Анализ биологической ценности и технологических свойств растительных компонентов рецептуры соусных продуктов

В продуктах со сложным компонентным составом сырье используется в различных сочетаниях, что позволяет придавать этим продуктам требуемые функциональные свойства, обогатить биологически активными компонентами, скорректировать органолептические свойства. Формирование иммуномоделирующих, адаптогенных свойств комбинированных продуктов заключаются в обоснованном каче ственном и количественном подборе компонентов сырья и добавок, обеспечивающих комплекс заданных функциональных характеристик с учетом химического состава, технологических свойств каждого компонента в отдельности.

Одним из значимых показателей качества соусов являются их реологические свойства. Для формирования определенной границы текучести и структурно-вязкостного поведения полидисперсных систем, к которым относят соусные продукты, используют различные стабилизационные системы. По своей природе эти вещества могут быть природными, синтетическими, микробными.

Функциональные возможности стабилизаторов зависят от условий, при которых они применяются, химического состава вырабатываемого продукта, режимов производства. Подбор композиций стабилизаторов, формирующих реологические и адаптогенные свойства продукта – актуальная технологическая задача при производстве соусов.

Для групп населения, проживающих в зонах риска загрязнения окружающей среды, значимой является проблема введения в рацион питания продуктов, способствующих выведению из организма тяжелых металлов и радионуклидов. Создание таких продуктов базируется на основе введения в рецептуру пищевых добавок, способных эффективно связывать в нерастворимые комплексы токсичные элементы, устойчивых к действию ферментов и уровню рН среды. В результате научных исследований установлено, что этим требованиям отвечают анионные полисахариды (альгинаты и пектины).

Пектины и альгинаты являются природными ионообменниками, способными замещать водороды карбоксильных групп на катионы поливалентных металлов. Механизм связывания катионов металлов у пектина и альгината включает не только кулоновское взаимодействие, но и хелатный захват катионов, что определяет прочность комплексов. Связывающую функцию пектинов характеризуют комплексообразующей способностью – количеством миллиграммов иона металла, связываемым одним граммом пектина, которая зависит от строения первичной структуры пектина, природы связываемых металлов и рН среды связывания. Диметиксилирование и деминерализация увеличивают комплексообразующую способность пектинов в 3,3–3,4 раза [8].

Пектины – группа высокомолекулярных гетерогликанов, входящих в состав клеточных стенок и межклеточных образований высших растений, являясь структурными полисахаридами, способствуют поддержанию в них тургора, повышают устойчивость овощей и фруктов при хранении.

Основной составной частью молекулы пектиновых веществ является D-галактуро- новая кислота, соединенная альфа-1-4-гликозидными связями в нитевидную молекулу пектиновой кислоты. В порошке пектина в малых количествах присутствуют остатки нейтральных моносахаридов: L-арабинозы и D-галактозы, реже L-рамнозы, D-ксилозы и фруктозы, которые присоединены к пектиновым молекулам в виде боковых цепей. В 100 г пектина содержится 30 г углеводов и 65 г пищевых волокон [8].

Пектины адсорбируют токсичные для человека элементы и их соединения, – обладают активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоактивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, итрию и другим металлам, образуя соли пективой и пектовой кислот; связывают пестициды и микроорганизмы. Образующиеся нерастворимые соли и гели не всасываются через слизистую пищеварительного тракта и выделяются из организма. Есть и другой механизм выведения из организма радиоактивных веществ, – он возможен благодаря способности низкомолекулярной фракции пектина проникать в кровь и образовывать связанные комплексы с токсичными элементами [2].

Пектин и его препараты находят многостороннее применение в фармакологической практике, проявляя онкопротекторные, гемо-фибринирующие, бактерицидные свойства. При чрезмерном употреблении пектин может снизить всасывание ценных минеральных веществ, подавлять активность пищеварительных ферментов, вызвать брожение в кишечнике. Пектины обладают функциями стабилизатора, в то же время являются ценными пищевыми волокнами, с разнообразным физиологическим воздействием на организм. Нецеллюлозные полисахариды наиболее эффективны для снижения уровня содержания плазменного холестерина, что связано с их способностью повышать экскрецию и обмен желчных кислот, задерживать поглощение липидов из тонкой кишки [9].

Физико-химические свойства, лечебнопрофилактическое действие зависят от качественного состава пектинов, который обусловлен составом и свойствами применяемого сырья, из которого его получают. Чувствительность пектинов и их активность в комплексообразовании регулируют удельная масса и степень этерификации – количество ме-токсилированных карбоксильных групп поли-галактуроновой кислоты по отношению к общей массе вещества. Промышленные пектины делят на высокометоксилированные и низко-метоксилированные, они образуют гель различными способами.

Пектины со степенью этерификации, превышающей 50 %, обладают способностью к желированию и студнеобразованию и имеют высокую молекулярную массу. К ним относят яблочный, цитрусовый пектины. Для образования из них стойкого желе необходимы низкий показатель рН (около 3,0) и присутствие сахара. Так, при изучении детоксикационных свойств цитрусового и яблочного пектина, применяемого в соусных композициях, было установлено, что наибольшей молекулярной массой, а следовательно лучшей вязкостью, обладает яблочный пектин (30325–31100 Да), у данного продукта была установлена наибольшая связывающая способность по отношению к ионам свинца Pb2+ (81,7–88,5 %). Экспериментально установлено, что 0,5–1 % концентрация пектина обеспечивает необходимую вязкость готовых продуктов, причем при пастеризации соусных продуктов при температуре (98 ± 2) °С в течение 15–20 мин вязкость уменьшается незначительно – на 2– 3 % [3].

Низкометоксилированные пектины образуют гель в присутствии ионов кальция или других поливалентных металлов, но в широких пределах рН. Именно низкометоксилиро-ванные пектины обладают способностью образовывать в организме нерастворимые комплексы за счет деметоксилирования пектина и превращения его в полигалактуроновую кислоту, которая соединяется с тяжелыми металлами и радионуклидами и способствует их ускоренному выведению из организма [2].

В некоторых случаях степень этерификации выделенных пектинов понижают специально, для чего концентрированный жидкий экстракт контролируемо деэтерифицируют кислотным, щелочным или ферментативным способом. Наиболее быстрый способ щелочной деэтерификации под действием гидроксида натрия или аммиака (процесс аммонолиза). Такие пектины – амиды пектиновых кислот – называют амидированнымии выделяют в CodexAlimentanus в отдельную подгруппу (Е440b). В соответствии с официальными требованиями ФАО-ВОЗ степень амидирования таких пектинов не должна превышать 25 %, и для них установлено максимальное суточное потребление [9].

В пищевой промышленности пектин ис пользуют в качестве стабилизатора, загусти- 2015, том 3, № 1

теля, влагоудерживающего агента, осветлителя в технологии фруктовых начинок, мармеладных и пастильных изделий, десертов, мороженого, майонеза, кетчупа, осветленных соков. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к широкому использованию пектина наряду с модифицированными крахмалами, его введение обусловлено лучшими технологическими свойствами и подчеркнуто функциональным воздействием. Результаты исследования сорбционной способности пектинов составили научную базу для практических разработок рецептур и технологии производства лечебно-профилактических продуктов, обладающих способностью выводить из организма тяжелые металлы и радионуклиды. Многие из этих продуктов являются эмульсиями, в частности – соусы и майонезы.

Ламинария – бурая водоросль, пригодная для употребления в пищу. Химический состав водорослей изменяется в широких пределах и зависит от биологических (вид водоросли, стадия произрастания) и экологических факторов (место произрастания, глубина, гидрохимический состав воды). Ламинария содержит комплекс полисахаридов: целлюлозу, соли альгиновой кислоты, маннит, гетероглика-ны. Гелеобразующие полисахариды водорослей являются широко применяемыми стабилизаторами водных суспензий и эмульсий. В сухом веществе разных видов ламинарий содержится 8,5–19,6 % высокоассоциированных полимеров ламинарина, 18,4–38,2 % солей альгиновой кислоты. Растения накапливают альгиновую кислоту в виде солей кальция, магния и железа. Гидрофильно-коллоидные свойства альгината натрия заключаются в способности образовывать растворы высокой вязкости, формировать комплексы с солями щелочноземельных металлов, проявлять высокую крио- и термостойкость [10]. Низкая питательная ценность и усвояемость белков и полисахаридов ламинарии позволяет заключить, что их физиологическая ценность заключается в биологическом действии специфических компонентов морских водорослей: витаминов, макро- и микроэлементов, йодаминокислот, студнеобразующих полисахаридов.

В составе морских водорослей обнаружен разнообразный комплекс биологически активных микронутриентов. Содержание их чрезвычайно непостоянно и зависит от многих факторов, среди которых важнейшими являются вид и стадия развития растения. Значительную перегруженность солевым со- ставом, а также существенный дисбаланс элементного состава минеральных веществ следует учитывать при использования водорослей в составе пищевых продуктов (табл. 1 и 2) [10].

Таким образом, анализируя содержание эссенциальных компонентов в морских водорослях, следует заключить, что они способны удовлетворить суточную потребность человека в ряде витаминов, макро- и микроэлементов. Морское растительное сырье имеет специфическую промышленную ценность, высокую биодоступность и усвояемость, что позволяет применять его в качестве функциональных добавок в продукты питания.

Содержание йода в ламинарии в естественной форме является наиболее высоким по сравнению с другими пищевыми продуктами. В водорослях йод присутствует как в форме йодидов, так и йодорганических соединений, имеющих лучшую физиологическую усвояемость. Из общего содержания йода на долю органически связанного в составе ламинарии приходится 20–25 %, употребление которого наиболее оптимально для восполнения дефицита микроэлемента в организме. Согласно результатам исследований, йод из морской капусты усваивается организмом человека лишь на 5–7 %, по причине блокирования клеточными стенками растения, не гидроли-

Таблица 1

Содержание витаминов в морских водорослях (мг%, в сухом веществе)

Наименование витаминов	Бурые водоросли	Красные водоросли	Суточный оптимум, мг
Аскорбиновая кислота (С)	3,0–380,0	4,0–830,0	70,0–100,0
Каротин	7,0–20,0	90,0–210,0	2,0–6,0
Тиамин (В 1 )	0,03–0,11	0,05–0,46	1,1–2,1
Рибофлавин (В 2 )	0,2–0,6	0,1–2,3	1,3–2,4
Пиридоксин (B 6 )	0,027	1,0	1,8–2,0
Никотиновая кислота (РР)	0,3–3,0	0,8–6,8	10–20
Пантотеновая кислота (Вз)	0,02–0,87	0,1–1,2	10,0–15,0
Холин (В 4 )	2,4–61,8	24,0–488,0	150–800
Фолиевая кислота (В 9 ), мкг%	4,6–85,7	5,9–78,2	200
Биотин (Н), мкг%	12,6–28,2	3,7–29,4	150–300
Кобаламин (В 12 ), мкг%	0,3–7,6	2,5–29,1	3,0

Таблица 2

Содержание макро- и микроэлементов в сухом веществе водорослей, мг %

Элемент Бурые водоросли Красные водоросли Суточный оптимум, мг Натрий 1800–5100 3200–6600 4000–6000 Калий 6400–17000 2300–6900 2500–5000 Магний 300–2100 160–1270 400 Кальций 200–3900 460–790 800 Фосфор 100–600 60–800 1200 Сера 700–1000 1070–3350 1000 Железо 56–144 9,0–130 10,0–18,0 Алюминий 490–2200 2,0–4300 – Марганец 0,6–1,5 0,7–6,8 5,0–10,0 Цинк 8,0 3,0 5,0–10,0 Медь 0,9–28,0 0,6–8,9 2,0–2,5 Мышьяк 0,01–9,1 0,02–1,2 – Йод 6,0–1230 6,2–400 0,1–0,2 Бром 2,0–7,0 2,2–12,0 0,5–2,0 Селен 4,5–7,6 – 0,14 Фтор 0,34 0,26 1,5 зуемыми пищеварительными ферментами. С этой целью порошок ламинарии, добавляемый для обогащения пищевых продуктов, подвергают кратковременному гидролизу ферментом мацерирующего действия Пектаваморин П10Х [1, 2].

Ламинарию применяют в качестве профилактического средства для предупреждения онкологических заболеваний, интоксикации, нарушений работы ЖКТ, атеросклероза, восполнения недостатка йода, для выведения из организма радионуклидов. Разработаны рецептуры и технологии продуктов функционального назначения: кондитерских, хлебобулочных изделий, соусов, пюре, йогурта и творога, с применением биодобавок на основе морских водорослей ламинарии [4, 11].

Одним из наиболее известных продуктов, выделяемых из бурых водорослей, являются альгиновая килота и ее соли (альгинаты), обладающие свойствами загустителя и эмульгатора. Водорастворимый альгинат натрия обладает высокой растворимостью и студнеобразующей способностью, эффективно снижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз, что предполагает возможность его использования в качестве эмульгатора. Альгинат натрия активно набухает в воде до полного растворения, его применение в производстве многофазных дисперсных пищевых продуктов освоено широко. Альгинат кальция в воде нерастворим, но способен к набуханию, связывая воду 200-кратно собственной массе, его ограниченно используют в производстве мучных кулинарных и хлебобулочных изделий.

Лиофильно-коллоидные свойства альгинатных растворов позволяют применять их в незначительных количествах (0,08-0,2 %) в качестве загустителей, студнеобразователей, эмульгаторов и стабилизаторов в технологии масложировых продуктов, а также сухих супов, соусов, майонезов и пастообразных продуктов с пониженным содержанием жира. Они широко используются как добавки, повышающие водоудерживающую способность, эластичность и стабильность при хранении и тепловой обработке полидисперсных пищевых систем. При изготовлении обезжиренных продуктов, альгинаты активно связывают воду, что препятствует синерезису белковых соединений и способствует получению эмульсии с определенными реологическими свойствами [6].

В составе диетических соусов альгинат натрия проявляет свойства стабилизирующего компонента, повышает биологическую ценность продукта, способствует выведению из организма токсических веществ, повышает иммунитет, нормализует углеводно-липидный обмен.

Эссенциальные компоненты пищи имеют химические структуры, которые не синтезируются ферментными системами организма, и поэтому не могут быть заменены другими пищевыми веществами. Ряд биологически активных соединений растительного сырья обладают уникальными лечебно-профилактическими свойствами и обуславливают функциональные свойства комбинированных продуктов.

Женьшень представляет собой травянистый многолетник семейства аралиевых с зеленым или зелено-бурым стеблем высотой до 80 см. Экстракты женьшеня применяются в качестве тонизирующих, адаптогенных и общеукрепляющих средств, для профилактики заболеваний центральной нервной системы, повышения уровня работоспособности, сопротивляемости организма к стрессу, неблагоприятным воздействиям внешней среды. Женьшень рекомендован в период реконва-лесценции после тяжелых заболеваний, затяжных осложнений различного происхождения, при хроническом физическом и психическом переутомлении [12].

Широкий спектр лекарственных свойств женьшеня обусловлен разнообразием и сложностью химического состава. В корнях содержатся тритерпеновые гликозиды даммара-нового ряда - гинзенозиды, которые являются физиологически активным компонентом растения, пектиновые вещества (до 23 %), крахмал, даукостерин, слизи, смолы, алкалоиды, витамины С, Вь В2, эфирное масло (до 0,5 %). В значительном количестве в корнях женьшеня обнаружены минеральные компоненты, биологически активные полиацетилены -фалькаринол, фалькаринтриол, панаксидол, панакситриол, гептадека-1-ен-4,6-дин-3,9-диол (табл. 3) [7].

Лимонник китайский - лиана семейства лимонниковые с мощным корневищем и темно-зелеными листьями. Ягоды и листья лимонника содержат комплекс макро- и микроэлементов; яблочную, винную, лимонную кислоты, а также сахара, красящие вещества, схизандрол, танниды, эфирное масло, витамины С, Е, жирные масла.

Таблица 3

Химический состав корня женьшеня ( высушенный продукт)

Наименование компонента	Содержание в вес. %
Гинзенозиды	1-6
Углеводы (полисахариды, моносахариды, клетчатка, пектины)	60-70
Азотсодержащие соединения	12-16
Жирорастворимые соединения	2
Витамины группы В	0,05
Минеральные вещества, в т.ч.	4-5
Калий, мг/г	21,40
Кальций, мг/г	7,06
Марганец, мг/г	1,74,
Железо, мг/г	0,25
Магний, мкг/г	14,30
Медь, мкг/г	6,30
Цинк, мкг/г	23,40
Молибден, мкг/г	0,32
Хром, мкг/г	2,87
Селен, мкг/г	0,05
Йод, мкг/г	0,09

Лимонник является эффективным стимулятором центральной нервной системы, улучшает рефлекторную возбудимость, учащает ритм и увеличивает интенсивность дыхательных движений, улучшает нервномышечную проводимость, снижает уровень сахара при диабете, повышает умственную и физическую работоспособность организма, улучшает пищеварение, тонизирует деятельность скелетной мускулатуры, улучшает обмен веществ. Экстракты лимонника широко применяются в производстве безалкогольных тонизирующих напитков.

Лимонник обладает своеобразным, ярко выраженным вкусом, благодаря высокому содержанию органических кислот (до 12,5 %) и сахаров (до 9 % в высушенных плодах). Перспективно использование плодов лимонника в соусных продуктах с целью повышения биологической ценности и формирования вкусовых свойств. В плодах лимонника обнаружено большинство макро- и микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Так, один грамм высушенных плодов содержит суточную потребность взрослого человека в селене и половину суточной потребности - в йоде. Наличие Р-активных веществ в сочетании с аскорбиновой кислотой обуславливает капилляроукрепляющую способность плодов лимонника китайского. С наличием витаминов группы А связывают способность лимонника воздействовать на зрительную функцию глаз: повышать остроту зрения, улучшать трофику тканей глазного яблока. Токоферол, присутствующий в плодах растения, обеспечивает функционирование нервной и эндокринной систем, нормализует процессы обмена веществ в скелетных и сердечной мышцах, печени, способствует укреплению иммунной системы.

Эфирное масло, содержание которого в высушенных плодах достигает 1,6 %, отличается характерным ароматом, жгучим, горьковатым вкусом. Биологическая ценность эфирного масла лимонника обусловлена наличием терпенов алифатического и бициклического ряда. Физиологическое воздействие на организм человека лимонника китайского обусловлено наличием в жирном масле схизанд-рина, который, метаболизируясь в тканях, ускоряет обмен веществ, стимулирует деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем (табл. 4) [5, 12].

Перспективы использования описанных компонентов растительного сырья подтверждены практикой создания пластичных, эмульсионных и жидких продуктов на их основе. Эффективность сырья в формировании структурно-реологических свойств полидис-персных систем, высокое содержание биологически ценных компонентов представляют практический интерес для введения его в состав соусных продуктов с функциональными свойствами.

Таблица 4

Химический состав свежих плодов лимонника китайского

Наименование компонента	Содержание в вес. %
Жирное масло	25,9–40,3
Эфирное масло	0,3–1,6
Схизандрин	0,12–24,2
Яблочная кислота	10
Лимонная кислота	11
Янтарная кислота	3,5
Винная кислота	0,3
Витамин C	0,38–0,58
Р-активные вещества (сумма катехинов и флаваноидов)	0,46
Витамин А	0,2
Витамин Е	0,03
Минеральные вещества	0,4
Клетчатка	2,7
Крахмал	1,0
Сахара	1,2

Разработка рецептур и внедрение технологий производства многокомпонентных продуктов, обогащенных эссенциальными нутриентами и биологически активными комплексами, содержащимися в растительном сырье, является перспективным направлением развития пищевкусовой отрасли промышленности.

При моделировании рецептур комбинированных соусных продуктов следует учитывать химический полиморфизм применяемых биодобавок, внесение которых позволяет сформировать необходимые реологические, вкусо-ароматические характеристики соусов, обогатить их минеральными веществами и витаминами, а также биологически активными веществами, обладающими иммуномодулирующим, адаптогенным действием.