увеличением
коэффициента массопереноса и величины
межфазной поверхности [2, 4, 6, 7].
При воздействии на процесс экстракции
ультразвуком в жидкой среде возникают знакопеременное звуковое давление, способствующее проникновению жидкости в трещины
и капилляры экстрагируемого вещества, а
также быстрые течения: звуковой ветер, кавитация. Интенсификация процесса экстракции,
а равно и коэффициент диффузии зависят от
значений амплитуды и частоты вынужденных
колебаний жидкости.
При воздействии на среду ультразвука
уменьшается динамическая вязкость полярных жидкостей; микротрещины и поры,
имеющиеся в твердой фазе, разветвляются,
увеличиваются их размеры и глубина. Рассматривая гидродинамику среды в одиночном
капилляре (трещине), можно различить три
зоны: с турбулентным движением жидкости, с
вязким подслоем и с диффузионным подслоем [6, 7, 9].
У кромки открытой микротрещины при
интенсивном движении жидкости происходят
2014, том 2, № 1
турбулизация микропотоков, а затем и срыв
вихрей. Здесь процесс растворения твердой
фазы лимитируется коэффициентом турбулентной диффузии. Поступающие из первой
во вторую зону турбулентные пульсации
осуществляют перенос основной массы экстрагируемого вещества.
В третьей зоне массообмен обусловлен
хаотическим молекулярным движением. Продольные и поперечные размеры микротрещин
являются важным фактором в процессе растворения.
При возникновении ультразвукового переменного давления (±5х105Па) в жидкости,
находящейся в трещине, создаются колебательные тангенциальные смещения микрообъемов растворителя вдоль стенок, которые
переходят в однонаправленное движение раствора. Молекулярная диффузия практически
сменяется достаточно быстрым конвективным
массопереносом.
Мощные ультразвуковые волны значительно увеличивают скорость пропитки различных материалов, имеющих капиллярную
структуру. Это объясняется тем, что высота
подъема жидкости под действием ультразвука
увеличивается и находится в прямой зависимости от диаметра капилляра и избыточного
звукового давления. Звукокапиллярное давление независимо от положения источника
ультразвука всегда направлено по нормали к
срезу капилляра.
Время проникновения экстрагента зависит от скорости вытеснения воздуха из клетки, т. е. от значения капилляропроводности
сырья. Однако многие капилляры заканчива43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
Рис. 2. Возможные эффекты ультразвукового воздействия на процесс экстракции
ются в пачках и фибриллах, не выходя наружу. Здесь воздух удерживается до тех пор,
пока не растворится в экстрагенте. Кроме того, часть воздуха в виде воздушных пузырьков различной конфигурации остается внутри
клетки.
Ультразвук, создавая звукокапиллярный
эффект, не только ускоряет вытеснение таких
пузырьков воздуха, но и создает условия для
растворения его в жидкостях. Образуется вакуум, т. е. возникает так называемый эффект
губки. В результате время замачивания сырья
под действием ультразвука значительно сокращается. С помощью ультразвука при обычной температуре (0–25 °С) увеличивается предел растворимости в диапазоне трудно и практически нерастворимых веществ, причем концентрация насыщения может превышать известные константы в 5–30 раз [2, 6, 7, 8, 9].
Нами была поставлена задача исследовать возможность использования эффектов
ультразвукового кавитационного воздействия
в технологии экстракции из вторичных продуктов переработки ягодного сырья.
В качестве объекта исследования были
выбраны выжимки клюквы как вторичный
продукт переработки ягод при производстве
морсов.
Для исследований применялся аппарат
ультразвуковой технологический «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ (технические характеристики представлены в табл. 1). Принцип
действия основан на использовании свойств
ультразвуковых колебаний высокой интенсивности в жидких и жидкодисперсных средах.
Для процесса экстракции был определен
44
режим ультразвуковой обработки: частота
(22±1,65) кГц, мощность 180 Вт, экспозиция
5 мин. Соотношение выжимок и экстрагента
устанавливалось одинаковое для всех исследуемых образцов – 1,5:10. Выбор режима
ультразвукового воздействия базировался на
предварительно проведенных пилотных исследованиях.
Таблица 1
Технические характеристики УЗТА-0,4/22-ОМ
Наименование показателя
Частота механических колебаний, кГц
Максимальная
потребляемая
мощность, Вт
Диапазон регулирования мощности, %
Избыточное давление обрабатываемой среды, атм, не более
Значение
22±1,65
400
30–100
4
Ряд исследований, представленных в литературе, также указывал на возможность повышения эффективности процесса экстракции
при сочетании ультразвукового и термического воздействия невысокими температурами.
Для изучения этого эффекта в перечень исследуемых объектов были включены образцы,
подвергнутые ультразвуковому воздействию в
установленных режимах с последующим нагреванием до температуры 30 °С в течение
5 мин. Температурный режим был установлен
исходя из задачи максимального сохранения
полезных веществ выжимок ягоды.
Таким образом, был сформирован перечень объектов исследований, состоящий из
4 образцов экстрактов, характеристика кото-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Калинина И.В.
Перспективы использования ультразвукового
воздействия в технологии экстракционных процессов
рых с указанием технологических особенностей их получения представлена в табл. 2.
Оценивались следующие показатели экстрактов: содержание сухих веществ, массовая
доля дубильных веществ, интенсивность цвета. Результаты исследования представлены в
табл. 3 и на рис. 3.
Известно, что эффективность экстракции,
в первую очередь, определяется количеством
веществ, перешедших из экстракционного
материала в растворитель. По этой причине на
первом этапе был определен показатель содержание сухих веществ во всех исследуемых
образцах экстрактов.
Результаты, представленные в таблице,
свидетельствуют о выраженном влиянии
ультразвукового воздействия на процесс экстракции из выжимок клюквы. Необходимо
отметить, что, несмотря на имеющиеся в литературе сведения о росте растворяющей способности озвученной воды, наши исследования не показали значительного эффекта увеличения сухих веществ в экстракте 1. Использование в качестве экстрагента воды, обработанной ультразвуком в течение 5 мин при
мощности воздействия 180 Вт, привело к потере 15,4 % экстрактивных веществ по отношению к контролю.
Гораздо более эффективно, как показали
наши исследования, подвергать ультразвуковой обработке готовую смесь воды и выжимок ягоды. Так воздействие в течение 5 мин
при мощности 180 Вт позволило на 19 % увеличить содержание сухих веществ в готовом
экстракте, при этом время, затрачиваемое на
экстракцию, сократили на 15 мин.
Однако максимальный эффект увеличения
содержания сухих веществ был получен при
использовании 3-го способа экстракции. Дополнительное перемешивание экстракта в течение 5 мин при температуре 30 °С увеличило
выход экстрагируемых веществ еще на 22,6 %
(примерно в 1,5 больше, чем в контроле). Но
временные затраты увеличились на 5 мин по
отношению к предыдущему образцу, однако
по отношению к контролю все же время экстрагирования было сокращено в 2 раза.
Полученные эффекты увеличения выхода
экстрактивных веществ при использовании
ультразвуковой обработки обусловлены механическим действием ультразвука, способствующим прониканию растворителя в растительную ткань. Разрушая клеточные стенки,
ультразвук облегчает поступление экстрактивных веществ из клеток в растворитель.
Кроме того, дробление частиц посредством
ультразвуковой кавитации увеличивает площадь соприкосновения между экстрагируемыми веществами и экстрагентом.
Среди экстрагируемых компонентов клюквы приоритетное значение имеют дубильные
вещества, которые представляют собой сложную смесь более трёх десятков полифенольных соединений, состоящую из танина, разТаблица 2
Перечень объектов исследования влияния ультразвука на процесс экстракции
Объекты исследования
Контроль
Соотношение
выжимки : вода
1,5:10
Экстракт 1
1,5:10
Экстракт 2
1,5:10
Экстракт 3
1,5:10
Условия экстракции
Перемешивание выжимок клюквы с подготовленной водопроводной водой в течение 20 мин при температуре 60 °С
Перемешивание выжимок клюквы с водопроводной водой, обработанной УЗ (мощностью 180 Вт продолжительность 5 мин) 10
мин без нагревания
Обработка УЗ (мощностью 180 Вт продолжительность 5 мин)
смеси выжимок клюквы с водой без нагревания
Обработка УЗ (мощностью 180 Вт продолжительность 5 мин)
смеси выжимок клюквы с водой с последующим перемешиванием
в течение 5 мин при температуре 30 °С
Таблица 3
Результаты определения физико-химических показателей качества экстрактов
Наименование показателя
Контроль
Экстракт 1
Экстракт 2
Экстракт 3
Содержание сухих веществ, %
2,6±0,03
2,2±0,02
3,1±0,02
3,8±0,03
Содержание дубильных веществ, %
1,4±0,02
1,2±0,02
1,6±0,03
1,7±0,02
Интенсивность цвета
1,48±0,03
1,28±0,04
1,56±0,03
1,62±0,03
2014, том 2, № 1
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Прикладная биохимия и биотехнологии
личных катехинов и их производных. Большая часть этих соединений обладает Рвитаминной активностью. Кроме того, благодаря своим бактерицидным и антиоксидантным свойствам дубильные вещества в значительной степени формируют физиологическую ценность экстрактов. Нами было определено влияние ультразвукового воздействия
на количество экстрагируемых дубильных
веществ из выжимок клюквы (рис. 3).
Результаты, представленные на рис. 3,
свидетельствуют о том, что воздействие ультразвука на этапе экстракции позволило увеличить содержание дубильных веществ в
сравнении с контрольным образцом. Исключение составил экстракт 1 обработки, который
предусматривал ультразвуковое воздействие
исключительно на воду. Очевидно, повышение экстрактивной способности воды недостаточно эффективно для максимального извлечения дубильных веществ.
Гораздо более эффективными оказались
2 и 3-й способы экстрагирования, которые
позволили увеличить содержание дубильных
веществ на 14 и 21 % соответственно.
В целом же тенденции экстрагирования
дубильных веществ и общего количества сухих веществ в исследуемых образцах носили
идентичный характер, что, в свою очередь,
подтверждает эффективность 2 и 3-го способов экстрагирования в отношении формирования физиологической ценности экстрактов.
Влияние ультразвукового воздействия на
процесс экстракции отразилось и на показателе интенсивности цвета, значения которого
для экстрактов 2 и 3 увеличились на 5,4 и
9,5 % соответственно (по сравнению с контролем). Это, вероятно, объясняется интенсификацией процесса экстракции в результате
применения ультразвука, и, как следствие,
увеличением цветообразующих веществ (в
первую очередь, антоцианов и полифенолов)
в числе общего количества экстрагируемых
сухих веществ.
Таким образом, серия проведенных нами
исследований показала целесообразность и
эффективность применения ультразвукового
воздействия в технологии экстракции из вторичных продуктов переработки ягодного сырья, что, в свою очередь, определяет перспективы использования этого метода в формировании ресурсосберегающих технологий экстракции и обеспечения максимального извлечения физиологически активных компонентов
из растительного сырья.
Литература
1. Особенности и технологии производства экстракционных продуктов. – http://www.
biozevtika.ru.
2. Применение ультразвуковых колебаний
для ускорения процессов в жидких средах. –
http://u-sonic.ru/book.
3. Технологии использования ультразвука
в пищевых средах. – http://bio-x.ru.
4. Ультразвуковая дезинтеграция – метод
разрушения клеточной оболочки дрожжей. –
http://bio-x.ru.
5. Фаткуллин, Р.И. Перспективы использования ультразвуковой экстракции в технологии производства морсов / Р.И. Фаткуллин,
И.В. Калинина // Проблемы экономики и
управления в торговле и промышленности. –
№ 3(003). – СПб.: Издательско-полиграфический центр, 2012. – С. 55–60.
6. Шестаков, С.Д. Электронный журнал
«Техническая акустика» / С.Д. Шестаков, О.Н.
Красуля. – http://www.ejta.org. – 2010. – 10.
7. Шестаков, С.Д. Технология и
оборудование для обработки пищевых
сред с использованием кавитационной
дезинтеграции // С.Д. Шестаков, О.Н.
Красуля, В.И. Богуш, И.Ю. Потороко.
– М.: Изд-во «ГИОРД», 2013. – 152 с.
8. Ashokkumar M., Rink R.,
Shestakov S. // Electronic Journal
«Technical
Acoustics».
–
http://www.ejta.org. – 2011. – 9.
9. Ashokkumar M., Krasulya O.,
Shestakov S., Rink R. // Applied
Physics Research. – 2012, February. –
Рис. 3. Содержание дубильных веществ в исследуемых
V. 4, 1. – Р. 19–29.
образцах экстрактов (% на сухое вещество)
46
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Потороко И.Ю., Калинина И.В.
Перспективы использования ультразвукового
воздействия в технологии экстракционных процессов
Потороко Ирина Юрьевна. Доктор технических наук, доцент, зав. кафедрой «Товароведение и экспертиза потребительских товаров», зам. директора Института экономики, торговли и технологий, ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск, i_potoroko@mail.ru
Калинина Ирина Валерьевна. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Товароведение и экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
i_kalinina79@inbox.ru
Поступила в редакцию 23 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 42–47
PROSPECTS OF USING ULTRASOUND
IN EXTRACTION TECHNOLOGY
I.Yu. Potoroko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
I.V. Kalinina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
A possible use of ultrasound to increase efficiency and intensify extraction from byproducts after processing berries is considered in the paper. The comparative analysis of different modes of ultrasound exposure is carried out and the most effective mode is justified.
Keywords: food and processing industries, extraction, ultrasound cavitation exposure.
References
1. Osobennosti i tehnologii proizvodstva jekstrakcionnyh produktov [Peculiarities and Technology of Extracts Production]. Available at: http://www.biozevtika.ru.
2. Primenenie ul'trazvukovyh kolebanij dlja uskorenija processov v zhidkih sredah [Use of Ultrasound Vibrations for Process Acceleration in Fluid Media]. Available at: http://u-sonic.ru/book.
3. Tehnologii ispol'zovanija ul'trazvuka v pishhevyh sredah [Techniques of Using Ultrasound in Food Environments]. Available at: http://bio-x.ru.
4. Ul'trazvukovaja dezintegracija – metod razrushenija kletochnoj obolochki drozhzhej [Ultrasound Disintegration as a Method of Yeast Cell Wall Damage]. Available at: http://bio-x.ru.
5. Fatkullin, R.I., Kalinina I.V. [Prospects of Using Ultrasound Extraction in Fruit Drinks Production Technology]. Problemy jekonomiki i upravlenija v torgovle i promyshlennosti [Problems of Economics and Management in Trade and Industry], no. 3(003). St. Petersburg, 2012, pp. 55–60. (in Russ.)
6. Shestakov S.D., Krasulja O.N. Jelektronnyj zhurnal “Tehnicheskaja akustika” [Electronic Journal “Engineering Acoustics”]. Available at: http://www.ejta.org, 2010, 10.
7. Shestakov S.D., Krasulja O.N., Bogush V.I., Potoroko I.Ju. Tehnologija i oborudovanie dlja obrabotki
pishhevyh sred s ispol'zovaniem kavitacionnoj dezintegracii [Technology and Equipment for Food Environments
Processing with the Help of Cavitational Disinfection]. Moscow, GIORD Publ., 2013. 152 p.
8. Ashokkumar M., Rink R., Shestakov S. Electronic Journal “Technical Acoustics”. Available at:
http://www.ejta.org, 2011, 9.
9. Ashokkumar M., Krasulya O., Shestakov S., Rink R. Applied Physics Research, February 2012, vol. 4, 1,
pp. 19–29.
Potoroko Irina Yurievna, Doctor of Science (Engineering), associate professor, head of the Department of
Merchandising and Examination of Consumer Goods, deputy director of the Institute of Economics, Trade an
Technologies, South Ural State University, Chelyabinsk, i_potoroko@mail.ru
Kalinina Irina Valerievna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department of Merchandising and Examination of Consumer Goods, South Ural State University, Chelyabinsk,
i_kalinina79@inbox.ru
Received 23 January 2014
2014, том 2, № 1
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Технологические процессы и оборудование
УДК 658.5
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ
НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ
Ю.И. Кретова
В данной работе представлен один из способов управления качеством продукции пищевой промышленности посредством применения инновационных
технологий, основанных на принципах ресурсосбережения. Разработка и внедрение принципиально новых технологий, на основе современных физических
способов, используемых для переработки сельскохозяйственного сырья, позволяет получить экологически чистую продукцию высокого качества за счет
эффективного обеззараживания зерна ячменя и одновременного снижения
энергозатрат и материалоемкости.
Ключевые слова: управление, процессы переработки сырья, ресурсосбережение, электрофизические методы воздействия, безопасность, пищевое сырье.
В условиях рыночной экономики за счет
организации производства на основе принципов ресурсосбережения существенно повышается эффективность самой отрасли. Результативного использования ресурсов можно достичь, если с позиции ресурсосбережения оценивается вся технологическая цепочка, которая
включает в себя процессы производства, переработки и использования сырья. Одновременно с решением задач ресурсосбережения решается задача модернизации производства с учетом инновационного подхода.
Анализ процессов интенсификации, ресурсосбережения, инноватизации и модернизации показывает, что для их воплощения необходимы определенные условия, которые
выполняются в результате реализации комплекса мероприятий, направленных на организацию эффективного управления качеством
на предприятии. Решить данную задачу возможно при условии использования инновационных решений [1].
В связи с этим решение задачи управления процессами производства, переработки и
использования сырья в технологии производства продукции пищевой промышленности на
основе принципов ресурсосбережения является актуальным.
На сегодняшний день сохраняется высокая импортная зависимость нашей страны по
отдельным видам сельскохозяйственной продукции и продовольствия, несмотря на увели48
чение объемов производства российских продуктов питания [2].
Так, например, развитие пивоваренной отрасли сдерживается слаборазвитой сырьевой
базой. Наиболее «узким» местом этой отрасли
является обеспечение высококачественным
отечественным сырьем: ежегодно в Россию
импортируется более 40 % солода. Приобретение импортного солода значительно удорожает
стоимость готовой продукции – пива.
Сырьем для приготовления пива служит
ячменный солод, который получают из пивоваренных сортов ячменя. Зерно ячменя поражается микроорганизмами еще в процессе
созревания: на начальном этапе развития оно
поражается «полевыми грибами», бактериальной микрофлорой и в незначительном количестве дрожжами; при хранении ячменя
происходит перераспределение состава микрофлоры, обсеменяющей зерно, постепенно
представители «полевых грибов» вытесняют
«плесени хранения», которые отрицательно
воздействуют на его качество. По этой причине партия ячменя может стать непригодной
для производства солода.
В связи с этим актуальной становится задача обеззараживания зерна перед его переработкой или хранением. Для решения данного
вопроса используют традиционные методы. К
их числу относятся дезинфекция на стадии
мойки зерна; хранение зерновой массы в охлажденном состоянии; многократная очистка,
шелушение, шлифование; сушка; химическое
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кретова Ю.И.
Управление процессами переработки сырья
на основе принципов ресурсосбережения
консервирование; ИК-излучение; применение
γ-лучей, ультразвука, электронно-ионные
технологии. Однако традиционные методы не
позволяют получить полное обеззараживание
зерна от вирусов и грибов.
Предлагаемый нами новый способ обработки зерна ячменя позволяет устранить данный недостаток и получить продукцию с заданными параметрами за счет эффективного
обеззараживания зерна, снижения энергозатрат и материалоемкости при улучшении качества конечного продукта – пива.
Новизна данного способа производства
солода подтверждена патентом Российской
Федерации [3].
Отличительная особенность способа заключается в том, что обработку ячменя ведут
при определенной влажности зерна, значение
которой составляет 15,5-17,5 %, так как только при этом значении влажности сохраняются
не только жизнеспособность зерна, но и его
технологические свойства. Частота обработки
в СВЧ-поле 2450 МГц вызывает возникновение эффективного обеззараживания ячменя от
нежелательной микрофлоры. Воздействие
этой частотой должно происходить при указанной скорости нагрева до температуры продукта 58-60 ºС, так как только при этих условиях наблюдаются эффективное обеззаражи-
вание ячменя от грибов рода Penicillium,
Fusarium, Alternaria, Mucor, Aspergillus, а также бактерий и других споровых возбудителей
и наибольшая интенсивность прорастания.
Все это в комплексе гарантирует не только
снижение обсемененности ячменя микроорганизмами, активацию роста при солодоращении, снижение потерь ценных веществ, улучшение качества, но и получение экологически
чистого ячменя.
На рисунке показан способ управления
процессами производства продукции пищевой
промышленности на основе принципов ресурсосбережения посредством электрофизического воздействия на этапе переработки сырья.
В табл. 1 представлены режимы управления процессами в технологии солодоращения.
Учитывая, что изучали два фактора ( m = 2 ),
влияющих на технологию солодоращения,
использовали план активного планирования
эксперимента Кона-2.
В табл. 2 представлены данные исследования влияния электрофизического воздействия на фитопатогенный комплекс и показатели качества зерна ячменя пивоваренного.
Статистическая обработка экспериментальных данных позволила получить адекватные математические модели [4]:
Способ управления процессами переработки сырья
Таблица 1
Режимы
Температура, °С
Режимы
№ варианта
Экспозиция
обработки τ, с
Скорость
нагрева Vt,
°С/с
85
6 (опыт)
30
0,6
42
0,4
59
7 (опыт)
60
0,8
77
30
0,8
47
8 (опыт)
60
0,4
50
4 (опыт)
30
0,4
34
9 (опыт)
60
0,6
60
5 (опыт)
90
0,6
73
10 (контроль**)
№
варианта
Экспозиция
обработки τ, с
Скорость
нагрева Vt,
°С/с
1 (опыт*)
90
0,8
2 (опыт)
90
3 (опыт)
Контроль
Температура, °С
Режимы управления процессами в технологии солодоращения
23
Примечание: * Зерна ячменя, которые помещаются в СВЧ-поле.
** Зерна ячменя, которые не помещаются в СВЧ-поле .
2014, том 2, № 1
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Технологические процессы и оборудование
Номер варианта
Температура
нагрева, °С
р. Aspergillus
р.Alternaria
р.Penicilliu
m
р. Fusarium
р. Mucor
Энергия прорастания, %
Содержание белка,
%
Содержание
крахмала, %
Экстрактивность,
%
Таблица 2
Данные исследования влияния СВЧ-энергии на фитопатогенный комплекс и показатели качества
зерна ячменя пивоваренного
1
78
0
0
0
0
18
0
7,15
38,8
74,0
2
35
0
14
7
3
20
88
8,15
44,8
73,9
3
52
0
19
10
2
30
71
7,65
42,4
73,0
4
30
93
37
8
5
35
89
7,8
52,0
72,3
5
63
0
2
0
0
23
13
7,4
35,2
75,8
33
13
41
10
1
26
86
7,8
45,4
72,6
62
0
0
0
0
12
38
7,15
25,6
73,8
8
48
37
44
8
3
25
72
8,4
49,6
72,6
9
10
55
23
0
14
5
1
14
100
31
21
6
49
67
80
7,4
8,4
44,8
52,0
75,8
72,4
6
7
Зараженность грибной инфекцией, %
∧
y1 = 54,9 + 16, 2 ⋅ x1 + 7,5 ⋅ x2 − 6,6 ⋅ x12 + 5, 4 ⋅ x1 ⋅ x2 ,
∧
y 2 = 55, 2 − 5, 2 ⋅ x1 − 4,8 ⋅ x2 − 1,3 ⋅ x1 ⋅ x2 − 45, 2 ⋅ x22 ;
∧
y3 = 8,7 − 7, 4 ⋅ x1 − 13,1 ⋅ x2 + 1,1 ⋅ x1 ⋅ x2 + 2,9 ⋅ x12 + 3,8 ⋅ x22 ;
∧
y 4 = 4, 4 − 2 ⋅ x1 − 1,6 ⋅ x2 + 0,8 ⋅ x1 ⋅ x2 − x12 − 1,5 ⋅ x22 ;
∧
y 5 = 2,9 − 1,1 ⋅ x1 − 1, 2 ⋅ x2 − 1,6 ⋅ x22 ;
∧
y 6 = 15 − 1,6 ⋅ x1 − 6,7 ⋅ x2 + 8,6 ⋅ x12 + 2,3 ⋅ x22
;
y7 = 56,3 − 29,8 ⋅ x1 − 18,1 ⋅ x2 − 17,5 ⋅ x1 ⋅ x2 − 1,5 ⋅ x12 + 4,5 ⋅ x22 ;
∧
y8 = 7,5 − 0,3 ⋅ x1 − 0, 2 ⋅ x2 − 0, 2 ⋅ x1 ⋅ x2 + 0,03 ⋅ x12 + 0, 2 ⋅ x22 ;
∧
y9 = 39,7 − 4,3 ⋅ x1 − 5,8 ⋅ x2 + 0,9 ⋅ x1 ⋅ x2 + 3,1 ⋅ x12 + 0, 4 ⋅ x22 ;
y10 = 75,0 + 0,69 ⋅ x1 + 0,62 ⋅ x2 − 0,14 ⋅ x1 ⋅ x2 − 0, 45 ⋅ x12 − 1, 45 ⋅ x22 .
С помощью полученных математических
моделей мы обнаружили закономерности, связанные с технологическим процессом электрофизического воздействия на зерно, его обеззараживанием и улучшением физико-химических
показателей, что позволило нам определить оптимальные параметры управления входными
параметрами исследуемого процесса [5].
Таким образом, применение инновационных решений, направленных на воздействие
процессов переработки и использования сы50
(2)
(3)
(4)
(5)
∧
∧
(1)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
рья в технологии производства продукции
пищевой промышленности на основе принципов ресурсосбережения, позволило нам разработать методику эффективного управления
производством в целом для получения безопасной и экологически чистой продукции.
Литература
1. Управление качеством на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности: учебник для вузов / А.Н. Австриев-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кретова Ю.И.
Управление процессами переработки сырья
на основе принципов ресурсосбережения
ских, В.М. Кантере, И.В. Сурков, Е.О. Ермолаева. – Новосибирск, 2007. – 268 c.
2. Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности России на
период до 2020 г. – Распоряжение Правительства РФ от 17 апреля 2012 г. № 559-р.
3. Способ производства солода из пивоваренных сортов ячменя. Пат. 2283861, опуб.
20.09.2006, БИ 26 / Ю.И. Кретова (Зданович),
Г.И. Цугленок, Н.В. Цугленок и др.
4. Пен, Р.В. Статистические методы
моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства / Р.В. Пен.
– Красноярск: Изд-во Краснояр. гос. ун-та,
1982.
5. Кретова, Ю.И. Влияние термического
обеззараживания на комплекс микроорганизмов и качественные показатели зерна ячменя
пивоваренного: дис. ... канд. с.-х.наук / Ю.И.
Кретова. – Красноярск, 2006. – 146 с.
Кретова Юлия Игоревна. Кандидат сельскохозяйственных, доцент кафедры, и.о. зав. кафедрой
«Оборудование и технологии пищевых производств», Южно-Уральский государственный университет,
г. Челябинск, zdanovich76@mail.ru
Поступила в редакцию 21 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 48–51
CONTROL OF RAW MATERIALS PROCESSING BASED
ON PRINCIPLES OF RESOURCE SAVING
Yu.I. Kretova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
This paper describes a method of food quality control through the use of innovation
technologies based on the principles of resource saving. The development and introduction of brand new technologies based on modern physical methods, used for agricultural
raw materials processing, enable to get ecologically friendly products owing to effective
disinfection of barley seeds and reduction of energy costs and materials consumption.
Keywords: control, raw materials processing, resource saving, electrophysical methods
of influence, safety, food raw materials.
References
1. Avstrievskih A.N., Kantere V.M., Surkov I.V., Ermolaeva E.O. Upravlenie kachestvom na predprijatijah pishhevoj i pererabatyvajushhej promyshlennosti [Quality Control in Enterprises of Food and Processing
Industry]. Novosibirsk, 2007. 268 p.
2. Strategija razvitija pishhevoj i pererabatyvajushhej promyshlennosti Rossii na period do 2020 g. Rasporjazhenie Pravitel'stva RF ot 17 aprelja 2012 g. no. 559-r. [Strategy of Food and Processing Industry Development in Russia to 2020 / Decree of the Government of the Russian Federation of April 17, 2012, no. 559-р]
3. Kretova Ju.I. (Zdanovich), Cuglenok G.I., Cuglenok N.V. e. a. Sposob proizvodstva soloda iz pivovarennyh sortov jachmenja [Method of Producing Malt from a Brewing Variety of Barley]. Patent RF, no.
2283861, opub. 20.09.2006, BI 26.
4. Pen R.V. Statisticheskie metody modelirovanija i optimizacii processov celljulozno-bumazhnogo proizvodstva [Statistical Methods of Modeling and Optimization of Cellulose and Paper Production]. Krasnojarsk,
Krasnoyarskiy Gos. Univ. Publ. 1982.
5. Kretova Ju.I. Vlijanie termicheskogo obezzarazhivanija na kompleks mikroorganizmov i kachestvennye
pokazateli zerna jachmenja pivovarennogo: Dis. kand. sel'skokhoz. nauk [Influence of Thermal Disinfection on
Microorganisms and Qualitative Indicators of Brewing Barley Seeds: Cand. Dis. (Agriculture)]. Krasnojarsk,
2006. 146 p.
Kretova Yulia Igorevna, Candidate of Science (Agriculture), associate professor, Department “Equipment and technology of food production”, South Ural State University, Chelyabinsk, zdanovich76@mail.ru
Received 21 January 2014
2014, том 2, № 1
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 637.522
ББК 36.92:28.4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ И ЖИВОТНЫХ БЕЛКОВ
В ПРОИЗВОДСТВЕ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ
А.А. Лукин
Статья посвящена разработки технологии производства колбасных изделий с использованием белков растительного и животного происхождения.
Ключевые слова: животный белок, соевый белок, технология производства,
колбасное производство.
Введение
В условиях дефицита мясного сырья и
стремления производителей к снижению себестоимости продукции наличие альтернативных источников белка и произведенной из
них продукции является крайне актуальным
для отечественного мясного рынка. Поэтому
при производстве мясных продуктов сегодня
очень широко используют растительные и
животные белки, которые позволяют произвести равноценную замену недостающего дорогостоящего мясного сырья [1].
Белки, дополнительно внесенные в мясную систему, оказывают положительное стабилизирующее воздействие. Мясной продукт
должен обладать определенными потребительскими свойствами: быть сочным, нежным, обладать определенной кусаемостью,
плотностью и т. д.
И животные, и растительные белки содержат незаменимые аминокислоты, но различное их количество. Например, животный
белок из плазмы крови является полноценным, так как содержит все незаменимые аминокислоты.
Белки из коллагена – неполноценные. Соевые – сбалансированы по аминокислотному
составу относительно эталонного белка, но
имеют в недостаточном количестве серосодержащие аминокислоты.
Целью исследования является изучение
основных свойств белковых препаратов растительного и животного происхождения в
производстве колбасных изделий.
Наиболее известными белками растительного происхождения являются соевые
белки, которые можно разделить на три группы в зависимости от содержания белка:
– соевая мука – не более 50 % белка;
– соевые концентраты – около 70 % белка;
52
– соевые изоляты (изолированные соевые
белки) – не менее 90 % белка.
Все эти белки получают из бобов сои, которая наиболее богата белком по сравнению с
другими растениями – в бобах содержится до
50 % белка. Биологическая ценность белков
сои составляет 89 % от ценности казеина,
принятого в качестве единицы международного стандарта, в то время как для пшеницы
этот показатель равен 52 %, а для говядины —
125 %. Соевый белок обладает лечебным эффектом – 80 % жирных кислот сои являются
ненасыщенными, жизненно важными.
Основные характеристики разных групп
соевых белковых препаратов представлены в
табл. 1.
Анализ таблицы показывает, что наилучшими с точки зрения связывания воды и жира
являются изоляты, позволяющие получать
стабильные эмульсии белок : жир : вода в соотношении 1:5:5.
Соевые белковые препараты могут выпускаться в виде текстурированных белков –
гранул, имитирующих измельченные кусочки
мяса (мясной шпрот). Как правило, текстураты соевых белков используются при изготовлении полукопченых, варено- и сырокопченых колбас, в производстве полуфабрикатов
или для изготовления вареных колбас с неоднородной структурой.
Одним из наиболее известных мировых
производителей соевых белковых препаратов
является фирма ADM (США). Она производит
полный ассортимент соевых белков для мясной промышленности: изоляты, концентраты
и текстураты. На российском рынке известны
такие производители и поставщики соевых
белковых продуктов, как компания «Протеин.
Технологии. Ингредиенты» (ПТИ), которая
является дочерней фирмой концерна DuPont,
а также фирма «Могунция-Интеррус» [2].
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лукин А.А.
Технологические особенности и перспективы
использования растительных и животных белков…
Таблица 1
Основные характеристики разных групп соевых белковых препаратов
Характеристика
Содержание белка, %
Связывание жиров
Связывание воды
Влияние на текстуру
Обезвоженная
соевая мука
50
1:2
1:2
+
Основными преимуществами применения
соевых белковых препаратов являются:
– улучшение экономических показателей
производства (снижение расхода мясного сырья; высвобождение дорогостоящего нежирного мяса при сохранении высокого качества
продукции; рациональное использование мясного сырья с высоким уровнем жировой и соединительной ткани; сокращение потерь массы при термической обработке);
– повышение качества готовой продукции
(снижение содержания холестерина и жирных
кислот; снижение риска образования бульонно-жировых отёков);
– стабильность технологического процесса (повышение вязкости фарша, эмульгирование жира).
Однако при всех своих положительных
качествах в последнее время отношение к соевым белкам становится настороженным в
связи с проблемой продукции из генетически
модифицированных источников (ГМИ). Соя
была одним из первых растений, которая подверглась генной модификации. В результате
генетических изменений соя приобрела очень
многие положительные свойства: урожайность, стойкость к неблагоприятным погодным условиям и вредителям и т. д.
В Европе и Америке, вопреки расхожему
мнению, выращивание и переработка трансгенных культур не запрещены. В настоящее
время значительная часть урожая сои, произ-
Традиционный
концентрат
70
1:3
1:3
+++
Изолят
90
1:5
1:5
++++
веденной в странах Северной и Южной Америки, относится к ГМИ. В 2003 году модифицированная соя в больших количествах культивировалась в Румынии.
В нашей стране выращивание трансгенных растений пока не разрешено, но разрешается ввозить, перерабатывать, использовать в
продуктах питания несколько видов генетически модифицированных растений и микроорганизмов, а также продуктов их переработки,
которые прошли соответствующую процедуру регистрации и контроля на территории РФ.
Маркировка продуктов с нанесением информации о том, что данный продукт изготовлен с использованием ГМИ, является обязательной. Причем маркировке подлежат продукты, в которых пороговой уровень содержания компонентов из ГМИ превышает 0,9 %.
Поэтому в настоящее время для колбасы, содержащей соевые добавки из ГМИ в количестве более 0,9 %, на этикетке должно быть
указано: «Продукция содержит компоненты
из генетически модифицированных источников». Если же добавки не содержат ГМИ, то
это должно быть подтверждено соответствующими сертификатами.
К этой группе животных белков относятся свиная шкурка, вырабатываемые из нее и
других видов коллагенсодержащего сырья
белки, плазма крови, сухое цельное и обезжиренное молоко, казеин, казеинаты и другие.
Сухое молоко по своей питательной ценТаблица 2
Состав сухого молока и казеина
Составные части
Лактоза
Белки
Жиры
Зола
Вода
2014, том 2, № 1
Содержание к белковой добавке, %
обезжиренное
цельное
50,0
40,0
38,5
25,7
1,0
26,0
8,0
6,5
2,5
1,8
казеин
88–91
0,4
0,5
4,5
4–6
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Технологические процессы и оборудование
ности близко к мясу, более того, оно выступает в роли хорошего эмульгатора. Существует
два вида сухого молока: цельное и обезжиренное, примерный состав которых приведен
в табл. 2.
Обычно используют обезжиренное сухое
молоко, поскольку в нем выше содержание
белков. Кроме того, оно лучше хранится из-за
более низкого содержания жира.
Еще одним видом молочных белков является казеин и его производные – казеинаты.
Это концентрат молочного белка, поэтому
эмульгирующие свойства у него выражены
больше, чем у сухого молока.
Эмульгирующие свойства обезжиренного
сухого молока и казеина высоко оценены
производителями колбас, однако молочные
эмульгаторы размягчают консистенцию готовой продукции, поэтому наиболее широко их
используют при производстве паштетов и
других продуктов мажущей консистенции.
Молочно-белковые смеси в отличие от
сухого молока содержат гораздо больше сывороточных белков, которые придают готовым изделиям выраженный вкус, создают
плотную белковую матрицу, улучшая текстуру продукта. Молочно-белковые смеси предлагают многие фирмы: «Arla Foods
Ingredients», Дания (торговая марка «Нутрилак»); «Milei GmbH», Германия (торговая
марка «Milei»); АБВ, Россия (торговые марки
«Оволакт», «Мультилакт», «Полилакт», молочные гели «Грандлюкс» и «Экстрафут»).
Молочно-белковые смеси используют в качестве мясозаменяющих ингредиентов при производстве различных колбасных изделий, ветчин, паштетов.
Свиная шкурка достаточно прочно вошла
в производство мясных продуктов разных ассортиментных групп. Интерес к использованию свиной шкурки оправдан прежде всего изза соединительнотканных белков, основным из
которых является коллаген, отличающийся от
других белков соединительной ткани физикохимической активностью и реакционной способностью функциональных групп, специфической последовательностью расположения
аминокислот в полипептидных цепях. После
тщательного измельчения шкурки коллаген
образует водно-белковые эмульсии. Но при
использовании белковой эмульсии сырье
должно соответствовать достаточно-высоким
санитарно-гигиеническим требованиям. Кроме
того, необходима предварительная обработка
используемой эмульсии [3].
54
Аминокислотный состав коллагена характеризуется высоким содержанием глицина и
аланина (соответственно 33–35 % и 10–15 %
от суммы аминокислот), а также обязательным присутствием оксипролина, являющегося
как бы меточкой соединительной ткани, и отсутствием триптофана, являющегося меточкой любой мышечной ткани.
В последнее время возрос интерес производителей мясной продукции к применению
белков животного происхождения, выделяемых из мясного сырья: водорастворимых белков (которые производятся на основе плазмы
крови) и щелочнорастворимых белков (которые производятся из коллагенсодержащего
сырья и содержат коллаген, эластин).
В целом следует отметить, что растительные и животные белки широко используются
в мясном производстве и имеют ряд отличительных особенностей, и противопоставлять
эти два продукта не стоит. В частности, по
гидратации и по использованию синтетических красителей. При использовании красителей гранулы на основе соевых белков приобретают неестественный блеск и выделяются
на срезе продукта, а при использовании животного белка такого не происходит. По сравнению с растительными белками животные
белки более универсальны и по структуре
лучше сочетаются с мясным сырьем при производстве колбас, однако более низкая цена
растительных белков предопределила экономическую целесообразность их широкого использования.
Наиболее известные наименования животных белков приведены в табл. 3.
Белково-жировые эмульсии (БЖЭ) – достаточно распространенный компонент рецептур колбасных изделий «эконом» и «медиум»
классов. Как правило, их приготавливают в
куттере горячим или холодным способом, используя в качестве стабилизатора получающейся системы «вода + жир» белковые препараты либо специальные эмульгаторы.
В качестве жирового компонента эмульсии возможно использование жирной свинины с содержанием мышечной ткани не более
15 %, шпика свиного, обрезков шпика свиного, щековины, жира-сырца свиного, жирасырца говяжьего, жира-сырца бараньего, жира-сырца конского, куриного жира, топленого
жира свиного или говяжьего, сливочного масла, маргарина, растительного масла, растительных жиров (пальмовый, кокосовый).
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лукин А.А.
Технологические особенности и перспективы
использования растительных и животных белков…
Таблица 3
Белки животного происхождения различных торговых марок
Название
Миогель
Типро 600,
Типро 600С
Типро 601
Типро 800
GitPro P
GitPro K
GitPro D
Кат-Гель 95
Кат Про 95
Scanpro T95
Scanpro BR95
Scanpro SUPER
Скангель А95
Фирма-производитель
Могунция
ПТИ, Россия
Мельница приправ Нессе
BHJ Danexport A/S, Дания
ТД Нордик Продукт, Россия
Следует еще раз отметить основные преимущества белково-жировых эмульсий:
– возможность эффективного использования мясного сырья с низкими функционально-технологическими свойствами;
– получение индивидуальных эмульсий с
гарантированно стабильными свойствами;
– высокий уровень функциональнотехнологической совместимости индивидуальных белково-жировых эмульсий со структурным матриксом базовой мясной эмульсии;
– позитивное влияние белково-жировых
эмульсий на структурно-механические показатели и величину выхода готовой продукции;
– снижение вероятности появления жировых отеков при термической обработке колбасных изделий;
– экономический фактор [6].
Экспериментальная часть
Приготовление белково-жировых эмульсий на основе соевых белковых препаратов
(СБП) осуществляют несколькими способами,
причем получение эмульсий с наиболее устойчивыми свойствами, как правило, обеспечивает применение изолированных и концентрированных соевых белков. Рекомендуемые соотношения СБП : жировое сырье : вода находятся в диапазоне от 1 : 3 : 3 до 1 : 6 : 6 и зависят
как от типа использованного соевого белкового препарата, так и от свойств жиросырья.
При холодном способе (вариант I) в куттер вносят от 1/3 до 2/3 части необходимой
для гидратации СБП воды, сухой препарат
соевого белка и куттеруют смесь 5–7 мин до
температуры 17–20 °С; затем добавляют подмороженное жиросырье (допускается в кусках
2014, том 2, № 1
Состав
Текстурный животный белок
Кровь КРС
Концентрированный коллагеновый белок
Молочный сывороточный белок-эмульгатор
Коллагеновый белок из свиной шкурки
Белок крови (около 60 % белка)
Белок плазмы крови (около 70–80 % белка)
Коллагенсодержащее сырье КРС
Коллагеновый белок из свиной шкурки
Коллагенсодержащее свиное сырье
Коллагенсодержащее свиное сырье
массой не более 1 кг) и проводят измельчение
до полной гомогенизации и достижения температуры 30–35 °С. В конце куттерования
вводят остаток воды (в виде водоледяной смеси) и продолжают эмульгирование на высокой
скорости до получения пастообразной массы
с гладкой, блестящей поверхностью. Конечная температура готовой эмульсии – не выше
18 °С.
Согласно варианту II жиросырье после
подмораживания загружают в куттер, измельчают 1–2 мин, добавляют СБП и воду (70 %
от общего количества, t = 30–35 °С) и продолжают эмульгировать 5–10 мин до получения однородной вязкой массы с глянцевой
поверхностью (не выше 30–35 °С). В конце
добавляют остаток воды (30 %) в виде водоледяной смеси для снижения температуры,
поваренную соль, пищевые красители и вкусо-ароматические добавки (если необходимо).
Куттерование заканчивают при достижении
температуры 18–20 °С.
Согласно варианту III, подмороженное
жиросырье загружают в куттер, добавляют 1/3
часть водоледяной смеси и измельчают в течение 0,5–1 мин. Затем добавляют еще воду
(1/3 от общего количества), но с температурой
30–35 °C, и соевый белковый препарат. Проводят диспергирование в течение 5–10 мин до
достижения температуры массы 35–40 °С.
Добавляют оставшуюся 1/3 часть водоледяной смеси, снижают температуру эмульсии до
12–15 °С, выгружают готовую эмульсию из
куттера [5].
Приготовление эмульсий на основе жидких растительных масел в качестве жирового
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Технологические процессы и оборудование
сырья требует соблюдения несколько других
требований. В частности, на первом этапе
куттерования в чашу загружают белковый
препарат, например, соевые изоляты типа ProVo 500 либо Pro-Vo 500U и проводят его гидратацию в соотношении с водой 1 : 5. Затем
постепенно по краю чаши куттера вводят 5
частей растительного масла, перемешивают
массу на низких оборотах ножей и, перейдя на
максимальные обороты, доводят ее до состояния эмульсии с температурой 20–25 °С.
Для повышения стабильности эмульсии
допускается добавление поваренной соли в
количестве 2 % к массе эмульсии.
С целью получения более нежной консистенции эмульсию рекомендуется пропускать
через машины тонкого измельчения (кроме
эмульсий из жидких растительных масел).
Для улучшения функциональных свойств
эмульсии рекомендуется выдерживать ее в
течение 6–12 часов при температуре 0–4 °С.
Температура белково-жировой эмульсии перед ее непосредственным использованием на
этапе приготовления фарша не должна превышать 6 °С. Продолжительность хранения
белково-жировой эмульсии – не более 48 часов при температуре 0–4 °С.
При горячем способе используют подогретую жировую основу (до 25–30 °С) и воду с
температурой около 90 °С [4].
Жиросырье измельчают в куттере, затем
добавляют СБП и, продолжая гомогенизацию,
постепенно добавляют горячую воду. Эмульгирование ведут на высокой скорости до получения однородной массы. В конце процесса
добавляют лед, поваренную соль, пищевые
красители.
Кроме соевых (растительных) белков при
приготовлении БЖЭ применяют также белковые препараты животного происхождения: на
основе белков плазмы крови, молока, гидролизованного коллагенсодержащего сырья, а
также их комбинации.
В зависимости от вида, состава и технологии производства данная группа препаратов
обладает достаточно широким спектром
функциональных свойств, но большая часть
имеет выраженную гелеобразующую, водосвязывающую и эмульсионную способности,
что позволяет эффективно использовать их
при непосредственном внесении в рецептуры
эмульгированных продуктов (в сухом либо
гидратированном виде в количестве 2–4 %) и
при приготовлении белково-жировых эмульсий (табл. 4).
56
Результаты и их обсуждение
Основные преимущества препаратов данной группы заключаются не только в их
функционально-технологических свойствах,
но и в том, что их применение повышает долю животного белка в продукте, позволяет
корректировать соотношение белок : жир и
аминокислотный состав белкового компонента. Кроме того, в присутствии белковых препаратов животного происхождения в меньшей
степени изменяются вкус и запах мясопродуктов.
Многие из них (особенно изготовленные
из коллагенсодержащего сырья) обладают
высокой гелеобразующей (ККГ = 3–5 %),
структурирующей и водосвязывающей способностями и могут быть использованы как
при холодном, так и при горячем способах
приготовления эмульсий.
Например, животный белок Сканпро
Т–95, обладающий высоким функциональнотехнологическим потенциалом (ВСС – до 18 г
воды/1 г препарата, ЖУС – до 1,8 г,
ЭС = 50 %, ККГ = 4–5 %), обеспечивает получение стабильных белково-жировых эмульсий
в соотношении до 1 : 20 : 20 при горячем способе производства. При этом в куттер загружают предварительно измельченное на волчке
с диаметром отверстий решетки 3–5 мм жиросырье, добавляют 1/3 часть горячей (70–
90 °С) воды, вносят препарат Сканпро и диспергируют систему. Затем доливают оставшуюся часть горячей воды и ведут процесс до
образования эмульсии. Температура эмульсии
в куттере не должна снижаться ниже
45–50 °С. В полученную эмульсию добавляют
2 % соли; могут быть введены красители и
вкусоароматические добавки. Эмульсию выгружают из куттера, раскладывают в тазики
для охлаждения до 4–6 °С, после чего используют при производстве вареных, варенокопченых, ливерных колбасных изделий.
Белково-жировые эмульсии с использованием животных белков GITPRO BP приготавливают следующим образом. В качестве жирового сырья применяют жирную свинину,
шпик, жир-сырец, куриный жир, растительные жиры и масла. Соотношение белковый
препарат : жировое сырье : вода в составе
эмульсии от 1 : 10: 10 до 1 : 15 : 15. В куттер
вносят жирное сырье и куттеруют 1–2 мин,
после чего вносят животный белок GITPRO
BP и продолжают куттерование в течение 1–2
мин. Затем добавляют горячую воду, имеющую температуру не ниже 50 °С, и ведут об-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лукин А.А.
Технологические особенности и перспективы
использования растительных и животных белков…
Таблица 4
Характеристики некоторых белковых препаратов, используемых при приготовлении
белково-жировых эмульсий
Наименование
препарата
Массовая доля,
%
Происхождение
белка
жира
Рекомендуемый уровень
рН, 1 %
раствора
гидратации
«препарат :
вода»
эмульгирования
«препарат : вода :
жир»
Холодный способ
1:8:8
Горячий способ
1 : 10 : 10
Холодный способ
1 : 15: 15
Горячий способ
1 : 12 : 12
Горячий способ
1 : 30 : 30
Холодный способ
1:4:4
ТИПРО 600
Плазма крови КРС
68
0,7
6,5
1 : (9–12)
ТИПРО 800
Подсырная молочная
сыворотка
80
2,8
7,2
1 : 20 (40)
ТИПРО 601
Гидролизованная
свиная шкурка
86
1,0
7,4
1: 20 (40)
Творожная молочная
сыворотка
36
0,6
4,5
–
Молочный белок
86
1,8
7,0
1:4
Холодный способ
1 : 5: 5
Смесь животных
белков
90
6
7,0
1 : 12
1 : 15 : 15
Концентрат
молочной сыворотки
Казеинат натрия
GITPRO BP
Сканпро Т-95
Сканпро
95
БР-
Сканпро
730/СФ
Миогель
Обезжиренная свиная шкурка
85
10
7,0
1 : 10 (20)
Холодный способ
1 : 15 : 15
Горячий способ
1 : 20 : 20
То же
92
6
7,0
1 : 20 (30)
1 : 20 : 20
75
10
7,5
1 : 10 (12)
1:7:7
65
0,7
7,0
1:5
1:4:4
Коллагенсодержащее
сырье + плазма крови
Глобин крови
работку смеси до образования эмульсии 5–10
минут. Температура готовой эмульсии должна
быть не ниже 35–40°С. После охлаждения полученную белково-жировую эмульсию на основе GITPRO BP добавляют в мясные фарши
(на второй стадии куттерования – после обработки нежирного сырья) вареных колбас, сосисок, сарделек, полукопченых и варенокопченых колбас, полуфабрикатов и т. п.
В случае производственной необходимости при изготовлении белково-жировых
эмульсий могут быть использованы эмульгаторы бинарного состава, например, соевые
изоляты Pro-Vo и животный белок GITPRO
BP, взятые в соотношении (2: 3) : 1, которые
хорошо сочетаются по функциональнотехнологическим свойствам.
Казеинат натрия – молочно-белковый препарат, широко использовавшийся в отечественной мясной отрасли в 1970–1980-е годы, но
2014, том 2, № 1
затем на длительный период вытесненный с
продовольственного рынка более дешевыми и
многофункциональными импортными белоксодержащими добавками. При этом в условиях, свойственных большинству мясных систем
(pH выше 6,0; концентрация поваренной соли
2–2,5 %; температурные параметры технологических процессов) препараты казеината натрия
имеют достаточно высокие растворимость,
эмульсионные свойства, водопоглотительную
и жироудерживающую способности. Недостатком казеинатов является отсутствие у них
гелеобразующей способности. Являясь активным эмульгатором, казеинат натрия способен
адсорбироваться на поверхности частиц жира
и образовывать прочный адсорбционный слой,
предотвращая таким образом вероятность образования жирового отека. Однако когда в
мясной системе находится несколько типов
белков (миофибриллярные, соевые, казеинат
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Технологические процессы и оборудование
натрия), что характерно для продукции комбинированного состава, в мясных эмульсиях может возникнуть явление конкурентной адсорбции на поверхности вода/жир. По мнению ряда
исследователей, суть явления заключается в
том, что при диспергировании жира в присутствии нескольких белков на поверхности раздела фаз адсорбируются преимущественно более поверхностно-активные белки. Известно,
что поверхностная активность мясных белков,
в частности миозина, существенно выше, чем у
других пищевых белков. Таким образом, при
эмульгировании жира в присутствии мясных
белков и казеината натрия поверхность частиц
жира будет стабилизирована преимущественно
миозином, а казеинат натрия останется в водной фазе. Исходя из этого, казеинат натрия
наиболее рационально использовать при приготовлении колбас с низким содержанием мышечной ткани, то есть эконом-класса, в рецептуры которых входят ММО, коллагенсодержащее сырье либо белково-жировые эмульсии.
Выводы
Большое разнообразие созданных рецептур БЖЭ, кроме улучшения выше названных
свойств мясопродуктов, позволяет обогащать
мясные системы необходимыми для человека
пищевыми нутриентами (пищевые волокна,
витамины и т. д.).
Направленное
применение
белковожировых добавок при приготовлении мясных
систем позволяет нормализовать общий химический и аминокислотный составы, компенсировать отклонения в функциональнотехнологических свойствах используемого
основного сырья, обеспечить вовлечение в
производство пищевых продуктов прототипов
белоксодержащего сырья и высвободить часть
высококачественного мясного сырья, улучшить качественные характеристики готовой
продукции, снизить себестоимость вырабатываемых изделий.
Литература
1. Антипова, Л.В. Использование вторичного коллагенсодержащего сырья мясной
промышленности / Л.В. Антипова, И.А. Глотова. – СПб.: ГИОРД, 2006. – 384 с.
2. Лисицын, А.Б. Теория и практика переработки мяса / А.Б. Лисицын, Н. Н. Липатов.
– М.: ВНИИМП, 2004. – 369 с.
3. Лукин, А.А. Гистологические изменения
субпродуктов II категории крупного рогатого
скота под действием ферментного препарата животного происхождения / А.А. Лукин //
Технология и товароведение инновационных
пищевых продуктов. – 2012. – № 5 (16). –
С. 28–33.
4. Лукин, А.А. Дифференциально-термический анализ белкового полуфабриката / А.А.
Лукин // Аграрный вестник Урала. – 2013. –
№ 3 (109). – С. 36–37.
5. Лукин, А.А. Исследование и разработка
технологии мясного хлеба с использованием
вторичного коллагенсодержащего сырья /
А.А. Лукин. – Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2013. –
103 с.
6. Салаватулина, Р.М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве
/ Р.М. Салаватулина. – СПб.: ГИОРД, 2005. –
240 с.
Лукин Александр Анатольевич. Кандидат технических наук, преподаватель кафедры ««Оборудование и технологии пищевых производств» Института экономики, торговли и технологии, ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск, lukin321@rambler.ru.
Поступила в редакцию 18 января 2014 г.
58
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лукин А.А.
Технологические особенности и перспективы
использования растительных и животных белков…
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 52–59
TECHNOLOGICAL CHARACTERISTICS AND PROSPECTS
OF USING VEGETABLE AND ANIMAL PROTEINS IN SAUSAGE
PRODUCTION
A.A. Lukin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The author focuses on the technology of producing sausage products containing vegetable and animal proteins.
Keywords: animal protein, soya protein, production techniques, sausage production.
References
1. Antipova L.V., Glotova I.A. Ispol'zovanie vtorichnogo kollagensoderzhashhego syr'ja mjasnoj promyshlennosti [Use of Secondary Collagen-containing Raw Materials in Meat Industry]. St. Petersburg, GIORD
Publ., 2006. 384 p.
2. Lisicyn A.B., Lipatov N.N. Teorija i praktika pererabotki mjasa [Theory and Practice of Meat
Processing]. Moscow, 2004. 369 p.
3. Lukin A.A. [Histological Changes of Category II Animal by-products under the Influence of Enzyme
Preparations of Animal Origin]. Tehnologija i tovarovedenie innovacionnyh pishhevyh produktov [Technology
and Merchandising of Innovative Food Products], 2012, no. 5(16), pp. 28–33. (in Russ.)
4. Lukin A.A. [Differential and Thermal Analysis of Protein Half-finished Products]. Agrarnyj vestnik
Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 2013, no. 3(109), pp. 36–37. (in Russ.)
5. Lukin A.A. Issledovanie i razrabotka tehnologii mjasnogo hleba s ispol'zovaniem vtorichnogo kollagensoderzhashhego syr'ja [Research and Development of Meat Loaf Technology Using Secondary Collagencontaining Raw Materials]. Cheljabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2013. 103 p.
6. Salavatulina R.M. Racional'noe ispol'zovanie syr'ja v kolbasnom proizvodstve [Rational Use of Raw
Materials in Sausage Production]. St. Petersburg, GIORD Publ., 2005. 240 p.
Lukin Alexander Anatolievich, Candidate of Science (Engineering), lecturer of Food Engineering Department “Equipment and technology of food production”, Trade and Technologies, South Ural State University, Chelyabinsk, lukin321@rambler.ru.
Received 18 January 2014
2014, том 2, № 1
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологические проблемы биохимии
и технологии
УДК 664.921
ВИДЫ ОПАСНОСТЕЙ ВО ВРЕМЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СЫРОВЯЛЕНЫХ
МЯСОПРОДУКТОВ И ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИЕ ДЕЙСТВИЯ
(НА ПРИМЕРЕ ПРИНЦИПОВ ХАССП)
М.Б. Ребезов, Г.М. Топурия, Б.К. Асенова
Выявление и предупреждение опасностей носит глобальный характер при
производстве мясной продукции, так как оно позволяет контролировать органолептические характеристики продукции, ее безопасность и позволяет гарантировать сроки годности продукции. В работе рассматриваются виды опасностей во время технологического процесса производства сыровяленых мясопродуктов, а также разработка предупреждающих действий в соответствии с
регламентирующими требованиями к системе ХАССР.
Ключевые слова: безопасность, мясопродукты.
Современный рынок мясопродуктов насыщен достаточно широким ассортиментом
продукции, способным удовлетворить различные вкусы потребителя [1–4]. Одними из
важнейших характеристик, влияющими на
выбор потребителя, являются: органолептические, физико-химические и экономические
[5, 6]. Необходимо всесторонне изучать потребительские предпочтения для проектирования и разработки инновационных мясопродуктов с заданными характеристиками [7–10].
На кафедре прикладной биотехнологии были
разработаны рецептуры и технология сыровяленых мясных снеков [11, 12].
Общепринятым документом, регламентирующим требования к системе ХАССП, в
Российской Федерации (РФ) является национальный стандарт ГОСТ Р 51705.1–2001
«Системы качества. Управление качеством
пищевых продуктов на основе принципов
ХАССП. Общие требования» [13, 14].
На основании данного документа на пищевых предприятиях разрабатывается система управления рисками и внедряется методика анализа критических контрольных точек
(ККТ).
Система ХАССП декламирует 7 основных принципов, которые помогут разработать
и внедрить данную систему в любой организации [13]:
60
1 – идентификация потенциальных рисков (опасных факторов), связанных с производством продуктов питания, включая все
стадии жизненного цикла продукции (от поставки сырья для производства до утилизации
остатков готовой продукции). Она необходима для выявления условий возникновения
рисков и установления необходимых мер для
их контроля;
2 – выявление ККТ в производстве необходимо для сведения к минимуму риска и возможности его появления, при этом охватываются все стадии производства продукции;
3 – разработка и внедрение предельных
значений параметров для продукции с целью
контроля ККТ;
4 – разработка системы мониторинга, позволяющая отслеживать и анализировать результаты проверок ККТ;
5 – разработка корректирующих действий
(их применение);
6 – разработка процедур проверки, которые должны регулярно проводиться для обеспечения эффективности функционирования
системы ХАССП;
7 – документирование всех процедур системы, форм и способов регистрации данных,
относящихся к системе ХАССП.
Согласно словарю, приведенному в ГОСТ
Р 51705.1, под опасностью принято понимать
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ребезов М.Б., Топурия Г.М.,
Асенова Б.К.
Виды опасностей во время технологического процесса
производства сыровяленых мясопродуктов…
потенциальный источник вреда здоровью человека, а под опасным фактором – вид опасности с конкретными признаками [13].
Выделяют биологические (далее по тексту – Б), физические (Ф), физико-химические
(ФХ) и химические (Х) факторы [15].
Все опасности выявляют и учитывают,
исходя из технологического процесса (схемы
производства), для сыровяленых мясопродуктов (общая для всех схема) он выглядит следующим образом (см. рисунок).
Технологическая схема производства
сыровяленой продукции
Приемка и подготовка сырья, нарезка, посол (при температуре не более +4 °С, в течение 1–2,5 суток), выравнивание концентрации
посолочной смеси (при Т = 2–5 °С), созрева2014, том 2, № 1
ние продукта (24–48 ч при Т = 22–24 °С, а затем 1– суток при Т = 16–18 оС), охлаждение
(до Т = +4 °С), упаковка (чаще всего в вакуумную упаковку), маркировка, хранение и
транспортирование (при Т = +4 °С) [3].
К биологическим опасностям относят
микробиологическую порчу (результат деятельности микроорганизмов), к физикохимическим – температуру, кислотность, к
физическим – примеси (мусор с плоховымытого оборудования, стружка и др.), а к химическим – химические вещества (токсичные
элементы, радионуклиды, пестициды, антибиотики и др.) [15].
Составим карту опасностей и предупреждающих действий в зависимости от технологической стадии производства сыровяленой
продукции (см. таблицу).
Исходя из данных таблицы можно (и
нужно) выделить критические контрольные
точки (ККТ) технологического процесса.
ККТ – это место (стадия или этап технологического процесса) проведения контроля
для идентификации опасного фактора и (или)
управления риском [13].
Для сыровяленой мясной продукции
можно выделить 5 ККТ:
– ККТ 1 – стадия посола кусочков мяса,
– ККТ 2 – выравнивание концентрации
посолочной смеси в продукте,
– ККТ 3 – вяление или созревание,
– ККТ 4 – охлаждение,
– ККТ 5 – упаковка готовой продукции.
Все выделенные ККТ коренным образом
способны изменить качественные характеристики в отрицательную сторону, так как нарушение каждой из этих технологических
стадий (как вместе, так и по отдельности) может привести к микробиологическому заражению продукции, т.е. активному развитию
нежелательной микрофлоры, которая превращает продукт в «небезопасный», а также к
преждевременному истечению срока годности.
Так, например, при нарушении стадии
посола продукции (т. е. при несоблюдении
температурно-влажностного режима, длительности посола или отклонении кислотности) в продукте может начаться процесс, способствующий накоплению ненужной влаги и,
как следствие, развитие микрофлоры. Ту же
«опасность» влечет за собой и нарушение на
стадии выравнивания концентрации посолочной смеси в продукте (по большому счету, эта
процедура является еще более весомой, чем
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологические проблемы биохимии и технологии
Возможные опасности и предупреждающие действия
Наименование операции (стадии технологического процесса)
1
Приемка сырья
(входной контроль)
Обвалка, жиловка
Учитываемый
опасный фактор
Контролируемые
признаки
2
Б, ФХ, Ф, Х
3
Микробиологические
показатели, температура
мяса, кислотность, посторонние примеси, антибиотики
Посторонние примеси,
температура
ФХ, Ф
Нарезка мясного сырья
ФХ
Составление посолочной смеси
Ф, Х, ФХ
Посторонние примеси,
токсичные
элементы,
температура, влажность
ФХ, Ф
Температура,
кислотность, время посола,
концентрация рассола,
посторонние примеси
Выравнивание концентрации (ККТ 2)
ФХ
Температура,
относительная влажность воздуха
Созревание
(ККТ 3)
ФХ
Температура, длительность,
относительная
влажность воздуха
ФХ
Температура и длительность,
относительная
влажность воздуха
Посол кусочков
(ККТ 1)
(вяление)
Охлаждение (ККТ 4)
Транспортирование
хранение
и
Микробиологические
показатели, температура
Б, ФХ
62
Температура
Предупреждающие действия
4
Необходимо тщательно проводить
входной контроль сырья, осуществляя контроль за Т мяса, его рН, а
также количеством бактерий
Правильное исполнение обвалки и
жиловки мяса; мойка оборудования
соблюдение условий окружающей
среды (Т, влажность, скорость движения воздушных потоков) при проведении данной операции
Необходимо контролировать условия окружающей среды (Т, влажность, скорость движения воздушных потоков) во избежание развития
микроорганизмов
Проведение входного контроля дополнительного сырья, исследование
различных показателей сырья, соблюдение условий окружающей
среды (Т, влажность, скорость движения воздушных потоков)
Процедура посола должна осуществляться строго по технологии при
соблюдении
всех
санитарно–
гигиенических правил, усиленный
систематический контроль данных
параметров предотвратит порчу и
процессы гниения
Для достижения необходимой концентрации необходимо обеспечить
постоянство условий окружающей
среды (Т, влажность, скорость движения воздушных потоков) на производстве
Систематический контроль за условиями окружающей среды (Т, влажность, скорость движения воздушных потоков) и длительностью процесса, соблюдение технологии
Систематический контроль за условиями окружающей среды (Т, влажность, скорость движения воздушных потоков) и длительностью процесса, установление и постоянный
контроль за счетчиками в охладительных камерах
Санитарный контроль помещений и
транспортных средств, соблюдение
правил транспортирования и хранения, соблюдение температурновлажностного режима
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ребезов М.Б., Топурия Г.М.,
Асенова Б.К.
Виды опасностей во время технологического процесса
производства сыровяленых мясопродуктов…
сам посол), так как из-за несоблюдения технологии концентрация может как повыситься,
так и уменьшиться, что, соответственно, способно привести к нарушению структуры продукта, равномерности посола и увеличению
риска развития микрофлоры [16].
Для предупреждения нарушений в процессе производства необходимо внедрение
предупреждающих мер на стадиях ККТ во
избежание получения отрицательных результатов при выходе готовой продукции.
Для ККТ 1 необходимо:
– контролировать содержание посолочных веществ в продукте, чтобы он не получился пересоленным или недосоленным, т. е.
чтобы продукт приобрел оптимальные вкусовые характеристики;
– поддерживать постоянный температурно–влажностный режим, чтобы свести к минимуму риски развития нежелательных микроорганизмов;
– проверять концентрацию соли в рассоле
для безопасности продукта. Если не поддерживать необходимое количество соли и нитрита, то в рассоле возможно развитие нежелательной микрофлоры (Vibrio spp., Leuconostoc
spp.), что приведет к микробиологической
порче продукта (появится пена, неприятный
запах, слизь);
– регулировать соотношение мясо: рассол
(3:1), это соотношение должно носить постоянный характер, так как влияет на органолептические характеристики продукта (вкус, цвет
и аромат) [16].
Для ККТ 2 требуется:
– соблюдать правило «Треть на две трети», т. е. продолжительность процесса выравнивания должна быть вдвое больше, чем сам
посол (для равномерного распределения посолочного раствора по всему куску мяса);
–
поддержание
температурновлажностного режима (Т = 2–5 °С, при влажности до 76 %) и контроль за длительностью
процесса в заданных условиях, это необходимо, так как микрофлора продукта в таком состоянии нестабильна до тех пор, пока содержание соли не достигнет 4,5 % (по всему куску), поэтому при малейших отклонениях температуры или влажности происходит пик развития нежелательной микрофлоры (Cl. botulinum типа В и Staph.aureus) [3];
– контроль за массовой долей влаги, так
как в процессе выравнивания происходит
диффузионное движение соли к центру продукта, которое влечет выталкивание влаги на
2014, том 2, № 1
поверхность (обезвоживание и подсыхание),
если концентрация соли недостаточна, то вода
остается на своем месте (в центре), что может
вызвать развитие микрофлоры.
Для ККТ 3 необходим контроль за соблюдением температурно-влажностного режима (Т = 22–24 °С, влажность 76–80 %) и
длительности процесса для формирования
вкусо-ароматических характеристик (и цвета),
т. е. это может быть как контроль со стороны
персонала, так и установление дополнительных датчиков температуры и влажности, которые способны оповестить об отклонениях.
Для ККТ 4 главным является снова температурно-влажностный режим, поэтому необходимо строго его соблюдать (температура
не более +4 оС, влажность не более 75 %),
чтобы не пошло развитие микрофлоры.
Для ККТ 5 важным является соблюдение
как температурно–влажностного режима, так
и безопасность упаковочных материалов (их
чистота) и надежность оборудования (работоспособность, т. е. способность герметично
упаковывать, и их очистка от мусора и отходов, которые могут попасть в продукт) [3].
Таким образом, можно сделать вывод, что
выявление и предупреждение опасностей носит глобальный характер при производстве
продукции, так как оно позволяет контролировать органолептические характеристики
продукции (для достижения необходимых или
требуемых), ее безопасность и, что немаловажно, позволяет гарантировать сроки годности продукции.
Все эти параметры являются показателями, характеризующими качественные характеристики продукции, которые влияют на
конкурентоспособность продукции [17].
Литература
1. О потребительских предпочтениях при
выборе мясных продуктов / М.Ф. Хайруллин,
М.Б. Ребезов, Н.Л. Наумова и др. // Мясная
индустрия. – 2011. – № 12. – С. 15–17.
2. Конъюнктура предложения мясных
продуктов «Халяль» на примере города Челябинска / М.Б. Ребезов, И.М. Амерханов, Г.К.
Альхамова, А.Р. Етимбаева // Политематический сетевой электронный научный журнал
Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 77. – С. 915–924.
3. Наумова, Н.Л., Функциональные продукты. Спрос и предложение: монография /
Н.Л. Наумова, М.Б. Ребезов, Е.Я. Варганова. –
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологические проблемы биохимии и технологии
Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ,
2012. – 78 с.
4. Food behavior of consumers (for example,
Chelyabinsk) / M.B. Rebezov, N.L. Naumova,
A.A. Lukin e. a. // Вопросы питания. – 2011. –
№ 6. – С. 23–26.
5. Критерии оценки конкурентоспособности сыровяленых мясопродуктов / А.О. Дуць,
Н.Б. Губер, М.Ф. Хайруллин и др. // Молодой
ученый. – 2013. – № 11. – С. 95–98.
6. Установление сроков хранения мясных
снеков / М.Б. Ребезов, М.Ф. Хайруллин, О.В.
Зинина и др. // Политематический сетевой
электронный научный журнал Кубанского
государственного аграрного университета. –
2012. – № 77. – С. 403–412.
7. Актуальные биотехнологические решения в мясной промышленности / А.А. Соловьева, О.В. Зинина, М.Б. Ребезов и др. // Молодой
ученый. – 2013. – № 5. – С. 105–107.
8. Современное состояние и перспективы
использования стартовых культур в мясной
промышленности / А.А. Соловьева, О.В. Зинина, М.Б. Ребезов, М.Л. Лакеева // Сборник научных трудов Sworld. – 2013. – Т. 10. – № 1. –
С. 84–88.
9. Изменение соединительной ткани под
воздействием ферментного препарата и
стартовых культур / М.Б. Ребезов, А.А. Лукин,
М.Ф. Хайруллин и др. // Вестник мясного скотоводства. – 2011. – Т. 3. – № 64. – С. 78–83.
10. Сравнительная оценка воздействия
ферментных препаратов различного происхождения на коллагенсодержащее сырье /
М.Б. Ребезов, А.А. Лукин, М.Ф. Хайруллин,
М.Л. Лакеева // Технология и товароведение
инновационных пищевых продуктов. – 2011. –
№ 5. – С. 28–36.
11. Хайруллин, М.Ф. Изучение существующих аналогов и создание модели перспективного биомясопродукта «Мясные снэки» /
М.Ф. Хайруллин, А.О. Дуць // Молодой ученый.
– 2013. –№. 1. – С. 26–28.
12. Способ изготовления мясных снеков
(варианты) / М.Ф. Хайруллин, М.Б. Ребезов,
А.А. Лукин и др. // Патент на изобретение
RUS 2470529 07.07.2011
13. ГОСТ Р 51705–2001 «Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП. Общие
требования». – Введ. 2001–07–01. – М.:
Стандартинформ, 2001. – 11 с.
14. Ребезов, М.Б. Обеспечение качества и
безопасности продукции на основе применения принципов ХАССП / М.Б. Ребезов, Ю.К.
Павлова, А.М. Черепова // Качество продукции, технологий и образования: сб. тр. научн.практ. конф. –Магнитогорск, 2007. – С. 36–37.
15. Анализ безопасности на предприятиях пищевой промышленности / Д.И. Садриева,
Н.Г. Николаева, С.М. Горюнова, А.Р. Гарифуллина // Вестник Казанского технологического университет. – 2013. – Т. 16. – № 5. – С.
274–277.
16. Фейнер, Г. Мясные продукты. Научные основы технологии, практические рекомендации / Г. Фейнер – СПб.: Профессия.
2010. – 720 с.
17. Дуць, А.О. Качество как основа конкурентоспособности мясопродуктов / А.О.
Дуць, Ю.А. Полтавская, Н.Б. Губер и др. //
Молодой ученый. – 2013. – № 10. – С. 131–134.
Ребезов Максим Борисович. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой «Прикладная биотехнологий» Института экономики, торговли и технологий, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск. Е-mail: rebezov@ya.ru
Топурия Гоча Мирианович. Доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии переработки и сертификации продукции животноводства, Оренбургский государственный аграрный университет, г. Оренбург. Е-mail: post@mail.osu.ru.
Асенова Бакыткуль Кажкеновна. Кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой
«Технология мясных, молочных и пищевых продуктов», Государственный университет имени Шакарима города Семей. Е-mail: kaf.tmmpp@semgu.kz.
Поступила в редакцию 23 января 2014 г.
64
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ребезов М.Б., Топурия Г.М.,
Асенова Б.К.
Виды опасностей во время технологического процесса
производства сыровяленых мясопродуктов…
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 60–66
TYPES OF HAZARDS IN DRY-CURED MEAT PRODUCTION
AND PREVENTIVE ACTIONS (AS EXEMPLIFIED BY HACCP
PRINCIPLES)
M.B. Rebezov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
G.M. Topuriya, Orenburg State Agrarian University, Orenburg, Russian Federation
B.K. Asenova, State University named after Shakarim, Semei, Republic of Kazakhstan
Danger detection and its prevention are crucial in meat production, since it allows
controlling organoleptic characteristics of goods, their safety and storage life. The authors
concentrate on different types of hazards that occur in dry-cured meat production, as well
as on the development of preventive actions according to regulating requirements for a
HACCP system.
Keywords: safety, meat products.
References
1. Hajrullin M.F., Rebezov M.B., Naumova N.L., Lukin A.A., Duc' A.O. [On Consumer Preferences when
Choosing Meat Products]. Mjasnaja industrija [Meat Industry], 2011, no. 12, pp. 15–17. (in Russ.)
2. Rebezov M.B., Amerhanov I.M., Al'hamova G.K., Etimbaeva A.R. [Situation with Supply of Halal Meat
Products as Exemplified in Chelyabinsk]. Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo
gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University], 2012, no. 77, pp. 915–924. (in Russ.)
3. Naumova N.L., Rebezov M.B., Varganova E.Ja. Funkcional'nye produkty. Spros i predlozhenie [Functional Products. Demand and Supply]. Cheljabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2012. 78 p.
4. Rebezov M.B., Naumova N.L., Lukin A.A., Alkhamova G.K., Khayrullin M.F. Food Behavior of Consumers (for example, Chelyabinsk). Voprosy pitanija [Problems оf Nutrition], 2011, no. 6, pp. 23–26. (in Russ.)
5. Duc' A.O., Guber N.B., Hajrullin M.F., Rebezov Ja.M., Asenova B.K. [Evaluation Criteria of Dry-cured
Meat Products Competitiveness]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 11, pp. 95–98. (in Russ.)
6. Rebezov M.B., Hajrullin M.F., Zinina O.V., Duc' A.O. e. a. [Determination of the Shelf Life of Meat
Snacks]. Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo
universiteta [Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University], 2012, no. 77, pp. 403–
412. (in Russ.)
7. Solov'eva A.A., Zinina O.V., Rebezov M.B., Lakeeva M.L., Gavrilova E.V. [Topical Biotechnological
Solutions in Meat Industry]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 5, pp. 105–107. (in Russ.)
8. Solov'eva A.A., Zinina O.V., Rebezov M.B., Lakeeva M.L. [Current State and Prospects of Using Starter
Cultures in Meat Industry]. Sbornik nauchnyh trudov Sworld [Collection of Scientific Papers Sworld], 2013,
vol. 10, no. 1, pp. 84–88. (in Russ.)
9. Rebezov M.B., Lukin A.A., Hajrullin M.F., Lakeeva M.L. e. a. [Alteration of Connective Tissue under
the Influence of Enzyme Preparations and Starter Cultures] // Vestnik mjasnogo skotovodstva, 2011, vol. 3, no.
64, pp. 78–83. (in Russ.)
10. Rebezov M.B., Lukin A.A., Hajrullin M.F., Lakeeva M.L. [Comparative Evaluation of the Effect of
Enzyme Preparations of Different Origin on Collagen-containing Raw Materials]. Tehnologija i tovarovedenie
innovacionnyh pishhevyh produktov, 2011, no. 5, pp. 28–36. (in Russ.)
11. Hajrullin M.F., Duc' A.O. [Study on Existing Analogues and Creation of a Meat Bioproduct Model
“Meat Snacks”]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 1, pp. 26–28. (in Russ.)
12. Hajrullin M.F., Rebezov M.B., Lukin A.A., Zinina O.V. e. a. Sposob izgotovlenija mjasnyh snekov (varianty) [Method of Producing Meat Snacks (Variants)]. Patent RF, no. 2470529, 07.07.2011
13. GOST R 51705–2001. Sistemy kachestva. Upravlenie kachestvom pishhevyh produktov na osnove principov HASSP. Obshhie trebovanija [State Standart R 51705–2001. Quality Systems. Food Products Quality Control on the Basis of HACCP Principles. General Requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 2001. 11 p.
2014, том 2, № 1
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологические проблемы биохимии и технологии
14. Rebezov M.B., Pavlova Ju.K., Cherepova A.M. [Maintenance of Products Quality and Safety Using
HACCP Principles]. Kachestvo produkcii, tehnologij i obrazovanija: sb. tr. nauchn.-prakt. konf. [Quality of
Products, Technologies and Formation: Materials of Scientific and Practical Conference]. Magnitogorsk, 2007,
pp. 36–37. (in Russ.)
15. Sadrieva D.I., Nikolaeva N.G., Gorjunova S.M., Garifullina A.R. [Safety Analysis in Food Industry Enterprises]. Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universitet [Vestnik of Kazan Technological University],
2013, vol. 16, no. 5, pp. 274–277. (in Russ.)
16. Fejner G. Mjasnye produkty. Nauchnye osnovy tehnologii, prakticheskie rekomendacii [Meat Products.
Scientific Bases of Technology, Practical Guidelines]. St. Petersburg, Professija Publ., 2010. 720 p.
17. Duc' A.O., Poltavskaja Ju.A., Guber N.B., Hajrullin M.F., Asenova B.K. [Quality as a Basis of Competitiveness of Meat Products]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 10, pp. 131–134. (in Russ.)
Rebezov Maksim Borisovich, Doctor of Science (Agriculture), professor, head of the Department of Applied Biotechnology, Institute of Economics, Trade and Technologies, South Ural State University, Chelyabinsk,
rebezov@ya.ru
Topuriya Gocha Mirianovich, Doctor of Science (Biology), professor, head of the Department of
Processing Technology and Certification of Animal Products, Orenburg State Agrarian University, Orenburg,
post@mail.osu.ru.
Asenova Bakhytkul Kazhkenova, Candidate of Science (Engineering), associate professor, head of the
Department of Meat, Milk and Food Products Department, Semey State University named after Shakarim,
kaf.tmmpp@semgu.kz.
Received 23 January 2014
66
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 664.762 + 664.64.016.8
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЧ-ПОЛЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОДУКТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Э.И. Черкасова
Статья посвящена изучению безопасных и экологичных методов, направленных на обеспечение микробиологической безопасности зернового сырья и
крупы. Исследовано влияние СВЧ-энергии на снижение обсемененности крупы и выявлены наиболее эффективные режимы, влияющие не только на показатели безопасности, но и технологические достоинства крупы.
Ключевые слова: зерновое сырье, СВЧ-поле, СВЧ-обработка, микробиологическая обсемененность, хлебопекарная продукция, пищевая ценность, электротермическая обработка
В настоящее время проблема обеспечения
пищевой безопасности страны имеет первоочередное государственное значение, так как
болезни, вызываемые пищевым отравлением,
оказывают значительное воздействие на здоровье человека. По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно в мире
миллионы людей заболевают и многие умирают в результате употребления в пищу небезопасных продуктов.
Благодаря применению в сельском хозяйстве дезинфицирующих и бактерицидных веществ появились новые, высокопатогенные
штаммы микроорганизмов, опасных для человека. В связи с этим особую актуальность приобретают технологические мероприятия, направленные на снижение численности микроорганизмов, сохраняя при этом пищевую ценность и качество готовой продукции, обеспечивая её экологическую безопасность [1].
При обработке растительного сырья в
технологическом процессе используют различные методы, которые ведут к освобождению их от патогенной микрофлоры. Каждый
из них имеет ряд преимуществ и недостатков.
Применение химических веществ небезопасно
для здоровья человека, поэтому необходим
строгий санитарный контроль и нормы над
продукцией переработки растительного сырья. Биологический метод – прогрессивный
метод, однако механизм влияния биологических средств недостаточно изучен и требует
больших экономических затрат.
Эффективное направление решения данной проблемы – использование методов обработки зернопродуктов в электромагнитном
поле высокой и сверхвысокой частоты. Ре2014, том 2, № 1
зультаты многолетних опытов и производственных испытаний по обеззараживанию продуктов переработки зерна однозначно подтвердили преимущество данного метода. В
серии таких опытов подбирался диапазон режимов СВЧ-воздействия, обеспечивающий
наибольший эффект при сохранении качества
готовой продукции. Для анализа использовались образцы кукурузной и рисовой крупы с
окончательного технологического этапа производства. В процессе эксперимента были получены следующие данные, представленные в
таблице и на рис. 1 [2].
Анализируя данные таблицы, наилучшими вариантами являются первый, второй, пятый, седьмой и девятый, где температура нагрева составляет от 65 до 85 °С, однако при
температуре 85 °С происходит денатурация
белков. Следовательно, максимальная температура нагревания является температура 70 °С
и в зависимости от преобладания рода микроорганизмов выбираются эффективные режимы обработки. А в варианте 8 при температуре нагрева 51 °С активизируется рост микроорганизмов.
На рис. 1 изображено изменение эффекта
обеззараживания от скорости нагрева. Максимальное обезвреживание наблюдается при
интенсивности нагрева 0,56–0,65 °С/с.
В результате проведённых исследований
по оценке влияния СВЧ-энергии на развитие
альтернариозной инфекции рисовой крупы
отмечено, что область эффективных режимов находится в пределах плоскости: t =
= 144…160 с, скорость нагрева Vt = 0,6…0,7
°С/с, температура нагрева t = 75…95 °С. Режим с температурой нагрева t = 35…50 °С не
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологические проблемы биохимии и технологии
Влияние СВЧ энергии на комплекс возбудителей крупы кукурузной
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Темп. нагрева крупы, t °С
85
67
57
40
70
50
75
51
65
контроль
Зараженность возбудителями КОЕ/г
Mucor
Fusarium
Aspergillum
Penicillum
Alternaria
0
1 × 102
3 × 102
5 × 105
0
4 × 102
0
4 × 102
1 × 102
5 × 105
0
0
1 × 102
2 × 105
0
3 × 105
0
7 × 102
0
1 × 105
0
0
1 × 102
3 × 105
0
4 × 105
0
5 × 105
0
3 × 105
0
0
3 × 102
2 × 105
0
3 × 105
0
6 × 105
1 × 102
1 × 105
0
0
3 × 102
7 × 105
0
10 × 105
0
8 × 105
1 × 102
8 × 105
Рис. 1. Влияние СВЧ-энергии на зараженность кукурузной крупы возбудителями рода Aspergillus
избавляет продукцию от инфекций, а активирует рост ферментов спор грибов (рис. 2). При
дальнейшем росте нагрузок СВЧ-поля даже
устойчивые к температурному воздействию
споры грибов теряют способность к прорастанию. Заражённость снижается до 0 при показателях скорости нагрева Vt = 0,7°С/с и экспозиции более 144 с. В целом наблюдается
устойчивый обеззараживающий эффект по
этому виду инфекции при воздействии на неё
энергии СВЧ-поля.
В период хранения, а особенно при высокой влажности воздуха и температуры хранения, развиваются плесневые грибы, которые
характеризуются следующими свойствами:
способностью развиваться при невысоком
температурном режиме (t = 20…40°С) и даже
при более низких температурах t = 0…20 °С,
аэробным характером дыхания. Группа плес68
невых грибов, выявленных на смесях, представлена грибами р.р. Aspergillus, Penicillium.
По полученным в результате исследования
данным выявлены эффективные режимы, которые находятся в плоскости: скорость нагрева
Vt = 0,65…0,68 °С/с и время обработки τ =
150…160 с. Температура нагрева продукта изменилась t = 67…95 °С. По результатам исследований видно, что все изучаемые факторы
воздействия оказывают влияние на грибы р.
Aspergillus. Заражённость смесей при изменении экспозиции от 60 до 180 с снижается до 0.
Таким образом, СВЧ-воздействие позволяет
снизить до безопасных пределов заражённость
продукции грибами р. Aspergillus (рис. 3).
Поскольку пенициллёз – внутренняя инфекция, то существующими методами обработки освободить продукт практически не-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Черкасова Э.И.
Использование СВЧ-поля для обеспечения
микробиологической безопасности продуктов…
= 180 с, скорость нагрева Vt = 0,6…0,8 °С/с.
При t = 120 с скорость нагрева Vt = 0,6 °С/с количество грибов сокращается до уровня безопасных пределов, а при t = 60…120 с, скорости нагрева Vt = 0,4...0,6 °С/с наблюдается
активизация роста грибной инфекции (рис. 4).
В результате воздействия электромагнит-
возможно. К тому же споры грибов этого рода
отличаются термотолерантностью и выдерживают температуру выше 170 °С. Область
эффективного режима находится в интервале
значений: время обработки t = 120…170 с,
скорость нагрева Vt = 0,56…0,68 °С/с. Разрушающими для грибов являются режимы: t =
Заражённость, КОЕ/г · 10³
200,00
180,00
180,00-200,00
160,00-180,00
140,00-160,00
120,00-140,00
100,00-120,00
80,00-100,00
60,00-80,00
40,00-60,00
20,00-40,00
0,00-20,00
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
0,8
60
0,7
90
120
τ,с
Vt, °С/с
0,6
0,5
150
180
180
0,4
0,4
Рис. 2. Зависимость заражённости рисовой крупы возбудителями
рода Alternaria от параметров СВЧ-поля
Заражённость, КОЕ/г · 10³
200,00
180,00
160,00
140,00
120,00
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
60
72
84
96
108
120
132
144
156
168
180
Время обработки, с
Рис. 3. Зависимость заражённости круп возбудителями рода Aspergillus
от параметров СВЧ-поля
2014, том 2, № 1
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологические проблемы биохимии и технологии
Заражённость, КОЕ/г · 10³
150,00
135,00
120,00
105,00
60
90
120
150
180
90,00
75,00
60,00
45,00
30,00
15,00
0,00
0,4
0,44
0,48
0,52
0,56
0,6
0,64
0,68
0,72
0,76
0,8
Скорость нагрева, Vt, °С/с
Рис. 4. Зависимость заражённости круп возбудителями рода Penicillium
от параметров СВЧ-поля
ного поля СВЧ наблюдается и изменение физико-химических показателей. Снижается общая кислотность кукурузной крупы, изменяется влажность, уменьшается время варки рисовой крупы. Это свидетельствует о том, что
режимы СВЧ-обеззораживания улучшают
технологические достоинства круп. Температура нагрева губительно действует на микрофлору. Крупа, обработанная в СВЧустановках, как правило, обладает более высокой пищевой ценностью [3].
В настоящее время результаты многолетних исследований и производственных испытаний однозначно подтвердили преимущество
метода, зарекомендовав его как наиболее
безопасный, экологичный, энергоэкономичный из всех существующих [4].
Пищевая и перерабатывающая промышленность является одной из тех отраслей, где
СВЧ-энергия находит широкое применение в
самых разнообразных технологических процессах, реализация которых позволяет значительно интенсифицировать производство и
снизить удельный расход энергии, получать
продукцию высокого качества, стабилизиро-
вать выход готового продукта и увеличить его
сроки хранения.
Литература
1. Цугленок, Г.И. Система защиты зерновых и зернобобовых культур / Г.И. Цугленок, А.П. Халанская. – Красноярск: КрасГАУ,
2003.
2. Микотоксины. Причины возникновения
вредоносности. Способы обезвреживания /
Г.Г. Юсупова, Г.И. Цугленок и др. // Экономика и социум на рубеже веков: материалы научно-практической конференции. – Челябинск, 2003. – С. 94–97.
3. Черкасова, Э.И. Влияние термического
обеззараживания на комплекс микроорганизмов и качество многокомпонентных смесей
растительного происхождения: автореф. дис.
… канд. с/х наук. – Красноярск: КрасГАУ,
2006. – 19 с.
4. Микробиологический и санитарный
контроль хлебопекарного производства // Г.Г.
Юсупова и др. // Материалы второго международного хлебопекарного форума. – М., 2009.
– С.173–177.
Черкасова Эльмира Исламовна. Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры товароведения и экспертизы потребительских товаров, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, cherkasova65@mail.ru
Поступила в редакцию 24 января 2014 г.
70
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Черкасова Э.И.
Использование СВЧ-поля для обеспечения
микробиологической безопасности продуктов…
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 67–71
USE OF SUPERHIGH FREQUENCY FIELD FOR MICROBIOLOGICAL
SAFETY OF PLANT PRODUCTS
E.I. Cherkasova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
This paper considers safe and ecofriendly methods to ensure microbiological safety of
grains and cereals. The effect of superhigh frequency energy on reduction of cereals sowing is examined. The most effective modes influencing not only safety indicators, but also
technological qualities of cereals are discovered.
Keywords: grain raw materials, superhigh frequency field, superhigh frequency
processing, microbiological sowing, bakery products, nutritional value, electrothermal treatment.
References
1. Cuglenok G.I., Halanskaja A.P. Sistema zashhity zernovyh i zernobobovyh kul'tur [System of Cereal
Crops and Grain Legumes]. Krasnojarsk, 2003.
2. Jusupova G.G., Cuglenok G.I. e. a. Mikotoksiny. [Mycotoxins. Reasons of Harmfulness Occurrence.
Methods of Disinfection]. Jekonomika i socium na rubezhe vekov: Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii
[Economics and Society at the Turn of Centuries: Materials of Scientific and Practical Conference]. Cheljabinsk,
2003, pp. 94–97. (in Russ.)
3. Cherkasova Je.I. Vlijanie termicheskogo obezzarazhivanija na kom-pleks mikroorganizmov i kachestvo
mnogokomponentnyh smesej rasti-tel'nogo proishozhdenija. Avtoreferat diss. kand. sel'skokhoz. nauk. [Impact
of Thermal Disinfection on Microorganisms and Quality of Multicomponent mixture of Plant Origin: Abstract
of Cand. dis. (Agriculture)]. Krasnojarsk, 2006. 19 p.
4. Jusupova G.G. e. a. [Microbiological and Sanitary Control of Breadmaking]. Materialy vtorogo mezhdunarodnogo hlebopekarnogo foruma [Materials of II International Bread Baking Forum]. Moscow, 2009, pp.
173–177. (in Russ.)
Cherkasova Elvira Islamovna, Candidate of Science (Agriculture), associate professor, Department of
Merchandising and Examination of Consumer Goods, South Ural State University, Chelyabinsk, cherkasova65@mail.ru
Received 24 January 2014
2014, том 2, № 1
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Фармацевтический и пищевой инжиниринг
УДК 637.5.03
ББК 36
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
МЯСНЫХ БИОПРОДУКТОВ
Н.Б. Губер, М.Б. Ребезов, Б.К. Асенова
Статья посвящена необходимости разработки новых подходов к возможности использования биологически активных веществ в мясных продуктах.
На основании наиболее часто употребляемого определения биопродукта предложена замена синтетических красителей, ароматизаторов и консервантов
сверхкритическими экстрактами растений. Показана целесообразность использования СО2-экстрактов при разработке новых мясных биопродуктов для
повышения их потребительских свойств и хранимоспособности.
Ключевые слова: биопродукт, мясные продукты, сверхкритический углеродный экстракт, биологически активные вещества.
За последние годы во многих странах мира и России отмечается повышенный интерес
к биологически активным веществам. Возрастающая популярность применения биологически активных веществ в легкой, фармацевтической и особенно пищевой промышленности обусловлена высоким содержанием в них
активных компонентов, которые возможно
использовать в функциональном и лечебнопрофилактическом питании [6, 13, 17].
Постоянно возникающие угрозы отравления, неоднозначное отношение потребителей
к синтетическим пищевым добавкам определили необходимость разработки новых подходов к возможности использования биологически активных веществ в пищевых продуктах [1, 15, 16]. Появилась специальная терминология в отношении биологических продуктов, наиболее часто встречающаяся из которых следующая: биопродукт – продукт, произведенный из натурального продовольственного сырья и не содержащий синтетических
красителей, ароматизаторов, консервантов и
других пищевых добавок, генетически модифицированных организмов. Для биопродуктов
характерна более высокая биологическая ценность по сравнению с традиционными аналогами за счет обогащения биологически ценными компонентами: незаменимыми аминокислотами, витаминами, минералами, полиненасыщенными жирными кислотами, бифидобактериями, пребиотиками и т. д. [4, 9, 11].
Обеспечение населения биологически
полноценным питанием, доступным для всех
72
граждан страны, является одной из стратегических задач Российской Федерации. Поэтому
разработка продуктов, выполняющих лечебные и профилактические функции, является
одной из причин постоянно растущего спроса
на биологически активные вещества природного происхождения. Кроме того, ценовая
доступность, безопасность действия и общий
оздоравливающий эффект от употребления
продуктов с биостимуляторами (биокорректорами) побуждают разработчиков уделять все
большее внимание на целенаправленное конструирование функциональных продуктов на
основе новых и нетрадиционных природных
ресурсов [2, 3, 5].
Проблема здорового питания для жителей
Челябинской области является особенно актуальной, где в условиях повышенной техногенной нагрузки на фоне общих возрастающих стрессовых воздействий и недостаточности обеспечения витаминами и минеральными
веществами, потребность в адаптогенах повышается в геометрической прогрессии.
Наблюдающийся рост объемов производства продуктов питания животного происхождения на Южном Урале открывает большие
перспективы для разработки продуктов питания функционального и специализированного
назначения.
Однако мясные продукты отличаются невысоким показателем хранимоспособности в
результате действия тканевых ферментов,
микробиологических процессов и особенно
окислительной порчи липидов. Все эти про-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Губер Н.Б., Ребезов М.Б.,
Асенова Б.К.
цессы в совокупности приводят к ухудшению
потребительских свойств и доброкачественности мясных изделий [7, 8, 18].
С целью подавления развития нежелательной микрофлоры и увеличения срока годности мясных изделий на предприятиях мясоперерабатывающей отрасли в состав мясопродуктов добавляют синтетические консерванты и антиокислители, самыми распространенными из которых являются следующие:
бензойная кислота Е210, нитриты Е249, Е250
(нитраты Е251, Е252), сорбиновая кислота Е
200, сорбат калия Е202, дегидроацетат натрия
Е 266, молочная кислота Е270, лактаты (соли
молочной кислоты) Е325, 326, 327, дегидроцетовая кислота Е265.
В свою очередь в последнее время покупатели все чаще отказываются от пищевых
продуктов, на маркировке которой присутствует индексы «Е», предпочитая натуральные
ингредиенты и экопродукты.
Поэтому одним из перспективных способов разработки функциональных мясных продуктов с гарантированной безопасностью и
пролонгированными сроками годности является применение в рецептурах биологически активных веществ природного происхождения.
Известно, что некоторые растительные
экстракты обладают антимикробными свойствами. Так, экстракт розмарина способен эффективно подавлять рост болезнетворных
бактерий S. Aureus, L. monocytogenes в охлажденной птице и мясе.
Биофлаваноид таксифолин (в России известен как антиоксидант дигидрокверцетин),
получаемый из древесины сибирской лиственницы, обладает P-витаминной активностью, а, следовательно, также является антиоксидантом. Добавим, что недостаток витамина Р в рационе человека приводит к точечным кровоизлияниям, повышенной проницаемости каппиляров и кровоточивости десен,
выпадению волос.
Натуральные токоферолы, содержащиеся
в масличных растениях, являются природными жирорастворимыми антиоксидантами, обладают Е-витаминной активностью и широко
используются в мясной промышленности как
антиокислители.
Большие перспективы в мясной отрасли
имеет использование пряно-ароматических
растений, которое позволяет расширить ассортимент выпускаемой продукции, использовать одинаковые основные ингредиенты и
при этом получать разнообразные по органо2014, том 2, № 1
Перспективные способы разработки
мясных биопродуктов
лептическим и биологическим качествам изделия.
Вещества, которые содержатся в пряноароматических растениях (глюкозиды, эфирные масла, алкалоиды и пр.) способствуют
улучшению потребительских характеристик
мясных изделий, повышению усвояемости
питательных веществ, нормализации состояния сердечнососудистой и нервной системы.
Наряду с активными природными компонентами, за последние годы, в качестве антиокислителей стали использовать экстракты
растений и эфирные масла.
Результаты экспериментальных исследований доказали высокую антиокислительную
активность различных экстрактов и эфирных
масел, а в некоторых случаях показали превосходство природных антиокислителей над
синтетическими (эфирные масла шалфея,
тмина, аниса, базилика, зеленого чая) [12].
Сверхкритические экстракты розмарина,
чеснока, сушеной зелени продемонстрировали
в экспериментальных исследованиях высокую
эффективность для замедления процессов
окислительной порчи липидов мясопродуктов
и свиного жира [10, 14].
Растительные экстракты, используемые в
качестве антиокислителей, получают главным
образом методом сверхкритической углеродной экстракции с помощью диоксида углерода СО2. Именно этот метод способен в наибольшей степени извлекать из растительного
сырья биологически активные компоненты.
Для получения нативных концентратов природных биологически активных веществ применяется технология экстрагирования растительного сырья диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии.
Организация Объединённых Наций по
вопросам образования, науки и культуры
(UNESCO) признало данную технологию как
экологически чистый, ресурсо- и энергосберегающий метод выделения экстрактов, не
имеющий других альтернатив.
В отличие от докритической технологии
экстракции биологически активных веществ
из растительного сырья, сверхкритическая
экстракция основана на контакте растительного сырья с диоксидом углерода во флюидном состоянии, при котором исчезает различие между жидкостью и газом.
Схематически извлечение сверхкритической экстракции биологически активных веществ из растительного сырья представлено
на рисунке [10].
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Фармацевтический и пищевой инжиниринг
• оказывают бактерицидное
действие на микрофлору обогащенного СО2 – экстрактом пищевого продукта;
• имеют длительный срок
годности (не менее двух лет в
герметичной упаковке);
• не требуют дополнительной обработки для удаления остатков растворителя;
• являются прекрасной альтернативой использования синтетических консервантов в связи
с высокой концентрацией природных антиоксидантов;
• не требуют специальных
режимов хранения, при этом сокращаются расходы на их складское хранение;
• способствуют формированию рынка биопродуктов в России.
Характер применения в
мясной промышленности и биологически активные вещества
сверхкритических углеродных
экстрактов представлены в табл.
Принцип действия сверхкритической флюидной
1
[10, 12, 14].
экстракционной установки
Как следует из табл. 1, наличие биологически активных
Преимущества использования диоксида
веществ в сверхкритических углеродных эксуглерода в сверхкритических пищевых технотрактах растений позволяет значительно налогиях обусловлены тем, что он относительно
ращивать объемы производства мясных биопросто переводится во флюидное состояние
продуктов и максимально приближать их к
при невысокой температуре и давлении (31
требованиям концепции рационального пита°С; 73 атм), не обладает токсичностью, горюния.
честью, взрывоопасностью, доступен и имеет
Мясные изделия, изготавливаемые с экснизкую стоимость. Привлекателен диоксид
трактами пряно-ароматических растений, обуглерода и тем, что при постоянной оценке
ладают более высокими потребительскими
качества растительного сырья возможно подостоинствами, чем полученные с помощью
лучить растительные экстракты заданного
традиционных пряностей.
свойства и состава. Кроме того, являясь соОсновными способами внесения сверхставляющей атмосферного воздуха, сверхкрикритических углеродных экстрактов в мясные
тический диоксид углерода не несет технопродукты являются следующие:
генной нагрузки на окружающую среду.
• с сухим молоком, крахмалом или сахаром;
Таким образом, можно утверждать, что
• в конце куттерования непосредственно
биологически активные природные вещества,
в
фарш;
полученные методом сверхкритической угле• с солью при предварительном посоле
родной экстракции, имеют ряд преимуществ по
мяса
или при внесении соли в куттер.
сравнению с другими способами их извлечения:
В
табл. 2 представлены средние нормы
• являются экологически чистыми призакладки
экстрактов, которые зависят от реродными продуктами;
цептур мясных изделий.
• обладают высокой стерильностью;
74
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Губер Н.Б., Ребезов М.Б.,
Асенова Б.К.
Перспективные способы разработки
мясных биопродуктов
Анализ табл. 2 позволяет сделать вывод
об экономической целесообразности использования сверхкритических углеродных экстрактов в рецептурах мясных изделий.
Таким образом, на фоне смены потребительских предпочтений в сторону натуральных мясных изделий, применение биоло-
гически активных веществ растительного
происхождения в мясной промышленности
открывает исследователям перспективные
способы разработки функциональных биопродуктов с гарантированной безопасностью
и высокой хранимоспособностью.
Таблица 1
Применение сверхкритических углеродных экстрактов в мясной промышленности
Вкусо-ароматическое
Основное
свойство
Применяемый
экстракт
Сверхкритический
углеродный экстракт черного
перца
Сверхкритический
углеродный экстракт красного
перца
Сверхкритический
углеродный экстракт мускатного
ореха
Сверхкритический
углеродный экстракт гвоздики
Сверхкритический
углеродный экстракт корицы (кора)
Сверхкритический
углеродный экстракт лавра
Консервирующее
Сверхкритический
углеродный экстракт имбиря
Сверхкритический
углеродный экстракт душистого
перца (плод)
Сверхкритический
углеродный экстракт кориандра
(семена)
Сверхкритический
углеродный экстракт грецкого
ореха (лист)
2014, том 2, № 1
Описание
Густая масса маслянистой структуры с воскообразными включениями,
болотно-желтого цвета с характерным запахом
Масса маслянистого характера с
включениями воскоподобных веществ кармино красного цвета, имеет жгучий характерный запах
Густая масса маргариноподобной
структуры светло-желтого цвета,
имеющая воскообразные включения, с выраженным запахом мускатного ореха
Масса маслянистого характера бурого и коричневого цвета
Светло коричневая, вязкая маслянистая масса с воскообразными включениями с сильным приятным запахом корицы
Черно- зеленая, маргариноподобная
масса с воскообразными включениями с сильным характерным запахом
Коричневая, жидкая маслянистая
масса с воскообразными включениями с сильным характерным запахом имбиря
Коричнево-зеленого цвета, жидкая
маслянистая масса с воскообразными включениями с характерным запахом растения
Зелено-коричневая, жидкая маслянистая масса с воскообразными
включениями с сильным характерным запахом
Маслянистая масса от желтоватокоричневатого до желтоватоболотного цвета со слабовыраженным характерным запахом
Биологически активные
вещества
Пинен, сабинен, лимонен, пиперин, содержащиеся в эфирном масле
Жирные кислоты, каротиноиды, терпены и терпеноиды,
капсацин
Сафрол, мирисцин, жирные
масла, входящие в состав
эфирного масла
Жирные кислоты (линолевая,
пальмитиновая, олеиновая,
стеариновая, линоленовая, линолевая), эфирные масла, воски
Эфгенол, эфирное масло
Эфирное масло содержащее
мирисцин, полиненасыщенные
жирные кислоты
Цингарол и его производные,
эфирное масло содержащее
фарнезен, куркумин, гераниаль, нераль.
Эвгенол, эфирное масло, жирное масло
Эфирное масло содержащее
линалоол, альфа- пинен, лимонен, линалил ацетат, камфора,
следы сафрола; жирное масло
Юглон, терпеноиды (кариофиллен и его аналоги, эвгенол,
пинен, оцимен), флавоноиды,
фитостерины, витамин Е
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Фармацевтический и пищевой инжиниринг
Окончание табл. 1
Антиоксидант
Основное
свойство
Применяемый
экстракт
Сверхкритический
углеродный экстракт розмарина
(побеги)
Сверхкритический
углеродный экстракт шалфея (побеги)
Описание
Сметаноподобная масса цветом от
желтого до темно-желтого, с характерным запахом.
Маслянистая масса от бурокоричневатого
до
болотнокоричневатого цвета, с воскообразными включениями, с характерным запахом.
Биологически активные
вещества
Воски (фитан, алианы), тритерпеновые кислоты (олеаноловая,
розмариновая), алкалоиды (в
т. ч. розмарицин), терпены и
терпеноиды (карен, кариофиллен, вербенон, подокарпин, цинеол, борнеол, камфара, глобулол), стероиды, сесквитерпены,
липиды, сложные эфиры
Дитерпеновые фенолы, терпены
и терпеноиды (оцимен, камфен,
цинеол, туйон, изотуйон, камфара, борнеол, кариофиллен, пачулан, ледол, эпиманоол, гумулен,
пентаметилэйкозан, линалоол),
ПНЖК, фитостерины (прегнендион, хинохинон, преднизон,
коринанол, тотарол, ланостерол), витамин Е.
Таблица 2
Средние нормы закладки сверхкритических углеродных экстрактов
Сверхкритический углеродный экстракт
Нормы закладки на 100 кг фарша
Полукопченые,
Вареные колбасы, сардельки,
ливерные колбасы, г
сосиски, кровяные колбасы, г
Комплекс для вареных колбас (перец душистый, мускатный орех, перец черный)
Черного горького перца
Гвоздики
Лаврового листа
Красного жгучего перца
Корицы
Душистого перца
Мускатного ореха
Кориандра
Литература
1. Губер, Н.Б. Разработка новых мясопродуктов с помощью QDF-методологии /
Н.Б. Губер, Я.А. Глухова // Инновационные
технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство: мат. международной научно-технической (заочной)
конференции, 3–4 декабря 2013 г. – Воронеж:
Воронежский гос. ун-т инженерных технологий, ВГУИТ, 2013. – 1 CD-R. – С. 762–766.
2. Губер, Н.Б. Влияние биоактиваторов
на интенсификацию производства продукции
животного происхождения / Н.Б. Губер, В.В.
Нагибина, И.М. Амерханов // Молодой ученый.
– 2013. – № 4. – С. 672–675.
76
–
7–20
2,5–5,0
4,0–10
1,2–4
2,0–4,0
1–2
2–10
4,0–9,0
1,4–2,5
2–4,5
3,4–10
1–3
1,8–4,0
0,8–1,2
2–12
3,6–8,5
1,2–2,5
3. Губер, Н.Б. Пищевая ценность и кулинарно-технологические свойства мясной продукции при использовании биостимулятора /
Н.Б. Губер, Е.А. Переходова // Естественные
и математические науки в современном мире.
– 2013. – № 10–11. – С. 139–143.
4. Губер, Н.Б. Биологическая ценность
мясной продукции при использовании биологически активных веществ / Н.Б. Губер, А.З.
Шакирова, Г.М. Топурия // Международный
научно-исследовательский журнал. – 2013. –
№ 10 (17). – Ч. 1. – С. 96–97.
5. Губер Н.Б. Биотехнологические приемы
повышения производства говядины в сельском
хозяйстве / Н.Б. Губер, Г.М. Топурия // Вест-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Губер Н.Б., Ребезов М.Б.,
Асенова Б.К.
ник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Пищевые и биотехнологии». – 2013. – Т. 1, № 2. – С. 4–9.
6. Наумова, Н.Л., Функциональные продукты. Спрос и предложение: монография /
Н.Л. Наумова, М.Б. Ребезов, Е.Я. Варганова. –
Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ,
2012. – 78 с.
7. Конъюнктура предложения мясных
продуктов «Халяль» на примере города Челябинска / М.Б. Ребезов, И.М. Амерханов, Г.К.
Альхамова, А.Р. Етимбаева // Политематический сетевой электронный научный журнал
Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 77. – С. 915–924.
8. Дуць, А.О. Качество как основа конкурентоспособности мясопродуктов / А.О.
Дуць, Ю.А. Полтавская, Н.Б. Губер и др. //
Молодой ученый. – 2013. – № 10. – С. 131–134.
9. Критерии оценки конкурентоспособности сыровяленых мясопродуктов / А.О. Дуць,
Н.Б. Губер, М.Ф. Хайруллин и др. // Молодой
ученый. – 2013. – № 11. – С. 95–98.
10. Латин, Н.Н. Уникальные свойства
СО2-экстрактов, используемых в качестве
натуральных пищевых добавок/ Н.Н. Латин,
В.М. Банашек, О.Н. Стасьева // Суб- и сверхкритические флюидные технологии в пищевой
промышленности: мат. международной научно-технической
интернет-конференции,
10–15 октября 2013 г.. – Краснодар: Изд.
КубГТУ, 2012. – С. 50–52.
11. Нуштаева, А.И. Некоторые аспекты
стандартизации в мясной отрасли /
Перспективные способы разработки
мясных биопродуктов
А.И. Нуштаева, Н.Б. Губер // Молодой ученый. – 2013. – № 10. – С. 178–181.
12. Сарафанова Л.А. Применение пищевых
добавок в переработке мяса и рыбы / Л.А. Сарафанова. – СПб.: Профессия, 2007. – 256 с.
13. Актуальные биотехнологические решения в мясной промышленности / А.А. Соловьева, О.В. Зинина, М.Б. Ребезов и др. // Молодой ученый. – 2013. – № 5. – С. 105–107.
14. Шарыгина, Я.И. Сравнительная эффективность растительных антиоксидантов
на основе экстракта розмарина при производстве мясных замороженных изделий / Я.И.
Шарыгина, Л.С. Байдалинова // Известия Калининградского государственного технического университета. – 2010. – №18. – С. 111–117.
15. О потребительских предпочтениях
при выборе мясных продуктов / М.Ф. Хайруллин, М.Б. Ребезов, Н.Л. Наумова и др. // Мясная индустрия. – 2011. – № 12. – С. 15–17.
16. Современное состояние и перспективы
использования стартовых культур в мясной
промышленности / А.А. Соловьева, О.В. Зинина,
М.Б. Ребезов, М.Л. Лакеева // Сборник научных
трудов Sworld. – 2013. – Т. 10. – № 1. – С. 84–88.
17. Изменение соединительной ткани под
воздействием ферментного препарата и
стартовых культур / М.Б. Ребезов, А.А. Лукин,
М.Ф. Хайруллин и др. // Вестник мясного скотоводства. – 2011. – Т. 3. – № 64. – С. 78–83.
18. Food behavior of consumers (for example, Chelyabinsk) / M.B. Rebezov, N.L. Naumova,
A.A. Lukin e. a. // Вопросы питания. – 2011. –
№ 6. – С. 23–26.
Губер Наталья Борисовна. Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры прикладной
биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, pbio@yandex.ru
Ребезов Максим Борисович. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой «Прикладная биотехнологий» Института экономики, торговли и технологий, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, rebezov@ya.ru
Асенова Бакыткуль Кажкеновна. Кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой
«Технология мясных, молочных и пищевых продуктов», Государственный университет имени Шакарима, г. Семей (Казахстан), kaf.tmmpp@semgu.kz.
Поступила в редакцию 25 января 2014 г.
2014, том 2, № 1
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Фармацевтический и пищевой инжиниринг
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 72–79
PROMISING WAYS OF MEAT BIOPRODUCTS DEVELOPMENT
N.B. Guber, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
M.B. Rebezov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
B.K. Asenova, State University named after Shakarim, Semei, Republic of Kazakhstan
The authors emphasize the necessity of elaboration of new approaches due to which
it would be possible to use biologically active substances in meat products. On the basis of
a commonly used definition of the word “bioproduct” it’s offered to substitute synthetic
dyes, flavourings and preservatives for supercritical plant extracts. The suitability of using СО2 extracts in meat bioproducts development to improve customer properties and
increase storage life is shown.
Keywords: bioproduct, meat products, supercritical carbon extract, biologically active
substabces.
References
1. Guber N.B., Gluhova Ja.A. [Development of New Meat Products with the Help of QDF-methodology].
Innovacionnye tehnologii v pishhevoj promyshlennosti: nauka, obrazovanie i proizvodstvo: mat. mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj (zaochnoj) konferencii, 3–4 dekabrja 2013 g. [Innovation Technologies in Food Industry: Science, Education and Manufacture: Materials of International Science and Technology Conference,
December 3–4, 2013]. Voronezh, 2013, 1 CD-R, pp. 762–766. (in Russ.)
2. Guber N.B., Nagibina V.V., Amerhanov I.M. [Impact of Bioactivators on Intensification of Animal
Products Production]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 4, pp. 672–675. (in Russ.)
3. Guber N.B., Perehodova E.A. [Nutritional Value and Culinary and Technological Properties of Meat
Products when Using Biostimulants]. Estestvennye i matematicheskie nauki v sovremennom mire [Mathematical and Natural Sciences in the Modern World], 2013, no. 10–11, pp. 139–143. (in Russ.)
4. Guber N.B., Shakirova A.Z., Topurija G.M. [Biological Value of Meat Products when Using Biologically Active Substances]. Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [Research Journal of International
Studies], 2013, no. 10 (17), part 1, pp. 96–97. (in Russ.)
5. Guber, N.B, Topuriya G.M. [Biotechnological Methods of Increasing Beef Production in Agriculture].
Bulletin of the South Ural State University. Ser. Food and Biotechnology, 2013, vol. 1, no. 2, pp. 4–9.
(in Russ.)
6. Naumova N.L., Rebezov M.B., Varganova E.Ja. Funkcional'nye produkty. Spros i predlozhenie [Functional Products. Demand and Supply]. Cheljabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2012. 78 p.
7. Rebezov M.B., Amerhanov I.M., Al'hamova G.K., Etimbaeva A.R. [Situation with Supply of Halal
Meat Products as Exemplified in Chelyabinsk]. Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State
Agrarian University], 2012, no. 77, pp. 915–924. (in Russ.)
8. Duc' A.O., Poltavskaja Ju.A., Guber N.B., Hajrullin M.F., Asenova B.K. [Quality as a Basis of Competitiveness of Meat Products]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 10, pp. 131–134. (in Russ.)
9. Duc' A.O., Guber N.B., Hajrullin M.F., Rebezov Ja.M., Asenova B.K. [Evaluation Criteria of Dry-cured
Meat Products Competitiveness]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 11, pp. 95–98. (in Russ.)
10. Latin N.N., Banashek V.M., Stas'eva O.N. [Unique Properties of СО2 Extracts Used as Natural Food
Additives]. Sub- i sverhkriticheskie fljuidnye tehnologii v pishhevoj promyshlennosti: mat. mezhdunarodnoj
nauchno-tehnicheskoj internet-konferencii, 10–15 oktjabrja 2013 g. [Sub- and Supercritical Fluid Technologies
in Food Industry: Materials of International Science and Technology Internet Conference]. Krasnodar, 2012,
pp. 50–52. (in Russ.)
11. Nushtaeva A.I., Guber N.B. Nekotorye aspekty standartizacii v mjas-noj otrasli [Some Aspects of
Standardization in Meat Industry]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 10, pp. 178–181. (in Russ.)
12. Sarafanova L.A. Primenenie pishhevyh dobavok v pererabotke mjasa i ryby [Use of Food Additives in
Meat and Fish Processing]. St. Petersburg, Professija Publ., 2007. 256 p.
78
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Губер Н.Б., Ребезов М.Б.,
Асенова Б.К.
Перспективные способы разработки
мясных биопродуктов
13. Solov'eva A.A., Zinina O.V., Rebezov M.B., Lakeeva M.L., Gavrilova E.V. [Topical Biotechnological
Solutions in Meat Industry]. Molodoj uchenyj [Young Scientist], 2013, no. 5, pp. 105–107. (in Russ.)
14. Sharygina Ja.I., Bajdalinova L.S. [Comparative Effectiveness of Plant Antioxidants on the Basis of
Rosemary Extract when Producing Meat Frozen Products]. Izvestija Kaliningradskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta [Proceedings of Kaliningrad State Technical University], 2010, no. 18, pp. 111–117.
(in Russ.)
15. Hajrullin M.F., Rebezov M.B., Naumova N.L., Lukin A.A., Duc' A.O. [On Consumer Preferences
when Choosing Meat Products]. Mjasnaja industrija [Meat Industry], 2011, no. 12, pp. 15–17. (in Russ.)
16. Solov'eva A.A., Zinina O.V., Rebezov M.B., Lakeeva M.L. [Current State and Prospects of Using
Starter Cultures in Meat Industry]. Sbornik nauchnyh trudov Sworld [Collection of Scientific Papers Sworld],
2013, vol. 10, no. 1, pp. 84–88. (in Russ.)
17. Rebezov M.B., Lukin A.A., Hajrullin M.F., Lakeeva M.L. e. a. [Alteration of Connective Tissue under
the Influence of Enzyme Preparations and Starter Cultures] // Vestnik mjasnogo skotovodstva, 2011, vol. 3, no.
64, pp. 78–83. (in Russ.)
18. Rebezov M.B., Naumova N.L., Lukin A.A., Alkhamova G.K., Khayrullin M.F. Food Behavior of Consumers (for example, Chelyabinsk). Voprosy pitanija [Problems оf Nutrition], 2011, no. 6, pp. 23–26. (in Russ.)
Guber Natalia Borisovna, Candidate of Science (Agriculture), associate professor, Department of Applied Biotechnology, South Ural State University, Chelyabinsk, pbio@yandex.ru
Rebezov Maksim Borisovich, Doctor of Science (Agriculture), professor, head of the Department of Applied Biotechnology, Institute of Economics, Trade and Technologies, South Ural State University, Chelyabinsk, rebezov@ya.ru
Asenova Bakhytkul Kazhkenova, Candidate of Science (Engineering), associate professor, head of the
Department of Meat, Milk and Food Products Department, Semey State University named after Shakarim,
kaf.tmmpp@semgu.kz.
Received 25 January 2014
2014, том 2, № 1
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Управление качеством биопродукции
УДК 664.66.019
МЕТОД МИКРОСКОПИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЦЕССОВ
ЧЕРСТВЕНИЯ ХЛЕБА
Н.В. Науменко
Рассмотрена сущность процесса черствения хлеба. Изучены факторы, влияющие
на процессы, происходящие в хлебе в процессе хранения. Приведены наглядные изображения микроструктуры свежего хлеба и образцов при хранении.
Ключевые слова: хлеб и хлебобулочные изделия, микроскопия, хранение хлеба, черствение хлеба.
Многие потребители хлеба считают, что
процесс черствения хлеба является результатом его усыхания. Однако идея о том, что изменения физических и вкусовых свойств хлеба при хранении связаны не только с усыханием, но и с изменением состояния молекул
компонентов хлеба, впервые высказал французский ученый Буссенго в 1853 г. [1].
С тех пор исследователи всего мира ведут
изучение сущности процесса черствения. В нашей стране в разработку этого вопроса большой
вклад внесли Л.Я. Ауэрман, А.Г. Кульман, М.И.
Княгиничев, Н.П. Козьмина [2], Л.Л. Твердохлеб и другие ученые.
Исследователями отмечается, что наиболее
характерным процессом, происходящем при
черствении, является изменение реологических
свойств мякиша. При этом снижается сжимаемость и эластичность мякиша и возрастает его
крошковатость. Однако эти изменения являются не причиной, а результатом процессов, вызывающих черствение.
Полученные ранее экспериментальные
данные свидетельствуют о том, что процесс
черствения является очень многогранным и еще
до конца не изучен. Во все времена исследователи стремились возможными способами замедлить данный процесс, так как исключить его
полностью не представляется возможным.
Цель работы – исследование сущности
процесса черствения хлеба и изучение факторов, влияющих на процессы, происходящие в
хлебе в процессе хранения.
В качестве объектов исследования были
выбраны образцы хлеба из пшеничной муки
первого сорта, выработанные по стандартной
рецептуре и технологии.
Исследования проводили через 4 часа после выпечки хлеба и на конец хранения, через
80
72 часа после выпечки. Образцы хлеба хранили в неупакованном виде, при температуре
(20±2) °С и ОВВ (75±2)%.
Исследователями [1] установлено и нами
экспериментально подтверждено, что при
черствении хлеба происходят определенные
изменения в микроструктуре его мякиша.
Для структуры мякиша хлеба характерно
наличие пор, ограниченных межпоровыми
стенками, составляющими губчатый остов.
Рассмотрение под микроскопом межпоровых
стенок мякиша (рис. 1) показывает, что они
состоят из сплошной массы коагулированного
при выпечке белка (клейковины), внутрь которого вкраплены набухшие, частично клейстеризованные зерна крахмала. Эти зерна
крахмала в стенках пор несколько вытянуты,
расположены параллельно их плоскости и со
всех сторон окружены массой коагулирован-
Рис. 1. Микроструктура мякиша хлеба
при хранении 4 часа
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Науменко Н.В.
Метод микроскопии в исследовании
процессов черствения хлеба
ного белка. Лишь отдельные немногочисленные зерна крахмала непосредственно соприкасаются между собой [5].
Белковые коагулированные вещества составляют пространственно непрерывную фазу
мякиша хлеба, а зерна крахмала лишь вкраплены в эту систему.
Структуру возможно представить как набухший, эластичный студень. Тяжело различимые межпоровые стенки состоят из сплошной массы клейковины (коагулированного
при выпечке белка).
В свежем хлебе зерна крахмала всей своей поверхностью вплотную прилегают к массе коагулированного белка, в связи с чем резкой, четко видимой границы между ними не
наблюдается.
Для исследования сущности процесса
черствения была использована дифференцированная органолептическая оценка степени
свежести (черствости) хлеба, разработанная в
МПИППе Л.Я. Ауэрманом и Р.Г. Рахманкуловой [1].
Полученный средний балл исследуемых
образцов представлен на рис. 2.
Полученные изменения органолептических показателей качества – это результат
процессов, происходящих при хранении, которые, в свою очередь, влияют на изменение
физико-химических показателей [4, 5], ре-
зультаты определения которых представлены
в таблице.
Многочисленными исследователями установлено, что при черствении хлеба изменяются гидрофильные свойства мякиша. Установлено, что в процессе черствения практически в два раза снижается способность к набуханию и поглощению воды, увеличивается
крошковатость.
Это можно объяснить ретроградацией
крахмала, т. е. частичным обратным переходом
в кристаллическое состояние. При этом структура крахмала уплотняется, уменьшается его
растворимость и происходит частичное выделение влаги. Исследователи считают, что эта
влага воспринимается белками мякиша хлеба.
Изменение гидрофильных свойств мякиша, несомненно, сказывается на его микроструктуре. В микроструктуре образца после 72
часов хранения (рис. 3) четко видны прослойки
воздуха, что может свидетельствовать об
уменьшении объема крахмальных зерен в связи с образованием кристаллической структуры
крахмала. Размер пор доходит до 80–90 μм.
Традиционно интенсивность процесса
черствения хлеба связывают с рядом факторов, к которым можно отнести:
− вид и качество используемой муки,
− рецептуру изделия,
− технологические режимы приготовления,
Рис. 2. Общая балльная оценка степени свежести–черствости хлеба
Результаты изменения физико-химических показателей при хранении хлеба
Влажность, %
Крошковатость, %
73,0±0,1
42,0±0,1
5,6±0,2
Набухаемость мякиша, мл на 1 г СВ
6,7±0,1
24
71,0±0,1
41,8±0,2
13,1±0,2
5,1±0,1
48
69,0±0,2
41,3±0,1
16,9±0,2
3,9±0,2
72
66,0±0,1
40,5±0,1
17,4±0,1
3,2±0,1
Длительность
хранения, часы
4
2014, том 2, № 1
Пористость, %
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Управление качеством биопродукции
− используемые улучшители,
− условия хранения после выпечки.
При этом, описывая вышеуказанные факторы, мало кто обращает внимание на пористость мякиша хлеба и его микроструктуру.
Одним из факторов, замедляющих процесс черствения, является структура пористости мякиша хлеба. В своих работах Юрчак
В.Г. [6] описывает, что хлеб, имеющий хорошо развитую тонкостенную пористость, лучше сохраняет свежесть.
Рис. 3. Микроструктура мякиша образца при
хранении 72 часа
Катц И.Р. на основании ряда экспериментальных исследований отмечал, что крахмальные зерна, окруженные моноадсорбционным слоем, находятся в разъединенном состоянии, и агрегация их структурных элементов происходит медленнее, что замедляет
процесс ретроградации крахмала.
В результате можно предположить, что
крахмальные зерна, окруженные моноадсорбционным слоем, у образцов на катодной воде
находились в разъединенном состоянии, и
агрегация его структурных элементов происходила медленнее, что замедляло процесс
ретроградации крахмала (И.Р. Катц, И. Максвел, Х. Цобель).
Еще одним фактором, замедляющим процессы черствения, по мнению А. Ф. Горячева
[3], является обеспечение необходимых изменений белков и углеводов, способствующих
созданию оптимальной структуры теста.
Хлеб, приготовленный из хорошо выброженного теста, черствеет медленнее.
Если в процессе микроскопирования теста было отмечено более интенсивное набухание белков, для которых характерна более
82
низкая скорость старения (в 4–6 раз) и отдачи
влаги, чем для крахмала, то процесс черствения будет проходить гораздо медленнее.
Ауэрман Л.Я. [1] объясняет процесс черствения хлеба изменением структурного состояния амилозы и амилопектина. Он отмечает высокое значение гироксильных групп
спиртов, которые, в свою очередь, образуются
в процессе сбраживания теста и дают комплексы с амилозой и амилопектином, замедляя процесс черствения хлеба.
Несмотря на то, что изучению процессов
черствения посвящено достаточное количество работ, исследователи так и не нашли способа полностью избавиться от этого процесса,
являющегося неотъемлемой частью при хранении хлеба.
На сегодняшний день разработаны и используются различные способы воздействия
на отдельные компоненты хлеба, которые позволяют интенсифицировать процесс брожения, набухания белковой матрицы и тем самым замедлить процесс черствения. Также
изготовители предпочитают использовать
большое количество улучшителей, которые,
как правило, значительно замедляют процесс
черствения хлеба и значительно влияют на
себестоимость готовых изделий.
Литература
1. Ауэрман, Л.Я. Технология хлебопекарного производства: учебник / Л.Я. Ауэрман; под
общей ред. Л.И. Пучковой. – 9-е изд., перераб.
и доп. – СПб.: Профессия, 2003. – 316 с.
2. Козьмина, Н.П. Биохимия хлебопечения
/ Н.П. Козьмина. – М.: Пищевая промышленность, 1971. – 436 с.
3. Горячева, А.Ф. Сохранение свежести хлеба / А.Ф. Горячева, Р.В. Кузьминский – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 240 с.
4. Науменко, Н.В. К вопросу о повышении
качества и сохраняемости хлебобулочных изделий / Н.В. Науменко // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес пространства: сб. материалов международной научнопрактической конференции, 2008: в 2 т. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008.
5. Нилова, Л.П. Использование нанотехнологий для повышения качества хлебобулочных изделий / Л.П. Нилова, Н.В. Науменко //
Хлебопродукты. – 2007. – № 10. – С. 50–52.
6. Юрчак, В.Г. Роль связанной воды при
производстве и хранении хлеба. Обзорная информация / В.Г. Юрчак, Н.И. Берзина, И.М.
Ройтер. – М.: ЦНИИТЭИ, 1988. – 20 с.
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Науменко Н.В.
Метод микроскопии в исследовании
процессов черствения хлеба
Науменко Наталья Владимировна. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Товароведение
и экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
Naumenko_natalya@mail.ru
Поступила в редакцию 24 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 80–83
MICROSCOPIC TECNIQUE IN EXAMINATION OF STALE BREAD
N.V. Naumenko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The process of getting stale bread is considered in this article. The author concentrates on factors that influence the processes which occur in bread during its storage.
Visual images of a microstructure of fresh bread and samples of dry bread are given.
Keywords: bread and bakery products, microscopy, storage of bread, cert-of bread.
References
1. Aujerman L.Ja. Tehnologija hlebopekarnogo proizvodstva [Technology of Breadmaking]. L.I. Puchkovoj (Ed.), 9th ed. St. Petersburg, Professija Publ., 2003. 316 p.
2. Koz'mina N.P. Biohimija hlebopechenija [Biochemistry of Baking Bread]. Moscow, Pishhevaja promyshlennost' Publ., 1971. 436 p.
3. Gorjacheva A.F., Kuz'minskij R.V. Sohranenie svezhesti hleba [Retention of Freshness in Bread].
Moscow, Legkaja i pishhevaja promyshlennost' Publ., 1983. 240 p.
4. Naumenko N.V. [On Improvement of Quality and Storage Life of Bakery Products]. Torgovojekonomicheskie problemy regional'nogo biznes prostranstva: sb. materialov mezhdunarodnoj nauchnoprakticheskoj konferencii [Trade and Economic Problems of Regional Business Space: Conference Information
Package]. Cheljabinsk, 2008. (in Russ.)
5. Nilova L.P., Naumenko N.V. [Use of Nanotechnology to Increase the Quality of Bakery Products].
Hleboprodukty [Bread Products], 2007, no. 10, pp. 50–52. (in Russ.)
6. Jurchak V.G., Berzina N.I., Rojter I.M. Rol' svjazannoj vody pri proizvodstve i hranenii hleba. Obzornaja informacija [Role of Bound Water in Bread Production and its Storage. Background Information]. Moscow, 1988. 20 p.
Naumenko Natalia Vladimirovna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department
of Merchandising and Examination of Consumer Goods, South Ural State University, Chelyabinsk, Naumenko_natalya@mail.ru
Received 24 January 2014
2014, том 2, № 1
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
УДК 664.68:633.8
ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ ДОБАВКИ НА СОДЕРЖАНИЕ
МИКРО- И МАКРОЭЛЕМЕНТОВ В ЗАВАРНОМ ПОЛУФАБРИКАТЕ
А.Д. Тошев, А.В. Бобылева
Статья посвящена краткому описанию жизненно важных микро- и макроэлементов, а также результатам определения содержания некоторых из них в стандартном заварном полуфабрикате, в геле из листа алоэ вера и в полуфабрикате с использованием
данной растительной добавки. Статья содержит таблицы и диаграммы, которые наглядно показывают результаты эксперимента. На основе полученных данных сделаны
выводы об эффективности используемой добавки.
Ключевые слова: микроэлементы, макроэлементы, гель алоэ вера, заварной полуфабрикат.
Введение
В настоящее время проблема взаимосвязанного дефицита и избытка различных микро-, макроэлементов (по мнению ВОЗ) стоит
на первом месте в списке причин нарушения
здоровья, в том числе детей и, в первую очередь, школьников.
Микро- и макроэлементы являются важнейшими составляющими сотен и даже тысяч
различных биохимических реакций, ежедневно протекающих в нашем организме. Для обогащения рациона людей минералами используют различные пищевые и биологические
добавки животного и растительного происхождения. Мы решили использовать в качестве
растительной добавки гель «Алоэ вера». Алоэ
вера содержит целый спектр минералов, необходимых для нормального функционирования
организма.
Целями государственной политики в области здорового питания являются сохранение
и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием.
Основными задачами государственной
политики в области здорового питания являются:
• расширение отечественного производства основных видов продовольственного сырья, отвечающего современным требованиям
качества и безопасности;
• развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального
назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и биологи84
чески активных добавок к пище, в том числе
для питания в организованных коллективах
(трудовые, образовательные и др.);
• разработка и внедрение в сельское хозяйство и пищевую промышленность инновационных технологий, включая био- и нанотехнологии [1].
В связи с поставленными правительством
задачами и целями в последнее время активно
ведется разработка новых пищевых продуктов
с различными добавками, способствующими
расширению ассортимента продукции, повышению пищевой ценности изделий, понижению калорийности и улучшению потребительских характеристик в целом.
Чаще всего в качестве добавок используют плоды и ягоды, произрастающие в климатическом поясе России: облепиха, ежевика,
рябина, крапива, различные овощи, орехи мед,
солод, прочие добавки.
В нашем случае в качестве добавки будет
использован гель из листьев алоэ вера.
Химический состав алоэ продолжают
изучать. На сегодняшний день известно, что в
листьях алоэ содержатся гликозиды, в частности – антрагликозиды, смолистые вещества,
эфирные масла, органические и неорганические соединения [2, 4, 8].
К антрогликозидам относится вещество
алоин, которое расщепляется на алоэ-эмодин
и сахар. Алоин и алоэ-эмодин обладают горьким вкусом, расслабляющим, солнцезащитным, бактерицидным и обезболивающим действиями. Листья алоэ также содержат биологически активные вещества, имеющие направленное действие против раковых клеток.
Одно из них – пектин, который подавляет ра-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тошев А.Д., Бобылева А.В.
Влияние растительной добавки на содержание
микро- и макроэлементов в заварном полуфабрикате
ковые клетки. А уже известный нам алоээмодин стимулирует рост нормальных клеток
и препятствует росту и размножению раковых
клеток [6, 7].
Алоэ также способно выделять фитонциды – летучие соединения, способные убивать
бактерии, грибки, микробы или подавлять их
рост и размножение.
В свежем соке алоэ содержится набор витаминов и ферментов – это витамины группы
А, С, Е, фермент амилаза. Бактерицидное действие оказывают углеводы – гексуроновая
кислота, рамноза. Недавно был найден редкий
углевод – ацеманнан, обладающий мощным
иммуностимулирующим и противовирусным
действием. Это позволяет эффективно применять алоэ при вирусных заболеваниях (гриппе, кори) и даже при СПИДе [2, 7].
В свежих листьях и соке алоэ найдены
вещества, которые повышают иммунитет человека – салициловая и янтарная кислота. Последние исследования показывают, что янтарная кислота стимулирует выработку инсулина
в организме.
Незаменимые аминокислоты: гистидин,
аргинин, триптофан, лизин, валин, метионин,
лейцин, изолейцин, фенилаланин делают алоэ
уникальным продуктом для людей с аллергией на белковую пищу [5].
В алоэ найден еще один редкий элемент –
германий. Германий показан при больших
психических и физических нагрузках, защищает организм от токсического воздействия
солей тяжелых металлов и других ядовитых
соединений.
Одним из уникальных свойств алоэ является его способность при неблагоприятных
условиях вырабатывать особые биологически
активные вещества (биогенные стимуляторы),
которые способны активизировать жизненные
функции организма. Введение таких веществ
больному человеку приводит к повышению
его собственного иммунитета и способности
сопротивляться болезням.
Целый спектр веществ, содержащихся в
алоэ, представляет собой группу антиоксидантов: аминокислоты (глутаминовая, серосодержащие); витамины группы В, Р, каротин,
аскорбиновая кислота, витамины А и Е, минеральные элементы (медь, марганец, цинк, селен); флавоноиды, а также органические кислоты [5].
Гель также повышает безопасность пищевых продуктов и с помощью различных механизмов. В предыдущих исследований, прове2014, том 2, № 1
денных другими учеными, было выявлено,
что гель Алоэ вера содержит различные антибиотики и противогрибковые соединения, которые потенциально могут задерживать или
препятствовать развитию микроорганизмов,
защищать человека от пищевых отравлений, а
также замедлять порчу продуктов.
Антибактериальное действие Алоэ Вера
приписывается входящим в состав этого растения антрахинонам, таким как алоэ-эмодин,
алойная кислота, алоин, антрацин, антранол,
барбалоин, хризофановая кислота, эфирное
масло, эфир коричной кислоты, изобарбалоин
и резистанал.
В относительно маленьких концентрациях действие антрахинонов носит болеутоляющий, антибактериальный, противогрибковый и противовирусный характер.
Еще одним интересным веществом, способным найти активное применение геля в
кондитерской промышленности, являются сапонины.
Сапонины – безазотистые гликозиды растительного происхождения с поверхностноактивными свойствами, обладают как очищающими, так и антисептическими свойствами. Растворы сапонинов при взбалтывании
образуют густую стойкую пену. Название
происходит от латинского «sapo» – мыло.
Сапонины в пищевой промышленности
применяют при производстве шипучих напитков, пива, некоторых кондитерских изделий.
Тритерпеновые сапонины обладают адаптогенным действием. Стимуляция иммунитета
(наряду с повышением неспецифической резистентности к инфекциям) представляет
большой практический интерес при инфекционных заболеваниях и интоксикациях, а также
выявлена противоопухолевая активность у
ряда сапониновых гликозидов [3].
Ко всему прочему, как говорилось выше,
алоэ содержит целый ряд антиоксидантных
веществ, которые являются природным защитным механизмом против окисления, а
следовательно, препятствуют быстрой порче
продуктов, особенно с высоким содержанием
жиров [7].
Основной целью использования добавок
является обогащение продуктов витаминами,
микро- и макронутриентами, понижение калорийности.
Цель данной статьи: доказать эффективность использования геля алоэ вера с целью
повышения пищевой ценности заварного полуфабриката.
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
Основными задачами данной публикации:
• определить содержание железа, марганца, кальция, калия, фосфора, натрия, азота,
сырого протеина, витамина С в геле алоэ вера,
в заварном полуфабрикате, приготовленном
по стандартной рецептуре, в заварном полуфабрикате, приготовленном с добавлением
геля алоэ вера;
• сделать выводы по полученным результатам о целесообразности использования геля
алоэ вера в технологии мучных кондитерских
изделий.
Объекты и методы исследований
Исследовали содержание микро- и макроэлементов, витамина С и сырого протеина в
геле из листьев алоэ вера, в полуфабрикате из
заварного теста, приготовленного традиционным способом и в полуфабрикате из заварного
теста, приготовленного с добавлением геля из
листьев алоэ вера.
Все анализы проводили с использованием
оборудования и реактивов согласно соответствующим ГОСТами.
Результаты и их обсуждение
Витамины и минеральные вещества играют большую роль в организме человека.
Железо принимает участие в дыхании,
кроветворении,
иммунобиологических
и
окислительно-восстановительных реакциях,
входит в состав более 100 ферментов. Железо
является незаменимой составной частью гемоглобина и миогемоглобина.
В организме взрослого человека содержится около 4 г железа, из них более половины (около 2,5 г) составляет железо гемоглобина. Суточная потребность человека в железе
составляет 10–30 мг.
Последствия железодефицита (ЖД) очень
неприятны, так как любой недостаток железа
в организме нарушает снабжение клеток кислородом. В результате этого развивается железодефицитная анемия (малокровие), снижается иммунитет и, как следствие этого, увеличивается риск инфекционных заболеваний, у
детей происходит задержка роста и умственного развития, повышается утомляемость и
снижается успеваемость, взрослые ощущают
постоянную усталость, происходят нежелательные изменения в тканях и органах. Вероятность кишечных инфекций и ОРЗ при ЖД
увеличивается в 1,5–2 раза.
Всасывание поступившего с пищей железа происходит в кишечнике, но обычно не
превышает 5–20 % от общего содержания в
пище. Значительно лучше железо всасывается
86
из мясных продуктов (телятина – 17–21 %,
печень – 10–20 %), из рыбных продуктов – 9–
11 %. Биодоступность железа из злаковых,
бобовых, клубневых, овощей значительно
ниже, чем из гемовых соединений (1–7 %), и
во многом зависит от преобладания в рационе
факторов, ингибирующих либо потенцирующих кишечную ферроабсорцию. Усиливают
всасывание негемового железа аскорбиновая
кислота, продукты из мяса, птицы, рыбы, а
также вещества, понижающие рН пищи (например, молочная кислота). Данные вещества
как раз содержатся в добавке «Алоэ вера».
Суточная потребность взрослого человека
в марганце составляет 2–10 мг. Всасывание
его происходит в кишечнике, но усвояемость
составляет от 36 до 65 % относительно общего содержания марганца в рационе.
Недостаточность марганца в организме
человека впервые описана в 1974 г. При исключении из рациона марганца отмечается:
резкая потеря в весе, тошнота, рвота, изменение цвета волос. Может развиваться остеопороз, замедление сращивания костей при переломах. Дефицит марганца выявляется в период беременности, отмечается при различных
формах анемии [4].
На рис. 1 представлено содержание железа и марганца в геле алоэ вера, который мы
считаем перспективной добавкой в производстве мучных кондитерских изделий, а также
сравнительная характеристика показателей в
заварном полуфабрикате, приготовленном по
традиционной рецептуре и заварном полуфабрикате с добавлением алоэ. Содержание железа и марганца определяли по ГОСТ 30178-96.
Как видно из диаграммы, количество железа в полуфабрикате увеличилось на 1,2
мг/кг, количество марганца – на 0,05 мг/кг.
Калий участвует в обмене углеводов и
белков, продукции и накоплении энергии, в
поддержании осмотического давления, активирует ферменты внутриклеточного метаболизма. Среднее содержание калия для взрослого человека составляет 2 г/кг массы тела.
Дефицит калия приводит к нарушению
моторики пищеварительного тракта (при быстрых потерях) и мышечной слабости, изменениям в почках, метаболическому алкалоизу
(при медленных потерях). Дефицит калия характерен также для стрессовых состояний организма.
Натрий является главным осмотическим
катионом внеклеточной жидкости. Его основная функция заключается в поддержании ос-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тошев А.Д., Бобылева А.В.
Влияние растительной добавки на содержание
микро- и макроэлементов в заварном полуфабрикате
Рис. 1. Содержание железа и марганца в растительной добавке, контрольном и опытном образцах
мотического давления межклеточных жидкостей, регуляции кислотно-щелочного состояния; вместе с другими электролитами он обусловливает величину трансмембранного потенциала; хлористый натрий служит источником соляной кислоты для желудочного сока.
Клинические симптомы дефицита натрия
проявляются лишь при значительных потерях
жидкости (свыше 3–6 л) и выражаются в повышенной утомляемости, апатии, снижении
диуреза, уменьшении выделения натрия мочой (ниже 20 ммоль/л), повышении показателя гематокрита.
Кальций поступает в организм человека с
пищей, всасывается в двенадцатиперстной и
начальном отделе тонкой кишки. Основное
количество кальция находится в костной ткани. В крови его содержится 0,31 г, в сыворотке
– 2,48 ммоль/л в виде свободного кальция и
комплексов, в лимфе –1,3–2,4 ммоль/л [4].
Эксперты рекомендуют принимать кальций и магний в соотношении два к одному. Если вы регулярно принимаете добавки кальция,
то нужно повысить и потребление магния.
Кальций и железо конкурируют за абсорбцию железа, не связанного с гемом (эта
форма присутствует в растениях, витаминизированной пище и БАД). Исследования показали, что эти два минерала не способны находится в продолжительном балансе. С другой
стороны, витамин С усиливает абсорбцию
(всасывание) железа.
Как показал анализ содержания витамина
С (см. таблицу), количество витамина в заварном полуфабрикате после введения пищевой
растительной добавки алоэ вера увеличивается в несколько раз, поэтому всасывание железа происходит более интенсивно. Содержание
витамина С определяли по ГОСТ 24556-89.
Фосфор относится к жизненно необходимым веществам, он входит в состав всех
тканей организма, особенно мышц и мозга,
участвует во всех видах обмена веществ, необходим для нормального функционирования
нервной системы, сердечной мышцы и т. д. В
тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и
органических соединений фосфорной кислоты (фосфатов). Основная его масса находится
в костной ткани в виде фосфата кальция, остальной фосфор входит в состав мягких тканей и жидкостей. В мышцах происходит наиболее интенсивный обмен соединений фосфора. Фосфорная кислота участвует в построении молекул многих ферментов, нуклеиновых
кислот и т. д.
Содержание органических соединений
фосфора в крови человека меняется в значительных пределах. Однако количество неорганического фосфора более или менее постоян-
Содержание витамина в добавке алоэ вера, в контрольном и опытном образцах
заварного полуфабриката
Показатель
Гель «Алоэ вера»
Контрольный образец
(заварной полуфабрикат
без добавки)
Опытный образец
(с добавкой геля в количестве 6 % от массы муки)
Витамин С, мг/ %
11,2
0,004
1,8
2014, том 2, № 1
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
но – 3–5,5 мг% [4]. При недостатке фосфора в
организме у человека развиваются остеопороз
и другие заболевания костей. У детей развивается рахит.
На рис. 2 представлена диаграмма содержания вышеперечисленных минеральных веществ в пищевой добавке, в заварном полуфабрикате, изготовленном по стандартной рецептуре и заварном полуфабрикате с добавлением геля алоэ вера. Количество кальция определяли по ГОСТ 26570-95, количество фосфора – ГОСТ 26657-97, количество калия –
ГОСТ 30504-97, количество натрия – ГОСТ
13496.1-98.
Как видно из рисунка, после добавления
геля в заварной полуфабрикат общее содержание кальция увеличилось на 0,01 %, содержание фосфора – на 0,003, содержание калия – на
0,03 % и содержание натрия – на 0,02 %.
Основная функция и способность азота –
образовывать пептидные связи и формировать
все разнообразие белков, а также участвовать в
составе множества биологически активных гетероциклов. Азот необходим всем живым орга-
низмам для синтеза азотсодержащих строительных блоков – аминокислот, из которых образуются белки и нуклеиновые кислоты.
Азот поступает в организм с пищевыми
продуктами, в состав которых входят белки и
другие азотсодержащие вещества. Эти вещества расщепляются в желудочно-кишечном
тракте и затем всасываются в виде аминокислот и низкомолекулярных пептидов, из которых организм строит собственные аминокислоты и белки.
Ниже представлена диаграмма по полученным данным (рис. 3). Исследованию подвергались также гель алоэ вера, заварной полуфабрикат, приготовленный по традиционной рецептуре (контрольный образец), заварной полуфабрикат, приготовленный с добавлением
геля алоэ вера в количестве 6 % (от массы муки). Содержание азота определяли по ГОСТ Р
13496.4-93.
Как показывают полученные данные, содержание азота в полуфабрикате с добавлением геля алоэ вера увеличилось на 0,15 %. Однако эта цифра интересует нас не так сильно,
Рис. 2. Процентное содержание кальция, фосфора, калия и натрия в пищевой добавке,
контрольном и опытном образцах
Рис. 3. Процентное содержание азота в пищевой добавке, контрольном и опытном образцах
88
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тошев А.Д., Бобылева А.В.
Влияние растительной добавки на содержание
микро- и макроэлементов в заварном полуфабрикате
как количество сырого протеина, поскольку
дефицит азота как явление никогда не наблюдают, организму в элементарной форме он не
нужен, дефицита, соответственно, никогда и
не возникает. В отличие от самого азота, дефицит веществ, его содержащих (прежде всего белков), явление достаточно частое.
В связке с обнаруженным содержанием
азота стоит упомянуть и о том, что в составе
геля обнаружено также значительное количество сырого протеина (в форме белков и аминосоединений).
На рис. 4 указано процентное содержание
сырого протеина в геле алоэ вера, в заварном
полуфабрикате, приготовленным традиционным способом и в заварном полуфабрикате с
Литература
1. Основы государственной политики
Российской Федерации в области здорового
питания населения на период до 2020 года,
утвержденные распоряжением правительства РФ от 25 октября 2010 г. № 1873-р.
2. Семенова, Н.А. Алоэ – природный целитель / А.Н. Семенова. – М.: Рипол Классик,
1999. – 63 с.
3. Турова А.Д. Экспериментальная и клиническая фармакология сапонинов / А.Д. Турова, А.С. Гладких // Фармакология и токсикология. – 1969. – Т. 29, № 2. – С. 242–249.
4. Тырсин Ю.А. Микро- и макроэлементы
в питании / Ю.А. Тырсин. – М.: Дели принт,
2012. – 224 с.
Рис. 4. Процентное содержание сырого протеина в пищевой добавке,
контрольном и опытном образцах
добавлением геля алоэ вера. Содержание сырого протеина определяли по ГОСТ Р 13496.4-93.
Как видно из диаграммы, количество сырого протеина в заварном полуфабрикате повысилось на 0,85 % после добавления геля
алоэ вера.
Заключение
Таким образом, по полученным данным
можно судить о высокой эффективности добавки геля алоэ вера в мучные кондитерские
изделия.
Общее содержание полезных, необходимых для организма микро- и макроэлементов
повысилось, что позволяет судить о данной
добавке как о добавке функционального назначения.
2014, том 2, № 1
5. Shelton, R.M. Aloe vera. Its chemical and
therapeutic properties / R.M. Shelton // Int. J
Dermatol. – 1991. – Р. 83.
6. Choi, S. A review on the relationship
between aloe vera components and their biologic
effects / S. Choi, M.H. Chung // Seminars in
Integrative Medicine. – 2003. – Vol. 1, № 1
(March). – P. 53–62.
7. Vinson, J.A. Effect of aloe vera
preparations on the human bioavailability of
vitamins C and E. / J.A. Vinson, H. Al. Kharrat,
L. Andreoli // Phytomedicine. – 2005. – P. 760–
765.
8. Мир алоэ вера. – http://www.miraloevera.ru.
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
Тошев Абдували Джабарович. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и организации питания, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
+7 (351) 267-99-53.
Бобылева Алена Викторовна. Преподаватель, аспирант очной формы обучения кафедры технологии и организации питания, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
bobyleva_alyona@mail.ru
Поступила в печать 26 января 2014 г.
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 84–90
INFLUENCE OF PLANT ADDITIVE ON CONTENT OF MICROAND MACROELEMENTS IN BREWING HALF-FINISHED PRODUCT
A.D. Toshev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
A.V. Bobyleva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The paper deals with the concise description of essential micro- and macroelements
and the results of their determination in a standard brewing half-finished product, a gel
from aloe vera leaves, and a half-finished product using this plant additive. The article
contains tables and diagrams that demonstrate the results of the experiment. The
conclusion about effectiveness of this additive is made on the basis of obtained data.
Keywords: microelements, macroelements, aloe vera gel, brewing half-finished
products.
References
1. Osnovy gosudarstvennoj politiki Rossijskoj Federacii v oblasti zdorovogo pitanija naselenija na period
do 2020 goda, utverzhdennye rasporjazheniem pravitel'stva RF [Basic Principles for State Policy of the Russian Federation in the field of National Healthy Eating to 2020, approved by the Order of the Government of
the Russian Federation] of October 25, 2010, no. 1873-p.
2. Semenova, N.A. Aloje – prirodnyj celitel' [Aloe is a Natural Healer]. Moscow, Ripol Klassik Publ.,
1999. 63 p.
3. Turova A.D., Gladkih A.S. [Experimental and Clinical Pharmacology of Saponin]. Farmakologija i toksikologija [Pharmacology and Toxicology], 1969, vol. 29, no. 2. pp. 242–249. (in Russ.)
4. Tyrsin Ju.A. Mikro- i Makrojelementy v pitanii [Micro- and Macroelements in Nourishment]. Moscow,
Deli Print Publ., 2012. 224 p.
5. Shelton R.M. Aloe vera. Its Chemical and Therapeutic Properties. Int. J Dermatol, 1991, p. 83.
6. Choi S., Chung M.H. A Review on the Relationship between Aloe Vera Components and their Biologic
Effects. Seminars in Integrative Medicine, 2003, vol. 1, no. 1 (March), pp. 53–62.
7. Vinson, J.A., Kharrat H. Al., Andreoli L. Effect of Aloe Vera Preparations on the Human Bioavailability
of Vitamins C and E. Phytomedicine, 2005, pp. 760–765.
8. Mir aloje vera [World of Aloe Vera]. Available at: http://www.mir-aloevera.ru
Toshev Abduvali Dzhabarovich, Doctor of Science (Engineering), professor, head of the Department of
Catering Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, Tel.: +7 (351) 267-99-53.
Bobyleva Alena Viktorovna, lecturer, postgraduate full-time student of the Department of Catering
Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk. Е-mail: bobyleva_alyona@mail.ru
Received 26 January 2014
90
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 664.7
ВОЗМОЖНОСТЬ СОЗДАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ
ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ БЫСТРОРАЗВАРИВАЮЩИХСЯ КРУП
Ю.А. Шалагина, Б.М. Кисимов
Статья посвящена возможностям разработки и создания продуктов функционального назначения на основе быстроразваривающихся круп, рассмотрены способы их
производства и возможности использования современных способов обработки сырья.
Ключевые слова: функциональные продукты, быстроразваривающиеся крупы, СВЧ.
Углеводы являются основным источником
энергии для организма человека. Основные источники углеводов – это хлебобулочные, макаронные
и кондитерские изделия, каши. Обогащение или
сохранение природного химического состава данных продуктов переводит их в группу функциональных продуктов питания.
Большинство разработанных функциональных продуктов питания относятся к данной группе
продуктов.
В 2005 году был принят национальный стандарт РФ (ГОСТ Р 52349-2005) «Продукты пищевые функциональные. Термины и определения».
Согласно настоящему стандарту «функциональный пищевой продукт – это пищевой продукт,
предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за
счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов» [1].
Юдина С.Б. отмечает, что в основе функционального питания лежит сбалансированный рацион [2]. Он должен включать продукты, содержащие необходимые микронутриенты (нативные
продукты) и обогащенные отдельными микронутриентами, их комплексами, фитокомплексами,
пробиотиками (функциональные продукты). Также
продукты, в которых вредные компоненты заменены на нейтральные или полезные для здоровья
или со сниженным количеством вредных для здоровья компонентов, генетически модифицированные продукты; БАД и продукты, прошедшие технологическую обработку.
Каши являются «нативными продуктами питания», содержащими большое количество незаменимых аминокислот, углеводов, в том числе
пищевых волокон, растительных жиров, витаминов и микроэлементов. Конечно, пищевая ценность каш неравномерна. Так, например, максимальным содержанием пищевых волокон отличаются: овсяная, гречневая и пшеничная крупы, минимальным – популярные манная и рисовая каши.
На изменение пищевой ценности каш огромное влияние оказывают способ производства крупы и способ варки каши. Так, термическая обра2014, том 2, № 1
ботка, разваривание и измельчение круп улучшают качество их усвояемости, а, следовательно, и
их пищевую ценность.
При технологической обработке также происходят значительные изменения в пищевой ценности крупы. Например, при операциях шлифовки и
полировки крупы пищевая ценность заметно снижается.
Шлифование заключается в удалении с поверхности шелушенного и дробленого зерна плодовых и семенных оболочек, частично алейронового слоя и зародыша, и опушения, которое покрывает ядро некоторых культур, например овса.
После полирования стекловидный рис и горох
приобретают более приятный внешний вид (гладкая полированная поверхность), а у перловой и
пшеничной номерной крупы заметно округляются
крупинки. Данные операции улучшают внешний
вид и кулинарные свойства крупы. Шлифованные
и полированные крупы быстрее варятся, имеют
лучшую консистенцию, цвет. Но при удалении с
клетчаткой и пентозанами значительной части витаминов, полноценных белков, минеральных веществ и липидов, находящихся в зародыше, алейроновом слое и наружных частях мучнистого ядра,
биологическая ценность крупы снижается.
Основными задачами в производстве круп являются обогащение круп или же сохранение их
природных качеств и уменьшение продолжительности варки.
Перспективным направлением является разработка новых технологий обработки круп, при
которых изменения потребительских свойств будут минимальными. Одним из таких направлений
является производство быстроразвариваюшихся
круп.
Быстроразваривающиеся крупы получили довольно большое распространение. В основном
принцип их производства заключается в необратимых изменениях, происходящих в зерне, при
этом происходит разрушение крахмальных гранул
и их клейстеризация, а белки подвергаются денатурации.
В основном выделяют три способа получения
быстроразвариваюшихся круп: пропаривание или
дополнительную гидротермическую обработку,
микронизацию крупы и экструзионный способ.
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
Последний способ, с точки зрения скорости
приготовления продукта готового к употреблению,
наиболее эффективный. Продукты экструзии не
требуют варки и полностью готовы к употреблению.
Вспученная крупа, полученная в результате
микронизации, и пропаренная чаще всего подвергается плющению и используется при приготовлении вязких и жидких каш. Целостность ядра при
варке не сохранятся, хотя время варки сокращается в несколько раз.
Для производства функциональных продуктов
питания целесообразно рассматривать именно быстроразвариваемые каши, поскольку есть возможность обогащения таких каш в процессе их производства.
Рассмотрим этот процесс на примере производства перловой быстроразваривающейся крупы
и хлопьев. Перловая крупа после контрольного
просеивания на крупосортировке подвергается
мойке, затем после непродолжительного отволаживания пропаривается, проходит отлежку в закромах, подсушивается на ленточной сушилке,
плющится на вальцовом станке, окончательно высушивается, просеивается и направляется на выбой в виде хлопьев.
Сочетание мойки, пропаривания и отлежки
крупы определяет ее пластификацию, благодаря
чему она хорошо плющится и превращается в хлопья. Кроме того, происходит изменение микроструктуры эндосперма и его биохимической характеристики. Все это, вместе взятое, и определяет
существенное снижение длительности кулинарной
обработки крупы. Так, для крупы перловой № 1 и
2 вместо 180 мин достаточно 60 мин, № 3 – вместо
150 требуется 30 мин, т. е. происходит сокращение
процесса варки в 3...5 раз. После мойки влажность
крупы достигает 25...28 %, при пропаривании она
повышается на 2...3 %, а перед плющением находится на уровне 22...23 %. Пропаривание проводят
в течение 3 мин при давлении пара 0,10 МПа [3].
Создание функционального продукта воз-
можно, если после мойки крупу замачивать для
обогащения витаминами и/или минеральными веществами в их растворах, до достижения влажности в 25…28 % процентов.
Использование современных способов нагрева позволит сократить длительность пропаривая и
сушки, при этом уменьшить и время варки готовой
крупы.
Одним из таких способов обработки является
применение СВЧ-поля при термической обработке
крупы. При этом на начальной стадии обработки
происходит быстрый нагрев сырья и, следовательно, приваривание крупы и необходимые изменения крахмального зерна. За счет того, что увеличение температуры в поле СВЧ происходит равномерно, влага из крупы удаляется постепенно и
происходит сушка крупы.
Обработка увлажненной крупы в поле СВЧ
способствует уменьшению скорости варки в три
раза, при этом процесс сушки и пропаривания совмещаются.
Так же уже доказано, что облучение в СВЧполе снижает обсемененность микроорганизмами
и, следовательно, увеличивает сроки хранения готовой крупы [4].
Литература
1. Продукты пищевые фунцкиональные. Термины и определения. ГОСТ Р 52349-2005; введ.
01.07.2006.
2. Юдина, С.Б. Технология продуктов функционального питания / С.Б. Юдина. – М.: ДеЛи
принт, 2008. – 280 с.
3. Егоров, Г.А. Технология муки. Технология
крупы: учеб. пособие для вузов по специальности
270100 «Технология хранения и переработки зерна» / Г.А. Егоров. – 4-е издание, испр. и доп. – М.:
КолосС, 2005. – 302 с.
4. Толмачева, Т.А. Влияние СВЧ поля на микрофлору и качественные показатели сухофруктов: дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16. – Красноярск, 2004. – 136 c.
Кисимов Борис Михайлович. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и организация питания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, bmkisimov@mail.ru
Шалагина Юлия Александровна. Преподаватель, аспирант очной формы обучения кафедры «Технология и организация питания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск,
ulia.sh@mail.ru
Поступила в редакцию 15 января 2014 г.
92
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Шалагина Ю.А., Кисимов Б.М.
Возможность создания функциональных
продуктов питания на основе быстроразваривающихся круп
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 91–93
POSSIBILITY OF MAKING FUNCTIONAL FOOD PRODUCTS
ON THE BASIS OF QUICK COOKING CEREALS
Yu.A. Shalagina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
B.M. Kisimov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The article considers a possible manufacture of functional products on the basis of
quick cooking cereals. The authors examine methods of their production and a possible
application of modern methods of raw materials processing.
Keywords: functional products, quick cooking cereals, superhigh frequency.
References
1. GOST R 52349-2005 Produkty pishhevye funckional'nye. Terminy i opredelenija, vved. 01.07.2006
[State Standart 52349-2005. Functional Food Products. Terms and Definitions].
2. Judina S.B. Tehnologija produktov funkcional'nogo pitanija [Functional Food Technology]. Moscow,
DeLi Print Publ., 2008. 280 p.
3. Egorov G.A. Tehnologija muki. Tehnologija krupy [Flour Technology. Cereals Technology]. Moscow,
KolosS Publ., 2005. 302 p.
4. Tolmacheva T.A. Vlijanie SVCh polja na mikro-floru i kachestvennye pokazateli suhofruktov. Diss.
kand. biol. nauk [Influence of a Superhigh Frequency Field on Microflora and Qualitative Indicators of Dried
Fruit: Cand. Dis. (Biology)]. Krasnojarsk, 2004. 136 p.
Kisimov Boris Mikhailovich, Candidate of Science (Engineering), associate professor, department of Catering Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, bmkisimov@mail.ru.
Shalagina Yulia Aleksandrovna, lecturer, postgraduate full-time student of the Department of Catering
Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, ulia.sh@mail.ru.
Received 15 January 2014
2014, том 2, № 1
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 641.1 + 641.55
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ ДОБАВКИ
С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ
МУЧНЫХ КУЛИНАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Е.И. Щербакова, А.А. Рущиц
Статья посвящена проблеме повышения пищевой ценности мучных кулинарных
изделий, в частности – пончиков из дрожжевого теста. Автором рассмотрены причины,
приведшие к необходимости создания изделий из дрожжевого теста с повышенной пищевой ценностью. Проанализирован химический состав яблочного порошка – источника пищевых волокон, органических кислот, ряда витаминов, в том числе витамина
С. Приведены и проанализированы органолептические, физико-химические показатели пончиков, приготовленных с частичной заменой муки пшеничной яблочным порошком. Доказана эффективность замены части муки пшеничной, идущей по рецептуре, яблочным порошком.
Ключевые слова: мучные кулинарные изделия, пончики, пищевая ценность, витамин С,
пищевые волокна, пористость, химический состав, физико-химические показатели.
Введение
Состояние здоровья населения страны является важнейшим показателем благополучия
нации. Постоянное воздействие на население
химических, биологических и физических факторов окружающей среды, привели к снижению адаптации человеческого организма, и его
способностей к сопротивляемости, что явилось
следствием плохого состояния здоровья [1, 4].
Впервые за всю историю Российской Федерации государство берёт на себя обязательство по поводу формирования здорового образа жизни среди населения. Государством
утверждена программа «Концепция здорового
питания населения до 2020 года» [2].
Целью Концепции является сохранение и
укрепление здоровья населения, профилактика
заболеваний, обусловленных опасным, некачественным и несбалансированным питанием [3].
Для достижения цели необходимо решение следующих задач:
– обеспечение населения безопасным питанием;
– обеспечение населения качественным и
полноценным питанием;
– обеспечение населения продуктами питания, с заданными лечебно-профилактическими свойствами, повышающими адаптационные возможности организма человека к воздействию факторов окружающей среды [3].
Питание населения страны является важнейшей социальной проблемой. Необходимо
расширение ассортимента и обеспечение населения высококачественными функциональными продуктами питания.
94
Разработка новых продуктов должна быть
направлена на снижение содержания в продуктах сахара, холестерина, обогащение продуктов витаминами, растительными белками,
пищевыми волокнами, микро- и макроэлементами. В настоящее время население Российской Федерации мало употребляет в питании
растительную клетчатку, микро- и макроэлементы, моно- и дисахариды и другие незаменимые пищевые вещества.
Пищевая добавка – это натуральное или
искусственное вещество, а также их смесь,
обычно не употребляемые в качестве пищевого продукта, и преднамеренно вводимые в
пищевой продукт, в процессе их производства
для придания им определенных свойств или
сохранения качества и увеличения сроков
хранения, годности [5].
Основные цели введения пищевых добавок:
– совершенствование технологии подготовки, переработки пищевого сырья, изготовления, фасования, транспортирования и хранения продуктов питания;
– сохранение природных качеств пищевого продукта;
– улучшение органолептических свойств
пищевых продуктов и увеличение их стабильности при хранении.
– пищевые добавки допускается применять только в том случае, если они даже при
длительном использовании не угрожают здоровью человека [5].
Продукты вакуумной сушки или сублимированные продукты стали революционным
решением в организации правильного и здоро-
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Щербакова Е.И., Рущиц А.А.
Использование растительной добавки с целью
повышения пищевой ценности мучных кулинарных изделий
вого питания. Это альтернатива технологиям
замораживания и сушки продуктов с помощью
высокой температуры. Продукты замораживаются настолько быстро, что не успевают терять
полезные свойства. Затем они помещаются в
вакуумный сублиматор, где при температуре
свыше 100° С замершая жидкость моментально превращается в пар. Таким образом, из продуктов удаляется практически вся влага,
вследствие чего их масса становится в 5–6 раз
меньше первоначальной. Сублимированные
ягоды и фрукты сохраняют практически весь
комплекс полезных веществ. Яблочный порошок обладает приятным кисло-сладким вкусом, светло-кремовым цветом. Общее количество отходов и потерь сухих веществ при производстве яблочного порошка 18–20 %.
Яблочный порошок в перерасчете на сухое
вещество в среднем содержит: белков – 3,5 %,
моносахаридов (глюкозы и фруктозы) – 11,2–
36,8 %, незаменимых аминокислот – 38,2 %,
пектина – 12 %, а также минеральные вещества: натрий, кальций, магний, железо, витамины:
С, PP, группы В, кислоты: янтарную, яблочную, лимонную, галактуроновую и другие, общее содержание которых составляет до 7,2 %.
Изделия из дрожжевого теста являются
удобным объектом для обогащения их необходимыми питательными веществами.
В России свыше 450 наименований мучных изделий. На продукцию из дрожжевого
теста приходится 50 % от общего объема выпуска мучной продукции. За счет зерновых
продуктов возмещается более 1/2 потребности
организма в углеводах и около 40 % в белках.
Однако белки муки неполноценны, так как
незаменимые аминокислоты находятся в них
в соотношениях, далеких от оптимальных.
Особенно они дефицитны по лизину.
Таким образом, использование яблочного
порошка в производстве дрожжевого теста позволит повысить его пищевую ценность, улучшить качество пищевого продукта и расширить
ассортимент изделий из дрожжевого теста. Целью работы является разработка рецептуры и
совершенствование технологии мучных кулинарных изделий из дрожжевого теста.
Объекты и методы исследований
На протяжении исследовательской работы в соответствии с целью и задачами работы,
объектами исследования являлись:
– яблочный сублимированный порошок
(ТУ 9199-004-11520731-98);
– мука пшеничная высшего сорта (ГОСТ
Р 52189-2003);
2014, том 2, № 1
– дрожжевое тесто и пончики, приготовленные из него по рецептуре № 690 [7].
– пончики из дрожжевого теста с добавлением яблочного порошка.
Лабораторные исследования проводились
по общепринятым и стандартным методам
исследований. Отбор проб и подготовку сырья проводили по методике ГОСТ 26929-94,
готовых изделий – согласно ГОСТ 5904-82.
Опытные и контрольные образцы готовились
из одних партий сырья. Для получения достоверных значений экспериментальных данных
все исследования проводили не менее, чем в
трех – пятикратной повторности, с выполнением двух параллельных определений при
каждом опыте.
Результаты и их обсуждение
Для достижения поставленной цели было
принято решение: в качестве контрольного образца использовать пончики из дрожжевого
теста, приготовленные по рецептуре № 690 [7],
а в качестве добавки – сублимированный яблочный порошок. Порошок вводился в рецептуру взамен пшеничной муки в размере 3 (образец № 1), 5 (образец № 2), 7 (образец № 3) и
10 (образец № 4) %.
Определение количества витамина С в
контрольном и опытных образцах теста осуществляли титриметрическим методом по
ГОСТ 24556-89 [8] (рис. 1).
Установлено, что в образце № 1 витамина
С больше, чем в контрольном на 27,8 %; в образце № 2 – на 45,83 %; в образце № 3 – на
83,3 %; в образце № 4 – на 100 %. Введение
яблочного порошка в рецептуру пончиков способствует повышению содержания витамина
С.
Определение массовой доли белков в
контрольном и опытных образцах определяли
арбитражным методом Къельдаля [8]. Результаты определения количества белков приведены в табл. 1.
Из результатов, приведенных в табл. 1,
видно, что количество белков в экспериментальных образцах незначительно снизилось
по сравнению с содержанием белков в контрольном образце.
В процессе работы была определена массовая доля общего сахара в контрольном и
опытных образцах методом Бертрана [8]. Результаты определения количества сахара приведены в табл. 2.
В результате анализа приведенных данных в табл. 2 установлено, что массовая доля
сахара увеличилась на 46 % при добавлении
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
3 % яблочного порошка; на 249,9 % при добавлении 5 % яблочного порошка; на 467 %
при добавлении 7 % яблочного порошка; на
599 % при добавлении 10 % яблочного порошка.
Содержание пищевых волокон определяли по ГОСТ 54014-2010 [8], результаты приведены в табл. 3.
Представленные данные свидетельствуют
о том, что при частичной замене муки яблочным порошком в пончиках увеличивается содержание пищевых волокон соответственно:
на 0,5 % – при добавлении 3 % яблочного порошка; на 1,02 % – при добавлении 5 % яблочного порошка; на 3,24 % – при добавлении
7 % порошка; на 4,4 % – при добавлении 10 %
яблочного порошка.
Определение кислотности изделий из
дрожжевого теста осуществляли арбитражным методом по ГОСТ 5670-96 [8]. Результаты представлены в табл. 4.
Общая кислотность характеризуется суммарным содержанием кислот и кислотореагирующих веществ как распавшихся на ионы,
так и недиссоциированных. Кислотность выражается в градусах. Градус кислотности соответствует 1 мл нормального раствора едкого натрия или калия, расходуемого для нейтрализации кислот в 100 г исследуемого изделия [6].
В результате анализа данных, представленных в таблице 4, установлено, что кислотность теста пончиков повысилась на 1,7 %
при добавлении 3 % яблочного порошка, на
Рис. 1. Содержание витамина С в тесте
Таблица 1
Содержание белков, %
Показатель
Белки (пончики)
Белки, (тесто)
Контрольный
7,91
7,95
Образец 1
7,76
7,85
Образец 2
7,62
7,77
Образец 3
7,58
7,7
Образец 4
7,49
7,59
Таблица 2
Содержание сахара, %
Показатель
Сахар
(тесто)
Контрольный
Образец 1
Образец 2
Образец 3
Образец 4
4,33
9,41
15,12
24,62
30,33
Таблица 3
Содержание пищевых волокон, %
Показатель
Пищевые
волокна (пончики)
Пищевые
волокна (тесто)
96
Контрольный
Образец 1
Образец 2
Образец 3
Образец 4
21,6
21,71
21,82
22,3
22,56
21,62
21,74
21,83
22,31
22,57
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Щербакова Е.И., Рущиц А.А.
Использование растительной добавки с целью
повышения пищевой ценности мучных кулинарных изделий
3,8 % – при добавлении 5 % яблочного порошка, на 9,8 % – при добавлении 7 % яблочного порошка, на 17,2 % – при добавлении
10 % яблочного порошка.
Увеличение кислотности теста пончиков
связано с тем, что яблочный порошок содержит в составе органические кислоты. С увеличением количества добавленного яблочного
порошка увеличивается кислотность теста и
готовых изделий.
Вязкость в дрожжевого теста определяли
вискозиметром ЭАК-1м [8]. Результаты полученных данных представлены в табл. 5.
Вязкость теста, характеризуемая прочностью его на разрыв, определяется величиной
сил сцепления отдельных частиц между собой. С повышением пластичности тесто становится менее упругим и вязким.
В результате анализа данных, приведенных в табл. 5, установлено, что при замене
пшеничной муки яблочным порошком в размере 3 % вязкость теста не изменилась; при
замене 5 % муки – увеличилась на 0,49 %; при
замене 7 % муки – увеличилась на 1,1 %; при
замене 10 % муки – увеличилась 2,13 %.
Определение пористости в пончиках
осуществляли по ГОСТ 5669-96 [8] с исполь-
зованием прибора Журавлева, результаты
представлены на рис. 2.
Установлено, что пористость теста в пончиках при замене пшеничной муки яблочным
порошком в размере 3 % не изменилась; при
замене 5 % муки – увеличилась на 0,69 %; при
замене 7 % муки – увеличилась на 1,7 %; при
замене 10 % муки – и увеличилась на 3,01 %.
Введение яблочного порошка способствовало
увеличению газообразования в тесте и образованию пористой структуры готовых изделий.
Влажность теста и изделий определяли по
ГОСТ 30004-93 путем высушивания образцов
в сушильном шкафу [8].
Результаты определения влажности в
контрольном и опытных образцах представлены на рис. 3.
Из результатов, изображенных на рис. 3
видно, что с увеличением количества яблочного порошка в рецептуре пончиков влажность увеличивается на 0,34 – 3,9 % по сравнению с контрольным образцом.
К органолептическим показателям относятся такие показатели качества, как внешний
вид и поверхность изделия, цвет, состояние
мякиша (пропеченность, промесс, пористость), вкус и запах изделия [8]. ОрганолепТаблица 4
Кислотность исследуемых образцов
Показатель
Кислотность, град
(пончики)
Контрольный
Образец 1
Образец 2
Образец 3
Образец 4
2,9
2,95
3,01
3,12
3,26
Таблица 5
Вязкость теста
Показатель
Вязкость, Па-с
Контрольный
47
Образец 1
47
Образец 2
47,23
Образец 3
47,52
Образец 4
48
Рис. 2. Показатели пористости в пончиках
2014, том 2, № 1
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Физиология питания
нию с контрольным образцом. Улучшились потребительские характеристики разработанных изделий.
Литература
1. Тихомирова, Н.А.
Технология
продуктов
функционального питания / Н.А. Тихомирова. –
М.: ООО «Франтэра»,
2002. – 213 с.
2. Популярно о питании: учеб пособие / под
ред. А.И. Столмаковой. –
2-е изд. − Киев: Здоровье,
1990. – 134 с.
3. Основы государстРис. 3. Влажность теста и пончиков
венной политики Российской Федерации в области
тическая оценка готовых изделий показала,
здорового
питания
населения на период до
что все образцы имели хороший внешний вид,
2020
года.
Распоряжение
от 25 октября 2010
правильную форму и достаточный объем. Пог. № 1873-р.
верхность изделий с добавлением яблочного
4. Еделев, Д.А. Международный опыт
порошка более ровная и с наименьшей деобеспечения
безопасности и качества проформацией. При добавлении 3 % яблочного
дуктов
питания
/ Д.А. Еделев // Пищевая пропорошка от массы муки цвет изделия практимышленность.
−
2010. – № 12. – С. 71.
чески не изменился; с заменой муки 5 % яб5. ГОСТ Р 54380-2011. Добавки пищевые.
лочного порошка цвет изделий и цвет на изУсилители
вкуса и аромата пищевых продукломе стал чуть темнее. Цвет изделий и цвет на
тов.
Термины
и определения. – М.: Изд-во
изломе с заменой муки на 7 % яблочным постандартов,
2011.
– 6 с.
рошком более темный, чем контрольного об6.
Никифорова,
Т.Е. Безопасность проразца. Разработанные образцы (№ 1, 2, 3) отдовольственного
сырья
и продуктов питаличаются от контрольного легким ароматом
ния:
учеб.
пособие
/
Т.Е.
Никифорова. – Иваяблок. Вкус изделий, приготовленных с заменово: Изд-во Иван. гос. хим.-технол. ун-т.,
ной муки яблочным порошком в размере
2007.− 32 с.
10 %, стал с ярко выраженной кислинкой.
7. Сборник технологических нормативов.
Таким образом, лучшим по органолептиСборник
рецептур блюд и кулинарных изделий
ческим показателям, был выбран образец
для
предприятий
общественного питания: в
пончиков № 3 с заменой муки яблочным по5
ч.
/
под
ред.
Ю.Н.
Болдырева. – М.: Хлебпророшком в размере 7 %.
динформ, 1996. – Ч. 1. – 619 с.
В результате проведенных исследований
8. Лурье, И.С. Технохимический и микроустановлено, что количество пищевых волобиологический
контроль в кондитерском прокон в пончиках, приготовленных с добавлениизводстве:
справочник
/ И.С. Лурье. – М.: Коем яблочного порошка в размере 7 % от массы
лосС, 2003. – 414 с.
муки, повысилось на 3,24 %, количество золы
– на 4,1 %, витамина С – на 231 % по сравнеЩербакова Елена Ивановна. Кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и организации питания, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, stekl_elena@mail.ru
Рущиц Анастасия Андреевна. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и организация питания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, asuta80@mail.ru
Поступила в редакцию 26 января 2014 г.
98
Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Щербакова Е.И., Рущиц А.А.
Использование растительной добавки с целью
повышения пищевой ценности мучных кулинарных изделий
Bulletin of the South Ural State University
Series “Food and Biotechnology”
2014, vol. 2, no. 1, pp. 94–99
USE OF PLANT ADDITIVES TO INCREASE NUTRITIONAL
VALUE OF CULINARY PRODUCTS
E.I. Shcherbakova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
A.A. Rushchits, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The problem of increasing nutritional value of culinary products, particularly
doughnuts from yeast dough, is under consideration. The authors have studied the reasons
that lead to production of goods from yeast dough with an increased nutritional value. The
chemical composition of apple powder, known as a source of dietary fibers, organic acids,
and vitamins, including vitamin C, is analyzed. Organoleptic, physical and chemical characteristics of doughnuts, baked with a partial replacement of wheat flour by apple powder, are analyzed. The effectiveness of such substitution is proved.
Keywords: culinary products, doughnuts, nutritional value, vitamin C, dietary fibers, porosity, chemical composition, physical and chemical characteristics
References
1. Tihomirova N.A. Tehnologija produktov funkcional'nogo pitanija [Functional Food Technology]. Moscow, Frantera Publ., 2002. 213 p.
2. Stolmakovoj A.I. (Ed.) Populjarno o pitanii [About Nutrition in Plain Language]. Kiev, Zdorov'e Publ.,
1990. 134 p.
3. Osnovy gosudarstvennoj politiki Rossijskoj Federacii v oblasti zdorovogo pitanija naselenija na period
do 2020 goda. Rasporjazhenie [Basic Principles for State Policy of the Russian Federation in the Field of National Healthy Eating to 2020, approved by the Order of the Government of the Russian Federation], 2010, October 25, no. 1873-p.
4. Edelev D.A. Mezhdunarodnyj opyt obespechenija bezopasnosti i kachestva produktov pitanija [International Practice on Safety and Quality Control of Food Products]. Pishhevaja promyshlennost' [Food Industry],
2010, no. 12, pp. 71.
5. GOST R 54380-2011. Dobavki pishhevye. Usiliteli vkusa i aromata pishhevyh produktov. Terminy i
opredelenija [State Standart R 54380-2011. Food Additives. Intensifiers of Flavour and Aroma of Food Products. Terms and Definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 2011. 6 p.
6. Nikiforova T.E. Bezopasnost' prodovol'stvennogo syr'ja i produktov pitanija [Safety of Food Raw Materials and Products]. Ivanovo, Ivanovo St. Univ. of Chem. and Techn. Publ., 2007. 32 p.
7. Boldyreva Ju.N. (Ed). Sbornik tehnologicheskih normativov. Sbornik receptur bljud i kulinarnyh izdelij
dlja predprijatij obshhestvennogo pitanija [Collection of Technological Standards. Collection of Dish and Culinary Products Formula for Public Catering Enterprises: in 5 parts]. Moscow, Khlebprodinform Publ., 1996, Part
1. 619 p.
8. Lur'e I.S. Tehnohimicheskij i mikrobiologicheskij kontrol' v konditerskom proizvodstve. directory [Technochemical and Microbiological Control in Candy Production]. Moscow, KolosS Publ., 2003. 414 p.
Shcherbakova Elena Ivanovna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department of
Catering Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, stekl_elena@mail.ru
Rushchits Anastasia Andreevna, Candidate of Science (Engineering), associate professor, Department of
Catering Technology and Organization, South Ural State University, Chelyabinsk, asuta80@mail.ru.
Received 26 January 2014
2014, том 2, № 1
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ИНФОРМАЦИЯ О ЖУРНАЛЕ
Серия основана в 2013 году.
Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале
ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory».
Подписной индекс 40558 в объединенном каталоге «Пресса России».
Периодичность выхода – 4 номера в год.
ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ
1. В редакцию предоставляются электронная и бумажная (документ MS Word) версии статьи, экспертное заключение о возможности опубликования работы в открытой печати, сведения об авторах
(Ф.И.О., место работы и должность для всех авторов работы), контактная информация ответственного за
подготовку рукописи (рабочий и мобильный телефон, адрес для рассылки авторских экземпляров).
2. Структура статьи: УДК, ББК, название (не более 12–15 слов), список авторов, аннотация (не более
300 знаков), список ключевых слов, текст работы, литература (в порядке цитирования, ГОСТ 7.1–2003).
3. После текста работы следует название, аннотация, список ключевых слов и сведения об авторах
на русском и английском языках.
4. Параметры набора. Размеры полей: левое – 2,5 см, правое – 2,5 см, верхнее и нижнее – по 2,3 см.
Текст статьи набирать в одну колонку шрифтом Times New Roman размером 14 пт. Выравнивание абзацев – по ширине. Отступ первой строки абзаца – 0,7 см. Междустрочный интервал – одинарный. Включить режим автоматического переноса слов. Все кавычки должны быть угловыми («»). Все символы «тире» должны быть среднего размера («–», а не «-»).
5. Формулы должны быть набраны в редакторе формул Microsoft Equation с отступом
0,7 см от левого края. Размер обычных символов – 14 пт, размер крупных индексов – 10 пт (71 %
от размера обычных символов), размер мелких индексов – 8 пт (58 % от размера обычных символов).
6. Рисунки все черно-белые. Если рисунок создан не средствами MS Office, то желательно предоставить рисунки и в виде отдельных файлов.
7. Адрес редакции научного журнала «Вестник ЮУрГУ». Серия «Пищевые и биотехнологии»:
Россия 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 85, Южно-Уральский государственный
университет, Институт экономики, торговли и технологий, ауд. 563/2, техническому секретарю Поповой Н.В.
8. Адрес электронной почты: tef_popova@mail.ru
9. Полную версию правил подготовки рукописей и пример оформления можно загрузить с сайта
ЮУрГУ (http://www.susu.ac.ru), следуя ссылкам: «Наука», «Вестник ЮУрГУ», «Серии».
10. Плата с аспирантов за публикацию рукописей не взимается.
Издательский центр Южно-Уральского государственного университета
Подписано в печать 24.02.2014. Формат 60×84 1/8. Печать трафаретная.
Усл. печ. л. 11,62. Тираж 500 экз. Заказ 45/137.
Отпечатано в типографии Издательского центра ЮУрГУ.
454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа