Технология продуктов
Использование пищевых волокон для обогащения пищевых продуктов
жүктеу/скачать 4,25 Mb.
|
Использование пищевых волокон для обогащения пищевых продуктовС целью создания продуктов функционального назначения в пищевую продукцию очень часто включают пищевые волокна. С одной стороны, их используют как технологическую добавку, с другой – они являются функциональными ингредиентами, способными оказывать положительное воздействие на отдельные системы (например, желудочно-кишечный тракт) и в целом на организм. Источниками пищевых волокон могут являться как растительные объекты, содержащие их в большом количестве, так и специально созданные препараты на основе натурального сырья. Способы обогащения продуктов питания пищевыми волокнами представлены на рисунке 3.20 [29]. Рисунок 3.20 – Способы обогащения продуктов питания пищевыми волокнами Начиная с 90-х годов на Российском рынке появились полисахариды природного происхождения нового поколения – каррагинаны и гуммиарабик. К а р р а г и н а н – полисахарид, получаемый из морских водорослей. Важнейшим сырьем для его получения является водоросль Chodruscrispus и близкий по родству вид Gigartina Stellata, которые растут вдоль побережья Северной Атлантики (рис. 3.21). Рисунок 3.21 – Бурые водоросли, из которых получают каррагинаны Каррагинаны представляют собой очищенные экстракты, получаемые из красных морских и бурых водорослей. Существует несколько типов каррагинанов, однако только три из них (лямбда, йота и каппа) имеют промышленное применение. Количество сульфатных групп определяет свойства каррагинанов: чем их меньше, тем меньше вязкость образуемого геля [27]. Каппа – образует плотное, термически обратимое желе. Йота – образует эластичное желе, термически обратимое, устойчивое к замораживанию и оттаиванию. Лямбда – является загустителем, желе не образует. Процесс производства состоит из следующих технологических операций: мойка водорослей, экстракция, фильтрация, очистка, концентрация, осаждение, сушка, измельчение, приготовление смесей. Каррагинаны растворяются в воде с образованием вязких растворов. Скорость растворения и структурообразования зависит от состава каррагинана. Механизм структурообразования выглядит так: при охлаждении растворов каррагинана, вследствие межмолекулярных взаимодействий, образуются упорядоченные конформации в виде двойных спиралей, которые при дальнейшем охлаждении связывают молекулы в трехмерную ячеистую структуру геля [30]. В мясной, молочной, кондитерской, пищеконцентратной промышленности каррагинаны применяют в качестве геле-, водо-, и жиросвязывающего компонента при производстве широкого спектра продуктов: колбас, сосисок, ветчины, рубленых полуфабрикатов (котлет, пельменей, фаршей), сметаны, молочных десертов, йогуртов, напитков, шоколадного молока, желе, мармеладов, кексов, начинок и др. Специалисты-технологи, имеющие опыт использования каррагинанов при производстве мясных продуктов на предприятиях различных регионов России утверждают, что их использование позволяет: увеличить выход мясных продуктов (за счет введения дополнительного количества, до 30 %, воды); улучшить консистенцию и стабилизировать процесс цветообразования; понизить жирность выпускаемой продукции; практически снизить до нуля процент технологического брака (бульонные и жировые отеки); снизить себестоимость выпускаемой продукции [31]. Каррагинаны зарубежного производства применяются также в молочной промышленности при производстве термизированных и нетермизированных йогуртов, шоколадного молока, сметаны низкой жирности, молочных напитках, плавленых сырах, молочных десертов. Каррагинан имеет природное происхождение, поэтому вещество обладает рядом весьма полезных качеств: проявляет антиоксидантные свойства; снижает уровень холестерина в крови; снижает риск развития тромбов; выводит токсины и радионуклиды; проявляет антимикробное действие; способствует нормализация уровня глюкозы; способствует укреплению стенок сосудов и капилляров; способствует восстановлению тканей после изъязвления. Однако подобные положительные качества добавки могут проявляться только при умеренном употреблении этого вещества. Бесконтрольное применение каррагинана в больших количествах приводит к необратимым последствиям в организме [31]. Последние исследования специалистов показали, что в составе красных водорослей есть этилен, который концентрируясь в организме в больших дозах, может являться причиной злокачественных образований. Кроме этого, каррагинан может спровоцировать развитие некоторых патологий желудочно-кишечного тракта гастрита, язвы желудка. И хотя он разрешен к применению во многих странах, Всемирная организация здравоохранения не рекомендует использовать вещество в изделиях для детского питания [25]. Наибольший интерес для создания функциональных продуктов питания представляет смола акации – г у м м и а р а б и к , так как она является диетическим волокном (рис. 3.22). По определению, диетическое волокно – это остатки растительных клеток, способные противостоять гидролизу, осуществляемому пищеварительными энзимами человека. Рисунок 3.22 – Смола акации – гуммиарабик В США смоле акации присвоена классификация GRAS – полное признание безопасности продукта. В Европе смолы акации также признаны в качестве пищевых добавок с неограниченной дозой ежедневного употребления (DJA). В некоторых производствах, например, в кондитерском, они даже являются доминирующим ингредиентом [13]. Общее количество диетического волокна (суммарное содержание всего диетического волокна в конечном продукте), дающего право маркировки конечного продукта как содержащего диетические волокна, очень различается в разных странах. За последнее десятилетие использование д и е т и ч е с к о г о в о л о к н а получило широкое распространение при создании функциональных продуктов. В зависимости от химической структуры все диетические волокна играют различную физиологическую роль. Одним из ключевых параметров, контролирующим питательные свойства данного волокна, является его растворимость. Нерастворимые диетические волокна ведут себя главным образом как наполнители относительно их способности удерживать воду (СУВ), тогда как для растворимых диетических волокон вязкость является определяющей [51]. Ферментируемость диетического волокна – другой параметр, значимость которого возрастает, т.к. он отвечает за дальнейшие и более важные физиологические эффекты. Растворимые ПВ могут разлагаться микрофлорой толстого кишечника, которой необходимы энзимы для разрыва их полимерной структуры. Бактерии, живущие в анаэробных условиях в кишечника, затем могут ассимилироваться и ферментировать продукты, полученные вследствие разложения волокон. Результатом ферментации диетических волокон флорой толстой кишки является увеличение биомассы бактерий и образование различных продуктов метаболизма, таких как короткие цепи жирных кислот. Этот последний феномен лежит в основе главных физиологических свойств диетического волокна [55]. Растворимое и вязкое диетическое волокно замедляет скорость освобождения желудка и увеличивает время прохода по тонкому кишечнику. Как следствие, переваривание и абсорбция макрочастиц питательных веществ, таких как глюкоза и жирные вещества, замедляется. Этот феномен может способствовать регулированию энергетического метаболизма снижением гликемического отклика [53]. Таким образом, роль диетического волокна широко признана. Его внедрение в рацион питания соответствует рекомендациям нутрициологов. Клинические исследования на людях показали, хорошую толерантность к волокну акации в дозировке до 50 г в день. Смолы акации традиционно используются в пищевой промышленности благодаря их уникальным технологическим свойствам: жировые эмульсии и эфирные масла; коллоидная стабилизация эмульсий типа «масло – вода»; загущение не содержащих сахара напитков; придание текстуры кондитерским изделиям на основе гумми твердой консистенции; формирование съедобных оболочек; замещение сахарозы (наполнитель); инкапсулирование чувствительных питательных веществ (витамины, красители, дрожжи.) [56]. Существуют следующие виды коллоидов наземного происхождения из смолы акации: экссудаты деревьев, камедь, смола карайя; растительная слизь, смола из гуара; смола из плода цератонии. Они производятся методом сушки при распылении растворов растительных смол из акации, после предварительной очистки этих растворов в очистителях центрифужного типа, фильтрации, микрофильтрации и стерилизации. Смола акации и коллоидные желирующие добавки, применяемые в пищевой (особенно в кондитерской) промышленности подразделяются на следующие группы: растительные смолы и желирующие добавки применяются для производства жевательных и желейных конфет в кондитерской промышленности (Spraygum, Fructogel GF); растительные смолы, образующие пленку, для окрашивания, защиты поверхности и нанесения глазури на продукцию (Coatingum); добавки для защиты (капсуляции) ароматизаторов (Emulgum); добавки для уменьшения объема таблеток (Spraygum C); добавки, применяемые для медицинской промышленности (Fibregum ). Разработан целый ряд добавок различных марок, которые отличаются по своей функциональной направленности, характеристика некоторых из них приведена ниже [57]. Spraygum – это общее название для нескольких видов растительных смол из акации, специально разработанных для кондитерской промышленности. Они хорошо растворяются в горячей и холодной воде или спиртах, предотвращая появление комков. Готовые растворы ничем не загрязнены и удовлетворяют всем бактериологическим требованиям, предъявляемым к продуктам питания. Spraygum в виде порошка, вместе с другими ингредиентами легко растворяется в небольшом количестве воды в мягких массах с очень высоким содержанием сухих веществ (больше 80 %). Может применяться на всех типах оборудования, которые обычно встречаются в кондитерской промышленности (различные печи, сушильные шкафы, экструзионные машины). Coatingum – добавка, разработанная для защиты внутреннего ядра различных продуктов с оболочкой, предотвращающая окисление продукта и испарение влаги (в сушеных фруктах, ягодах, жевательной резинки, эфирных масел, ликерных спиртов, шоколада, злаков) [47]. По данным различных клинических наблюдений считается эффективным потребление от 30 до 60 г пищевых волокон в день, но так как введение в рацион таких больших доз ПВ может вызывать ряд неблагоприятных эффектов, считается, что употребление их в количестве, превышающем 25–30 г\сут., нецелесообразно. В лечебных целях их количество повышается в диете до 40 г, и не должно превышать 60 г в день. В связи с этим во многих странах ведутся глубокие исследования строения, состава, свойств, так называемых пищевых волокон, технологии их выделения из растительного сырья, использования в качестве одного из компонентов при создании композиционных продуктов питания [2]. Таким образом, при выборе растворимых пищевых волокон для обогащения ими продуктов питания необходимо учитывать ряд факторов: способ изготовления продукта, т.е. технология производства, параметры термической обработки сырья, так как в процессе значительного повышения температуры происходит значительное изменение структуры и свойств пищевых волокон; полисахарид должен содержать от 6 % до 8 % влаги, если вводится в продукт с фиксированной влажностью; при нанесении поверхностного слоя полисахарид должен хорошо растворяться (без комкования) в небольшом количестве воды; при внесении в продукт полисахарид должен хорошо растворяться, создавая однородную структуру и сочетаться с другими видами вводимых добавок; волокно не должно расщепляться пищеварительными ферментами человека; применение полисахарида должно оказывать благоприятное влияние на здоровье человека (регулирование работы желудка, уменьшение процента глюкозы и холестерина в крови) [1]. В настоящее время в пищевой промышленности активно используется пектин (рис. 3.23). Он применяется как технологическая добавка и как биологически активное вещество, придающее продукту функциональные свойства. Огромное разнообразие кондитерских изделий предоставляет неограниченные возможности для применения пектина. Высокоэтерифицированный пектин успешно применяют для производства мармелада, желейных начинок, сбивных кондитерских изделий, таких как зефир, пастила, сбивные конфетные массы, кроме того пектиновые вещества добавляют в плодово-овощные, плодово-ягодные, кисломолочные продукты питания [3]. Рекомендуемая дозировка пектина в сбивные и желейные кондитерские изделия находятся в пределах от 1,0 % до 1,8 %. Это количество позволяет не только добиться необходимых потребительских характеристик, но и придать продукту функциональную направленность. Рисунок 3.23 – Яблочный пектин При выборе пектина следует учитывать множество параметров: реологические свойства готового продукта, значения рН, содержание собственного пектина в используемом плодово-ягодном сырье, существующее оборудование и технологические условия производства – все эти факторы в значительной степени и определяют выбор пектина. Однако, самым существенным является содержание сухих веществ в продукте [9]. Так для джемов с высоким содержанием сухих веществ (более 55 %) можно использовать высокоэтерифицированные яблочные пектины или яблочно- цитрусовые в дозировке от 0,1 % до 0,5 %. Традиционная область использования низкоэтерифицированного пектина — это джемы с содержанием сухих веществ ниже 55 %, которые ограничивают применение высокоэтерифицированного пектина. Природное содержание кальция во фруктовой массе, как правило, достаточно для садки амидированного низкоэтерифицированного пектина. Рекомендуемая дозировка пектина в джемы и конфитюры от 0,4 % до 0,9 % в зависимости от желаемых вкусовых характеристик. Для производства напитков применяют различное фруктовое сырье и соковые концентраты. Природный пектин и сахар обеспечивают вкусовое восприятие сока. Недостаточное их содержание сразу сказывается на вкусовых качествах фруктового сока и напитков. Пектин придает напиткам полноту вкуса и насыщенность. Желирующие свойства пектина позволяют получить однородный продукт без оседания мякоти. Пектины нейтральны во вкусовом отношении, они поддерживают в напитке натуральный аромат используемого фруктового сырья. Для производства фруктовых соков и напитков можно применять высокоэтерифицированный яблочный пектин или яблочно-цитрусовый. Низкие дозировки дополнительно вводимого пектина идеальным образом компенсируют потерю полноты вкуса. Рекомендуемая дозировка пектина в напитки от 0,02 % до 0,25 % в зависимости от желаемых вкусовых характеристик [10]. Важным источником пищевых волокон являются фруктово-ягодные и овощные добавки, зерновые отруби, производимые из натуральных продуктов. Большой интерес представляют сухие фруктовые, ягодные и овощные порошки, использование которых значительно упрощает технологию их применения в пищевой промышленности. На российский рынок поставляется около 100 видов различных фруктово-ягодных и овощных порошков, которые представляют собой сухие пищевые продукты, полученные из растительного сырья, и содержащие ПВ, витамины, минеральные вещества и белковый компонент. Отечественными учеными разработана БАД "Литовит", в состав которой входят пшеничные, овсяные или ржаные отруби, содержащие значительные количества гемицеллюлозы, целлюлозы, пектина, лигнина. Показано, что разработанная авторами рецептура БАД создает идеальную среду для роста и размножения представителей нормальной микрофлоры кишечника, оказывает нормализующее действие на перистальтику кишечника, способствует появлению чувства насыщения [14]. Для регуляции работы пищеварительного тракта детей первого года жизни разработаны продукты прикорма на злаковой основе, содержащие в своем составе пищевые волокна. Их количество зависит от вида вносимой измельченной крупы или муки. Так, в образцах серии «Малыш» содержание пищевых волокон составляет 0,6 %, 1,4 % и 2,5 % при одинаковом проценте закладки соответственно рисовой, гречневой или овсяной муки [15]. В настоящее время разработаны технологии получения водорастворимых пищевых волокон из оболочки различных растений и плодов (например, сои) и на их основе созданы продукты и напитки функционального питания, предназначенные для сохранения здоровья потребителей. Добавление водорастворимых пищевых волокон не изменяет органолептические свойства продуктов и напитков, но придает им свойственные пищевым волокнам позитивные эффекты. Для восполнения дефицита в этих функциональных ингредиентах в России разработаны и применяются разнообразные пищевые биологически активные добавки и продукты функционального питания на основе пектинов, бета-глюканов (яблочный и свекловичный пектин, адаптохит, литовит, сенсенол, для детей 1 -го года продукты прикорма серии «Малыш»), лактулозы («Бимол-А», «Ессентукский», «Примула», «Лактусан»), инулина (безалкогольные напитки, батон «Солнышко») и других пищевых волокон [21]. жүктеу/скачать 4,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|