Биологически активные ингредиенты в разработке пищевых продуктов с адаптогенными свойствами

Пчелиное маточное молочко (ПММ) производится главным образом из гипофарингеальных и мандибулярных секреторных желез молодых рабочих пчел (Apis mellifera) и состоит из воды, углеводов, белков, свободных аминокислот, липидов, витаминов (главным образом тиамина, ниацина, рибофлавина), минеральных веществ (главным образом железа и кальция) и значительного количества биологически активных соединений [1, 7, 8, 9]. Сегодня ПММ широко используется во многих странах в качестве коммерчески успешных пищевых добавок.

Для ПММ установлено несколько фармакологических эффектов, включая иммуномодулирующие действие, противоопухолевое и антиоксидантное действие, а также адапто-генные свойства [10, 14, 16, 17].

Средний химический состав свежего ПММ включает воду (50–70 %), белки (9– 18 %), углеводы (7–18 %), жирные кислоты и липиды (3–8 %), минеральные соли (около 1,5 %) и небольшое количество полифенолов и витаминов. Лиофилизированный продукт содержит <5 % воды, 27–41 % белков, 22– 31 % углеводов и 15–30 % жиров [9, 14, 16].

Особый интерес ученых вызывает жирнокислотный состав ПММ, представляющий собой уникальную фракцию продукта. Около 80–90 % (по сухому весу) жировой фракции ПММ составляют свободные жирные кислоты с исключительно редкими и необычными структурами (рис. 1).

В жировой фракции ПММ преимущественно содержатся короткоцепочечные (от 8 до 12 атомов углерода) гидроксикислоты, дикарбоновые кислоты, моногидроксикислоты, производные и дигидроксикислоты. Основной жирной кислотой ПММ является транс-10-гидрокси-2-деценовая кислота (1), которая не была обнаружена ни в каком другом природном сырье или даже в других продуктах пчеловодства [10, 13, 14].

Рис. 1. Структурные формулы жирных кислот жировой фракции ПММ [13]

Широко известны биостимулирующие свойства ПММ, опубликованные в серии научных статей. В исследовании Y. Honda и его соавторов было показано, что вещества ПММ увеличивают продолжительность жизни у C. Elegans. Предполагается, что ПММ может содержать вещества, способствующие долголетию, что дает возможность применять их в нутрицевтической коррекции процесса старения [14].

Были проведены исследования антифа-тичного эффекта свежего ПММ у мышей in vivo. Мыши привыкли плавать в бассейне с регулируемым током; они были подвергнуты принудительному плаванию в течение 2 недель. Плавающая выносливость группы, употребляющей ПММ, значительно увеличилась по сравнению с другими группами. Эти данные показали, что ПММ обладает адапто-генными свойствами и может уменьшать физическую усталость после тренировки спортсменов или в целом улучшать физическую выносливость организма [14].

Защитный эффект ПММ на иммунную дисфункцию у старых мышей исследовали после перорального введения ПММ (1 г/кг) мышам ежедневно в течение 1 месяца [14].

Показано, что ПММ проявляет иммуномодулирующие свойства, стимулируя продуцирование антител и иммунокомпетентную пролиферацию клеток у мышей или подавляя гуморальные иммунные функции у крыс. Иммуномодулирующие эффекты in vivo

ПММ были дополнительно изучены, исследуя подавление аллергических реакций ПММ у иммунизированных мышей после перорального введения ПММ (1 г/кг). Результаты показали, что ПММ подавляет ан-тигенспецифическую продукцию IgE и высвобождение гистамина из тучных клеток в связи с восстановлением функции макрофага и улучшением ответов клеток Th1/Th2 у мышей [14]. Результаты исследования показали, что ПММ проявляет антиаллергические функции [14]. В некоторых недавних исследованиях было установлено влияние жирных кислот ПММ на иммунную систему, которые подтвердили иммуномодулирующую активность жирных кислот ПММ. Была также определена эффективность ПММ как мощного иммуномодулятора in vivo в восстановлении алкогольной травмы печени у мышей. Эти данные свидетельствуют о том, что ПММ может иметь способность восстанавливать функцию иммунной системы у людей с алкогольными заболеваниями печени [14].

Таким образом, на основании анализа доступной литературы можно предположить, что пчелиное маточное молочко является перспективным пищевым ингредиентом для разработки и создания продуктов, обладающих выраженными функциональными и адаптогенными свойствами. Вместе с тем, необходимо исследовать технологическую пригодность и адаптивность ПММ как пищевой добавки в рамках промышленного производства [1–4].

Для этих целей нами были проведены экспериментальные исследования, направленные на разработку и валидацию рецептуры готового пищевого продукта, обогащенного ПММ. В качестве пищевой системы, принятой для обогащения, были выбраны мучные кондитерские изделия, традиционно содержащие в своем составе продукты пчеловодства – сырцовые пряники. В рамках эксперимента нами была предложена рецептура сырцовых пряников с ПММ, произведена опытная партия этих продуктов, оценено влияние ПММ на основные группы показателей качества и безопасности пряничных изделий, их пищевую ценность [2, 5, 6].

Объекты и методы исследований

Сырьё для производства пряничных изделий: пшеничная мука 1 сорта, сахар-песок, патока, меланж, маргарин, сода питьевая, сухие духи и другое использовалось с требуемыми показателями качества.

Пчелиное маточно молочко было приобретено коммерчески доступное с соответствующей сопроводительной документацией.

За основу была выбрана рецептура сырцовых пряников из пшеничной муки первого сорта «Северные». Все исследуемые образцы готовились сырцовым способом. Готовые образцы пряников хранили при температуре (18 ± 3) °С в условиях лаборатории.

Количество вносимой добавки пчелиного маточного молочка было установлено на основании анализа доступной литературы и рекомендаций производителя (0,15–2,0 кг на 1 т готовой продукции).

Для исследуемых образцов были определены:

– органолептические показатели качества;

– физико-химические показатели качества;

– показатели безопасности;

– содержание основных макронутриентов (белков, жиров, углеводов) и произведен расчет теоретической энергетической ценности.

Результаты и их обсуждение

В литературных источниках встречаются данные об использовании пчелиного маточного молочка при производстве мучных кондитерских изделий. На основании проведенного анализа данных научной литературы установлено, что внесение пчелиного маточного молочка позволяет получить улучшение вкусовых характеристик готовых изделий, усилить их лечебно-профилактические свойства и увеличить срок хранения [7, 8, 10–13, 15].

Эти эффекты достигаются применением ПММ в кондитерских изделиях в качестве добавки в пределах от 0,15 до 2 кг на 1 т готовых изделий. При использовании добавки менее 0,15 кг на 1 т готовых изделий биологическая активность, проявляемая ПММ, резко снижается, тогда как внесение 2,0 кг и выше на 1 т изделия приводит к ухудшению их вкуса, которое выражается в появлении кислого привкуса и вяжущего ощущения.

В результате серии наших экспериментов по группе органолептических показателей была валидизирована следующая рецептура пряничных изделий, обогащенных ПММ (табл. 1).

Пряники «Северные» – сырцовые пряники из муки 1 сорта, имеют круглую форму, поверхность глазированная. В 1 кг содержится не менее 30 штук. Влажность 13 % (±1,5 %).

Пряники, обогащенные ПММ – сырцовые пряники из муки 1 сорта, имеют круглую

Таблица 1

Сводная рецептура пряничных изделий

Наименования сырья	Массовая доля сухих веществ, %	Расход сырья, кг
		по сумме полуфабрикатов для 1 т незавернутой продукции		по сумме полуфабрикатов для 1 т незавернутой продукции
		Пряники «Серверные»		Пряники, обогащенные ПММ
		в натуре	в сухих веществах	в натуре	в сухих веществах
Мука пшеничная 1 сорта	85,5	571,09	488,28	478,62	409,22
Сахар-песок	99,85	244,59	244,22	266,61	266,21
Патока	78,00	99,60	77,69	221,99	173,15
Меланж	27,00	17,48	4,72	13,33	3,60
Маргарин	84,00	91,64	76,98	53,27	44,75
Пчелиное маточное молочко	78,00	–	–	0,15–2,00*	0,12–1,56*
Сода питьевая	50,00	2,64	1,32	1,32	0,66
Дополнительные компоненты	–	4,48	–	29,11	9,47
Итого	–	1026,94	889,22	1037,71	895,44
Выход	87,00	1000,00	870,00	1000,00	870,00

* Допустимы отклонения согласно производственной рецептуре, точное количество внесенного ПММ не раскрывается в рамках соблюдения коммерческой тайны.

форму, поверхность глазированная. В 1 кг содержится не менее 35 штук. Влажность 13 % (±1,5 %).

Органолептические характеристики сырцовых пряников с ПММ, произведенных по представленной рецептуре, в целом не уступали, а по некоторым показателям несколько превосходили контрольный образец, что наглядно отражено на рис. 2.

На следующем этапе исследований была проведена оценка качества и безопасности образцов пряничных изделий, а также определено содержание основных макронутриентов в них и произведен расчет теоретической энергетической ценности (рис. 3). Результаты исследований представлены в сводной табл. 2.

Использование ПММ в качестве добавки в составе пряничных изделий позволило снизить

Результаты исследования качества и безопасности пряничных изделий

Рис. 2. Профиллограмма органолептических свойств исследуемых пряничных изделий, баллы

Таблица 2

Наименование показателя	Пряники сырцовые глазированные сахарной глазурью «Северные»	Пряники сырцовые глазированные сахарной глазурью «Медовые» с пчелиным маточным молочком
Органолептические показатели	Изделие правильной круглой формы, коричневого цвета, покрытое сахарной глазурью; с ярко выраженным сладким вкусом и ароматом, свойственными данному наименованию пряничного изделия, без посторонних привкуса и запаха; пропеченное с равномерной хорошо развитой пористостью, без пустот, закала и следов непромеса
Массовая доля влаги, %	14,2 ± 0,4	13,6 ± 0,4
Массовая доля сахара, %	21,9 ± 0,5	23,8 ± 0,5
Свинец, мг/кг	менее 0,01
Кадмий, мг/кг	менее 0,01
Ртуть, мг/кг	менее 0,0025
Афлатоксин В1, мг/кг	менее 0,003
Дезоксиниваленол, мг/кг	менее 0,2
Гексахлорциклогексан (альфа-, бета-, гамма- изомеры, мг/кг	менее 0,001
ДДТ и его метаболиты, мг/кг	менее 0,005
БГКП	не обнаружено
Дрожжи, КОЕ/г	менее 1,0 x 10 1
КМАФАнМ, КОЕ/г	менее 1,0 x 10 1
Патогенные м/о, в т. ч. сальмонеллы	не обнаружено
Плесени	менее 1,0 x 10 1
Белки, %	6,22	6,05
Жиры, %	8,23	6,87
Углеводы, %	69,84	72,14
Энергетическая ценность, ккал	378,31	374,59

Рис. 3. Содержание макронутриентов в исследуемых образцах пряничных изделий, %

рецептурное количество маргарина и в целом изменить соотношение макронутриентов пряников. Соотношение белки:жиры в контрольном образце пряничных изделий составило 1:1,33, тогда как в обогащенных изделиях 1:1,1. Вместе с тем снижение расчетного значения энергетической ценности в обогащенных пряничных изделиях составило 1 %.

Таким образом, наши исследования показали технологическую пригодность и адаптивность ПММ для использования в качестве обогатительной добавки в рецептуре пряничных изделий. Внесение ПММ в количестве, укладывающемся в диапазон 0,15–2,0 кг на 1 т готовой продукции, позволяет обеспечить должный уровень органолептических характеристик пряничных изделий, требуемое значение влажности, а также обеспечить соответствие этих изделий требованиям нормативной документации по показателям безопасности.

Кроме того, использование ПММ в рецептуре пряничных изделий дает возможность расширить ассортимент продуктов питания лечебно-профилактического назначения. Широко представленные в доступной литературе исследования биологической активности и различного рода биостимулирующих свойствах ПММ формируют планы наших дальнейших исследований, направление которых будет касаться:

• -    изучения вопроса сохранения биологической активности ПММ в процессе технологического цикла производства пищевых продуктов, в том числе мучных кондитерских изделий;

• -    определения влияния отдельных рецептурных компонентов на биологическую активность ПММ;

• -    установления оптимальной суточной дозы употребления изделий, обогащенных ПММ для проявления должного биологически активного эффекта.

Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011 и при финансовой поддержке госзадания № 40.8095.2017/БЧ (2017123-ГЗ).