Разработка технологии кулинарного рыбного полуфабриката с высоким содержанием белка
Автор: Забегалова Г.Н., Новокшанова А.Л., Бурмагина Т.Ю.
Журнал: Молочнохозяйственный вестник @vestnik-molochnoe
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 4 (52), 2023 года.
Бесплатный доступ
В данной статье рассмотрен вопрос разработки технологии продукта с высоким содержанием белка, улучшенными реологическими и органолептическими показателями. В качестве основного сырья для нового рыбного полуфабриката выбраны филе минтая и концентрат сывороточных белков, полученных методом ультрафильтрации. Проведены исследования органолептических и реологических характеристик модельных рыбных фаршей с добавлением концентрата сывороточных белков (КСБ-УФ-80), кукурузной муки и СО2 - экстракта розмарина. Установлено, что КСБ-УФ-80 приводит к росту влагосвязывающей способности модельных образцов фаршевых систем, улучшению органолептических показателей, повышению пищевой, биологической и энергетической ценности кулинарного рыбного полуфабриката.
Концентрат сывороточных белков (ксб-уф-80), минтай, кукурузная мука, рыбный фарш, эффективная вязкость, прочность фаршей, влагосвязывающая способность, пищевая ценность, продукт с высоким содержанием белка
Короткий адрес: https://sciup.org/149144590
IDR: 149144590 | DOI: 10.52231/2225-4269_2023_4_166
Текст научной статьи Разработка технологии кулинарного рыбного полуфабриката с высоким содержанием белка
Структура питания основной массы населения России характеризуется продолжающимся снижением потребления наиболее ценных в биологическом отношении пищевых продуктов, таких как мясные и молочные продукты, яйца, рыбопродукты, что приводит к дефициту животных белков, который достигает 15–20% от рекомендуемых величин [1].
Белки рыбы усваиваются легче и полнее, а по содержанию незаменимых аминокислот превосходят белки яйца и мяса животных.
Отличительной особенностью белков рыбы является присутствие в них аминосульфоновой кислоты (таурина), которая участвует в метаболизме холестерина, регулирует кровяное давление, снижает уровень сахара в крови и стимулирует выделение инсулина, является тонизирующим средством [2].
Для стабилизации структурно-механических характеристик, повышения сохраняемости и улучшения органолептических показателей продукции применяют пищевые добавки [3].
В рыбные изделия добавляют различные крупы (овсяную, рисовую, ячневую), хлеб пшеничный заменяют отварной цветной капустой, а пшеничную муку – льняной. Есть данные по применению в составе рецептуры рыбных полуфабрикатов сушеных грибов шиитаке, ламинарии сушеной, топинамбура сушеного, тонкоизмельченного порошка из сныти, папоротника, крапивы. Добавление разваренной фасоли, муки из гороха или изолированного белка гороха и муки чечевицы позволяет получить новый рыбный полуфабрикат с высокой пищевой и биологической ценностью, улучшенными реологическими и органолептическими показателями [4, 5].
Производство продуктов из рыбного фарша имеет ряд существенных особенностей применения пищевых добавок. Это связано в том числе с технологической спецификой переработки рыбы и сформировавшимися у потребителя предпочтениями и стереотипами в отношении рыбных продуктов. В качестве добавок недостаточно используются белки животного происхождения. Так, имеются данные по использованию в составе рецептуры рыбных полуфабрикатов белковых добавок на основе свиной соединительной ткани Scanpro 1015/SF [6].
Между тем, развитие мембранных технологий позволяет обогащать пищевые продукты сывороточными белками, в том числе в виде концентратов сывороточных белков, полученных методом ультрафильтрации (КСБ-УФ) [7–10].
Исходя из вышесказанного, актуальными являются исследования, направленные на разработку рецептур и технологий полуфабрикатов из рыбы с добавление сывороточных белков для получения продукта с высоким содержанием белка.
Методы исследований
В качестве основного сырья для полуфабриката из рыбы с высоким содержанием белка выбрано филе минтая, для обогащения продукта белком – концентрат сывороточных белков, полученный методом ультрафильтрации.
Компоненты рецептуры выбирали, руководствуясь следующими факторами.
Минтай содержит витамины и микроэлементы, белок, который подходит для диетического питания, рыба не имеет ярко выраженного вкуса.
Кроме того, минтай остается одним из самых доступных видов рыбы в России, при этом его питательные свойства не уступают дорогим сортам рыбы.
Минтай – морская рыба семейства тресковых, относится к маложирным рыбам с белым мясом. Химический состав представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Химический состав минтая [11]
Наименование компонентов |
Среднее содержание в 100 г, г |
Доля от суточной нормы (в 100 г), % |
Жир |
0,98 |
1,2 |
Белок |
19,44 |
26 |
Углеводы |
0 |
0 |
Мышечные белки минтая содержат все незаменимые аминокислоты, на их долю приходится 42,7%. Среди незаменимых аминокислот доминируют лейцин и лизин, среди заменимых – аспарагиновая и глютаминовая кислоты [11].
Таким образом, в качестве основного сырья для нового продукта выбрано филе минтая, т. к. эта мышечная ткань минтая обладает низкой калорийностью и высокой биологической ценностью.
Для исследования модельных фаршей использовали филе минтая дальневосточного компании АО «Океанрыбфлот» (Россия, Камчатский край, г. Петропавловск-Камчатский).
Для повышения пищевой ценности кулинарного рыбного полуфабриката и придания функциональных свойств продукту в состав рецептуры введены дополнительные компоненты.
Подходящими ингредиентами, способными повысить белковый профиль продукта и расширить ассортимент специализированных вы- сокобелковых продуктов, являются молочные белки [10].
По своим физико-химическим свойствам КСБ-УФ представляют растворимые белки. Концентрация сывороточных белков методом ультрафильтрации позволяет добиться значительного улучшения их влагосвязывающей способности [12].
При проведении исследований в составе рыбного фарша для кулинарного полуфабриката использовали КСБ-УФ-80, произведенный ООО ТД «Тагрис» (Россия, г. Москва). На рисунке 1 показано, что в данном КСБ-УФ-80 нет лимитирующих аминокислот.

Рисунок 1 - Аминокислотный состав КСБ-УФ-80:
1 – валин; 2 – лейцин; 3 – изолейцин; 4 – цистин + метионин; 5 – треонин; 6 – триптофан; 7 – фенилаланин + тирозин; 8 – лизин
Концентраты сывороточных белков как технологические ингредиенты являются поверхностно-активными веществами, препятствуют дестабилизации систем и способствуют их гелеобразованию, оказывают влияние на структурно-механические свойства и консистенцию продукта [8].
Использование муки различных видов из крупяных и злаковых культур способствует повышению пищевой ценности продуктов.
Результаты предварительно проведенных исследований органолептических показателей образцов кулинарного рыбного полуфабриката с использованием в составе рецептуры различных видов муки (рисовая, овсяная, гречневая, кукурузная) показали, что наилучшими характеристиками обладал образец с кукурузной мукой.
Кукурузная мука содержит соли калия, кальция, магния, железа, фосфора, витамины B1, B2, РР, полиненасыщенные кислоты (линолевую и линоленовую), аминокислоты и другие органические вещества.
Благодаря высокому содержанию клетчатки кукурузная мука благотворно влияет на микрофлору желудочно-кишечного тракта. Являясь низкоаллергенным продуктом, эта мука подходит для употребления взрослым с повышенной чувствительностью и маленьким детям [13].
В качестве вкусо-ароматической добавки в составе рецептуры нового продукта использовали СО2 – экстракт розмарина.
В экстракте розмарина обнаружены фенольные кислоты, производные карнозола и флавоноиды, а также содержатся терпены и терпеноиды [14, 15].
Сильными антиоксидантами в составе экстракта розмарина являются розмариновая кислота, карнозойная кислота, карнозол, кофейная кислота, розманол и розмадиаль [16].
В технологии производства продуктов на основе рыбного сырья использование СО2 - экстракта розмарина позволяет сохранить качество продукта и его биологическую ценность, увеличить срок хранения [17].
Были исследованы модельные образцы фаршей на основе мяса морской рыбы (минтай) с добавлением от 3 до 5% концентрата сывороточных белков (КСБ-УФ-80) сухого и гидратированного в соотношении 1:2. Увеличение содержания КСБ-УФ-80 выше 5% приводило к ухудшению органолептических показателей продукта (появление горького послевкусия и излишне плотной консистенции). Также в состав рецептуры, подобранной по результатам ранее проведенной органолептической оценки входили: 5% кукурузной муки, 2% поваренной соли, СО2 - экстракт розмарина ООО «Биоцевтика» (50 мг на 1 килограмм фарша). В качестве контроля служил образец без внесения сывороточных белков.
Исследованы 5 вариантов модельных образцов фаршей:
-
1) контроль (без внесения КСБ-УФ-80);
-
2) с внесением сухого КСБ-УФ-80 в количестве 3% к массе фарша;
-
3) с внесением сухого КСБ-УФ-80 в количестве 5% к массе фарша;
-
4) с внесением КСБ-УФ-80 после его гидратации в количестве 3% к массе фарша;
-
5) с внесением КСБ-УФ-80 после его гидратации в количестве 5% к массе фарша.
Эффективную вязкость определяли на ротационном вискозиметре Fungilab серии SMART (Испания) с использованием измерительного устройства R7.
Определение прочности фаршей по степени пенетрации было установлено с помощью прибора Структурометр СТ-2 (Россия) с применением индентора Валента. Параметры определения прочности: скорость нагружения индентора Vн=12 г/с, усилие при контакте с пробой продукта Fк=100 г, глубина внедрения индентора Нв=16 мм.
Определение влагосвязывающей способности рыбного фарша проводили прессованием по массе выделившейся воды из анализируемой пробы или площади «влажного» пятна [ГОСТ 7636-85].
Органолептические показатели оценивали по ГОСТ 7631-2008.
Потери массы при паровой термообработке определяли в процентах по разнице массы до обработки и после.
Цель исследования
Целью работы являлась разработка рецептуры кулинарного рыбного полуфабриката с высоким содержанием белка и исследование модельных образцов рыбного фарша с использованием сывороточных белков (КСБ-УФ-80).
Результаты исследования и их анализ
Результаты исследований эффективной вязкости модельных образцов фаршей представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Зависимость эффективной вязкости свежевыработанных фаршей от напряжения сдвига
Вариант |
Образец |
Уравнение |
Коэффициент детерминации |
1 |
Контроль |
ηэф=1442·τ-0,825 |
0,9995 |
2 |
с добавлением 3% сухого КСБ-УФ-80 |
η эф =1872·τ-1,059 |
0,9941 |
3 |
с добавлением 5% сухого КСБ-УФ-80 |
ηэф=2102·τ-1,065 |
0,9995 |
4 |
с добавлением 3% гидратированного КСБ-УФ-80 |
ηэф=2030·τ-0,991 |
0,9943 |
5 |
с внесением 5% гидратированного КСБ-УФ-80 |
ηэф=2075·τ-1,003 |
0,9901 |
Как следует из таблицы 2, добавление к рыбному фаршу КСБ-УФ-80 способствовало повышению эффективной вязкости.
При введении в рыбный фарш КСБ-УФ-80 сухого и увеличении массовой доли добавки темп разрушения структуры возрастает по сравнению с контрольным образцом на 30%. Использование предварительной гидратации КСБ-УФ-80 позволяет снизить это значение до 20%.
Результаты исследований прочности фаршей представлены на рисунке 2.

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Деформация, мм
Рисунок 2 – Влияние величины деформации свежевыработанных фаршей на усилие нагружения: к – контрольный образец, 1 – образец с добавлением 3% КСБ-УФ-80 сухого, 2 – образец с добавлением 5% КСБ-УФ-80 сухого, 3 – образец с добавлением 3% КСБ гидратированного, 4 – образец с добавлением 5% КСБ гидратированного
Согласно графику (рис. 2), выработанные образцы фарша с добавлением сухого КСБ-УФ-80 ведут себя аналогично контрольному образцу с незначительным снижением прочности. Величина усилия нагружения для них при максимальной деформации составляет 320–340 г. Для образцов фаршей с гидратированным КСБ-УФ-80, введенным в количестве от 3 до 5%, по сравнению с контрольным образцом заметно повышение прочностных характеристик на 35 и 18% соответственно.
При добавлении сухого КСБ-УФ-80 степень пенетрации повысилась в 1,3–1,5 раза, при добавлении гидратированного КСБ-УФ-80 – в 1,4 раза по сравнению с контролем. Предварительная гидратация КСБ-УФ-80 водой способствует незначительному изменению степени пенетрации при различных долях его внесения, в отличие от введения сухого КСБ-УФ-80 в образцы фарша.
Также была исследована влагосвязывающая способность (ВСС) контрольного и опытных образцов фарша. Так, ВСС в контрольном образце составила 60,35%, с внесением КСБ-УФ-80 в сухом виде – 64,2%, с использовании гидратированного КСБ-УФ-80 – 80,64%.
Установлено, что внесение КСБ-УФ-80 приводит к росту влагосвязывающей способности модельных образцов фаршевых систем в сле- дующем порядке: контроль, с внесением КСБ-УФ-80 в сухом виде, с гидратированным КСБ-УФ-80.
Заключение
В ходе проведенных исследований установлено, что при ведении КСБ-УФ-80 в сухом виде содержание влаги в фарше снижалось пропорционально количеству вводимой белковой добавки. Введение КСБ-УФ-80 в гидратированном виде практически не привело к изменениям химического состава системы.
Исследование потери массы при паровой термообработке кулинарного рыбного полуфабриката показало, что при добавлении КСБ-УФ наблюдается общая тенденция снижения потери их массы. При этом потери массы при термообработке сокращаются с 22% (контроль) до 12%, (в 1,8 раза) при использовании КСБ-УФ в гидратированном виде. Это объясняется тем, что при растворении в воде КСБ-УФ-80 образует коллоидный раствор, что согласуется с литературными данными о гидрофильности белков молока.
Внесение КСБ-УФ-80 ведет к связыванию воды и повышению влагосвязывающей способности фарша минтая благодаря значительному количеству белковых веществ. Данные по влиянию белковых добавок в составе рыбного фарша на его влагосвязывающую способность согласуются с данными некоторых ученых [18, 19].
Таким образом, полученные результаты легли в основу рецептуры и технологии функционального продукта питания широкого потребительского спроса на основе рыбного фарша.
Пищевая и энергетическая ценность кулинарного рыбного полуфабриката с высоким содержанием белка представлена в таблице 3.
Таблица 3 – Пищевая и энергетическая ценность кулинарного рыбного полуфабриката с высоким содержанием белка
Наименование |
Пищевая ценность, г/100 г |
Энергетическая ценность, ккал/кДж |
Процент энергетической ценности продукта, % |
Норма суточного потребления [20] |
Кулинарный рыбный полуфабрикат с высоким содержанием белка: |
113,6/475 |
|||
Белок |
22 |
88/368 |
78 |
от 75 до 114 г/ сутки для мужчин, от 60 до 90 г/сут-ки для женщин |
Жир |
1,2 |
10,8/45 |
9 |
от 70 до 154 г/ сутки для мужчин, от 60 до 102 г/ сутки для женщин. |
Углеводы |
3,9 |
14,8/62 |
13 |
257–586 г/сутки |
Если белок составляет 20% энергетической ценности продукта, то его содержание считается высоким. Таким образом, новый кулинарный рыбный полуфабрикат будет диетическим продуктом с низким содержанием жиров и углеводов и высоким содержанием белка. Данный пищевой продукт может быть рекомендован для питания людей с высокой и очень высокой физической активностью, в том числе для спортсменов.
Исследования выполнены в рамках темы Министерства сельского хозяйства РФ №123052200047-0.
Список литературы Разработка технологии кулинарного рыбного полуфабриката с высоким содержанием белка
- Тутельян, В.А. Приоритеты государственной политики здорового питания населения России на федеральном и региональном уровнях / В.А. Тутельян. – URL: http://pfcop.opitanii.ru/articles/state_feed_prioritets.shtml
- Сафронова, Т.М. Сырье и материалы рыбной промышленности: учебник / Т.М. Сафронова, В.М. Дацун, С.Н. Максимова. – 3-е изд., испр. и доп. – Санкт-Петербург: Лань, 2022. – 336 с. // Лань: электронно-библиотечная система. – URL: https://e.lanbook.com/book/211121 (дата обращения: 10.11.2023).
- Дворянинова, О.П. Инновационный потенциал развития рыбной отрасли: пищевые добавки и ингредиенты / О.П. Дворянинова, А.В. Соколов, М.В. Спиридонова. // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности. АПК-продукты здорового питания. – 2016. – № 4. – С. 26–36.
- Аширова, Н.Н. Производство рыбных диетических продуктов с использованием безглютеновой муки / Н.Н. Аширова // Пищевая промышленность. – 2016. – № 1. – С. 58–61.
- Уразбахтина, А.Х. Аналитический обзор патентов на производство рыбных полуфабрикатов / А.Х. Уразбахтина, Е.И. Щербакова // Научные горизонты. – 2019. – № 4 (20). – С. 284–291.
- Жебелева, И.А. Потребительские свойства полуфабрикатов на основе мяса пресноводных рыб водоемов Вологодской области и белковых ингредиентов животного происхождения: монография / И.А. Жебелева, В.И. Криштафович, Е.В. Хаустова ; под общ. ред. И.А. Жебелевой. – Москва: Дашков и К°, 2011. – 139 с.
- Аffertsholt T., Fenger M. Whey Book 2014.The Global Market for Whey and Lactose Ingredients 2014–2017. 3A Business Consulting. August. 2014. Р. 146.
- Novokshanova A.L., Matveeva N.O., Kuzin A.A. Selection of thickening agents for whey concentrate. IOP Conference series: earth and environmental science. 2021. Vol. 677. P. 32020.
- Novokshanova A.L., Matveeva N.O., Zaitsev K.A. Selection of the amount of whey protein concentrate for the milk base of whipped dessert. AIP Conference Proceedings: Modern approaches in engineering and natural sciences: MAENS-2021, Tver, Russia. 2023. Vol. 2526, Iss. 1.
- Новокшанова, А.Л. Доклинические испытания мясосодержащего белкового продукта / А.Л. Новокшанова, Г.Н. Забегалова // Молочнохозяйственный вестник. – 2022. – № 4 (48). – С. 198–209.
- Купина, Н.М. Исследование химического состава, биологической ценности и безопасности минтая / Н.М. Купина, А.Н. Баштовой, К.Г. Павел // Известия ТИНРО. – 2015. – Вып. 180. – С. 310–319.
- Ковтун, Ю. Использование водосвязывающей способности сывороточных белков, полученных различными методами / Ю. Ковтун, Т. Рашевская // Научные труды университета пищевых технологий. – 2015. – том. – С. 519–524.
- Забегалова, Г.Н. Исследования влияния муки зерновых культур на свойства низкожирных функциональных продуктов / Г.Н. Забегалова, Н.Ю. Неронова, А.М. Ермолина // Молочнохозяйственный вестник. – № 2. (42). – С. 123–131.
- Попова, И.Ю. О применении сверхкритических углекислотных экстрактов из растительного сырья в качестве антиоксидантных добавок / И.Ю.Попова, Н.В. Сизова, А.Р. Водяник // Рынок БАД. – 2003. – № 4. – С. 20–22.
- Cavero, S., Jaime, L., Martin-Alvarex, P.J., Senoras, F.J. In vitro antioxidant analysis of supercritical fluid extracts from rosemary. European Food Research and Technology. 2005. No. 3–4. Pр. 478–486.
- Базарнова Ю.Г. Фитоэкстракты — природные ингибиторы порчи пищевых продуктов / Ю.Г. Базарнова // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». – 2010. – № 2. – С. 1–11.
- Агафонова С.В. Антиоксидантная активность СО2 ‑экстрактов некоторых растений и перспективы их использования в технологии пищевых рыбных жиров / Агафонова С.В., Байдалинова Л.С. // Вестник МАХ. – 2015. – № 2. – С. 13–17.
- Богданов, В.Д. Исследование влияния структурорегулирующих добавок на свойства систем рыбного фарша / В.Д. Богданов, А.А. Симдянкин, А.В. Панкина, В.Д. Мостовой // Вестник МГТУ. – 2022. – Т. 25. – № 3. – С. 219–230.
- Жебелева И.А. Функционально-технологические свойства рыбного фарша с белковыми ингредиентами животного происхождения / И.А. Жебелева, Е.В. Хаустова // Мат. Межд. научно-практическая конф. «Стратегии инновационного развития товарных рынков». – Воронеж: «Научная книга». – 2009. – С. 54–58.
- МР 2.3.1.2432-08 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: Методические рекомендации. – М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021. – 72с.