Микроструктурированные продукты переработки зерна как гидроколлоиды в пищевых эмульсиях

В текущий момент пищевая индустрия претерпевает новый этап трансформации технологического уклада в силу имеющихся разрывов, обусловленных санкционными процессами. Привычные для производителей пищевые добавки в течение не одного десятка лет стали средством для минимизации проблем недостатков основного сырья, способным гарантировать заявленные показатели качества, приемлемого потребителем. Однако сегодня обеспечение экономической устойчивости пищевых предприятий возможно дос- тичь за счет использования новых средств, механизмов их встраивания в технологический поток производства [11, 13].

Таким образом, рациональнее всего искать решения, применимые для сокращения технологических проблем, в цепочке состав > процесс > свойство. В этом случае при последовательном рассмотрении системы производства следует определить наиболее значимые ее элементы, трансформируя которые возможно выстроить устойчивую систему производства. Безусловно, в этих случаях возникают риски, иногда критические, тре- бующие целостного пересмотра решения, в частности при получении многокомпонентных эмульсионных пищевых систем, так как в этом случае проявляется эффект многофакторности [5, 12, 16].

Для пищевых систем наиболее важными показателями являются стабильность реологических свойств (консистенции), которые в большей степени зависят от параметров качества исходного сырья, а также его соотношения в рецептуре продукта. Достичь желаемых результатов возможно при условии поиска и внедрения импортозамещающих альтернативных видов пищевых ингредиентов и технологий, способных обеспечить функционально-технологические свойства на соответствующем уровне [14, 15, 17]. Возможности получения бифункциональных эмульсий Пикеринга, стабилизированных частицами растительных комплексов, станут одним из решений обозначенных задач.

Известно, что весьма эффективными для решения обозначенных проблем являются гидроколлоиды, вещества гетерогенной природы, как правило, содержат полисахариды и некоторую долю белков. Эти вещества способны изменять физические свойства раствора за счет образования геля или загущения системы, эмульгирования, таким образом стабилизировать систему. В зависимости от количества доступной воды гидроколлоиды могут принимать различные формы – от суспензии до твердых образований, причем некоторые гидроколлоиды не усваиваются, обладают низкой энергетической ценностью. Высокомолекулярные гидроколлоиды за счет проявляющихся водоудерживающих свойств способны существенно влиять на реологические и текстурные свойства содержащих их систем даже при низких концентрациях, таким образом, повышают стабильность некоторых пищевых систем [5, 16].

В технологии разбавленных пищевых эмульсий особое место отводится гидрофильным полимерам, полученным из различных видов сырья. Наиболее выгодно рассматривать в этой части вторичные продукты переработки продовольственного сырья, которые несут в себе биологическую ценность и обладают водоудерживающими свойствами. В этих условиях наблюдается изменение концентрации системы, полимерные цепи начинают взаимодействовать, образуя гелеобразную сеть, устойчивость данного состояния зависит от множества факторов (изменения рН или ионной силы), их регулирование позволит сохранять устойчивость системы необходимое количество времени [6–10].

Цель этого исследования – установить применимость полисахаридного комплекса продуктов переработки пророщенного зерна пшеницы в качестве гидроколлоидов, стабилизирующих эмульсию Пикеринга.

Были получены модельные пищевые эмульсии Пикеринга, стабилизированные комплексом частиц пророщенного зерна пшеницы (ПЗП), предназначенные для использования в технологии мясных продуктов.

Решение поставленных задач (рис. 1) поможет сформировать оптимальные условия, при которых эмульсии Пикеринга и гидроколлоиды в их составе будут обеспечивать свойства мясных продуктов.

Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследования выступали модельные эмульсии Пикеринга, полученные при различных значениях рН (3, 4 и 5) и концентрациях стабилизирующего компонента (СК). В качестве стабилизирующего компонента использовалась цельносмолотая мука из пророщенного зерна пшеницы (ЦМПЗП). Эмульсии были подготовлены по технологии, описанной в публикации [5].

На первом этапе исследований оценивались реологические свойства и структура эмульсий Пикеринга на основе подсолнечного дезодорированного масла при вариации стабилизирующего компонента (при 1; 3; 5 %-ной дозировке).

В качестве модели мясной системы использовались мясные фарши для рубленных полуфабрикатов и колбасного производства, готовую ЭП вводили в количестве 5–15 % к массе фарша.

Для исследования получены следующие образцы:

Контроль а – фаршевая система для рубленных полуфабрикатов (ФСРП);

Контроль б – фаршевая система для колбасных изделий (ФСКИ);

Образец 1а – ФСРП на основе ЭП, стабилизированной ЦМПЗП при рН = 3;

Образец 2а – ФСРП на основе ЭП, стабилизированной ЦМПЗП при рН = 4;

Образец 3а – ФСРП на основе ЭП, стабилизированной ЦМПЗП при рН = 5;

Образец 1б – ФСКИ на основе ЭП, стабилизированной ЦМПЗП при рН = 3;

Рис. 1. Графическое отображение логистики экспериментальных исследований

Образец 2б – ФСКИ на основе ЭП, стабилизированной ЦМПЗП при рН = 4;

Образец 3б – ФСКИ на основе ЭП, стабилизированной ЦМПЗП при рН = 5.

Для достижения цели исследования и решения поставленных задач определена следующая номенклатура показателей оценки полученных образцов:

• –    органолептические показатели стабилизирующего компонента – цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы;

• –    дисперсный состав методом динамического рассеяния света на лазерном анализаторе размера частиц Microtrac S3500 согласно ААСС 55-40.01. С использованием изопропилового спирта (ЧДА) с добавлением тритона X-100;

• –    влажность стабилизирующего компонента согласно ГОСТ 9404-88;

• –    контроль рН полученных ЭП определяли потенциометрическим методом;

• –    вязкость, мПа·с; (на вискозиметре серии SV-10, A&D, Япония);

• –    реологические свойства мясной эмульсии (предельное напряжение сдвига) определяли с использованием структурометра СТ-2. Метод основан на определении усилия на-

• гружения конуса при его внедрении на определенную глубину в пищевую систему, установлении времени релаксации напряжений, возникших при его деформировании, и расче-
• те предельного напряжения сдвига с учетом угла при вершине конуса. После получения фарш помещается в бюксы и остается в покое на 60 с. Измерения проводились при заданных

параметрах:

• –    усилие касания F к – 5 г;

• –    скорость внедрения V в – 0,1 мм/с;

• –    глубина внедрения h – 7 мм.

Предельное напряжение сдвига находили по формуле:

° пр

К х F h 2    ,

где К – константа конуса (для угла 45° = = 0,416); F н – усилие нагружения после времени релаксации, г; h – глубина внедрения, м.

Результаты и их обсуждение

На первом этапе исследований в соответствии с целью были исследованы свойства и гранулометрический состав комплексного стабилизирующего компонента на основе ЦМПЗП (см. таблицу).

Полученные результаты свидетельствуют о достаточно выровненном гранулометриче- ском составе, удовлетворительных органолептических показателях и влажности ЦМПЗП, что свидетельствует о возможности его использования в качестве СК для эмульсий Пикеринга.

Результаты исследования стабилизированных ЭП (рис. 2) представлены ниже.

Для дальнейших исследований были использованы стабилизованные ЦМПЗП в количестве 1 % от массы ЭП (СЭП), которые вносились в систему мясных фаршей на этапе подготовки в количестве 5 % от массы при вариации рН среды: вымешивания для мясных полуфабрикатов и куттерования для колбасного фарша.

На втором этапе исследований были определены реологические свойства мясной системы для контрольных и опытных образцов. Характерный вид кривых распределения нагрузки от приложенной нагрузки представлен на рис. 3.

Результаты определения органолептических и физико-химических показателей стабилизирующего компонента

Физическое состояние	Сенсорное восприятие	Химические компоненты состава, %
	Частицы неоднородного кремового цвета, визуализируются темные плодовые и семенные оболочки	Белки - 11,9 ± 0,3 Жиры - 1,8 ± 0,4 Моно- и дисахариды - 3,6 ± 0,3 Крахмала - 42,9 ± 0,6 Массовая доля пищевых волокон -10,8 ± 0,4 [1, 4]
Гранулометрический состав, мкм 42 % - менее 100; 34 % от 100 до 200; 24 % 200 и более [2, 3]

ЦМПЗП – 1 %                ЦМПЗП – 3 %                ЦМПЗП – 5 %

Вязкость – 5,93 мПА·с             Вязкость – 7,52 мПА·с            Вязкость – 17,3 мПА·с

Рис. 2. Результаты экспериментальных исследований модельных образцов ЭП при разном соотношении стабилизирующего компонента

Контроль а

Образцы 1а–3а

Контроль б

Образцы 1б–3б

Рис. 3. Характерный вид кривых распределения нагрузки от приложенной нагрузки

Характер распределения кривых позволяет говорить о выраженном воздействии стабилизирующего компонента в составе СЭП, полученных при различных значениях рН на реологические свойства мясных фаршевых систем (рис. 4).

Из представленных на рисунке данных можно говорить, что наиболее приближены по характеру деформации образцы 1а и 1б (при использовании эмульсий Пикеринга рН = 3), тогда как образцы 3а и 3б (при использовании эмульсий Пикеринга рН = 5) имеют более плотную, упругую консистенцию, им соответствуют более высокие значения пика деформации.

Учитывая, что ЦМПЗП является комплексным пищевым ингредиентом, содержащим биологически активные вещества, сохраненные в его системе, в частности ГАМК (18,9 ± 0,3 мг/100 г) [1], доказанную АОА

(6,9 ± 0,3 мг TEAC/г) [3], можно говорить, что СЭП бифункциональны.

Таким образом, доказана применимость полисахаридного комплекса продуктов переработки пророщенного зерна пшеницы в качестве гидроколлоидов, стабилизирующих эмульсию Пикеринга.

Эмульсии Пикеринга могут стать эффективным инструментом в получении пищевых систем эмульсионного типа высокой степени устойчивости, обладающих биоактивным действием.

Последующие исследования будут направлены на исследование биобезопасности СЭП и полезности полученных пищевых систем, а также раскрытие механизмов эмульсий Пикеринга в зависимости от pH многокомпонентных пищевой системы при фиксированной доле липидной фракции.

Рис. 4. Результаты определения показателя «Предельное напряжение сдвига» контрольных и опытных образцов систем мясных фаршей, стабилизированных ЭП