Способ производства физиологически функциональной белково-жировой эмульсии Российский патент 2024 года по МПК A23J1/02 

Предполагаемое изобретение относится к пищевой и мясной промышленности, а именно к производству белково-жировой эмульсии (БЖЭ) и мясопродуктов с ее использованием.

Одной из целей стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года является укрепление здоровья, увеличение продолжительности и повышение качества жизни населения. Отмечается, что достижение поставленной цели возможно путем увеличения объемов производства пищевой продукции с функциональными ингредиентами, отвечающими физиологическим потребностям организма (см. Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 г., утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 29 июня 2016 г. №1364-р).

Здоровье человека на 50 и более процентов обусловлено питанием. Необходимое количество макро- и микронутриентов рациона питания различных групп населения страны определены нормами физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах (см. Нормы физиологических потребностей в энергии пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации, MP. 2.3.1.0253-21).

В настоящие время широко распространены заболевания, связанные с дефицитом микроэлементов, особенно йода. Поэтому проблема обеспечения йодом населения всех возрастных групп остается актуальной.

Известны различные способы и технологии производства йодсодержащих продуктов питания. В производстве мясопродуктов широко используются белково-жировые эмульсии, обогащенные йодом.

Известны способы производства белково-жировых эмульсий с использованием животного жира-сырца (см. Салаватуоллина P.M. Рациональное использование сырья в колбасном производстве. - М.:Агропром-издат 1983, с. 216).

Однако, использование жира-сырца не обеспечивает получение эмульсии с высокими функциональными характеристиками и не содержит физиологически функциональных ингредиентов.

Известен способ производства белково-жировой суспензии, предусматривающий использование муки топинамбура, которая содержит пищевые волокна в виде полисахаридов, витамины, макро- и микроэлементы (Скворцова Е.И. Разработка технологии вареных колбас из конины с использованием белково-жировых суспензий, Улан-Удэ, 2001, 18 с).

Однако, использование муки топинамбура не позволяет получить суспензию с необходимым количеством функциональных ингредиентов для придания функциональности конечному продукту.

Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения йодированной белково-жировой эмульсии, который предусматривает использование в качестве источника йода раствор йодида калия. Связывание йода происходит с жировым компонентом по двойным связям ненасыщенных жирных кислот. Также предполагается связывание микроэлемента с некоторыми аминокислотами (тирозин, финилаланин, пролин) (см. RU 2240018, МПК A23L 1/31, А22С 11/00, A23J 1/02, опубл. 20.11.2004. Бюл. №32.)

К недостаткам данного способа получения БЖЭ следует отнести невысокое содержание йода в эмульсии - 90-120 мкг/100 г. Известно, что БЖЭ используют в производстве мясопродуктов, например, в колбасном производстве, в количестве не более 20% к массе фарша, что обеспечит 18-24 мкг йода в 100 г в фарше (продукте). Йод - летучий элемент и на всех этапах производства продукта имеют место его потери. Так, при производстве вареной колбасы в натуральной оболочке теряется около 20% йода. Если суточное потребление йода составляет 150 мкг, то с учетом эффективной дозы микроэлемента, составляющей не менее 15% от суточной потребности, то есть 22,5 мкг/100 г, потери составят 4,5 мкг. Таким образом, с учетом потерь количество внесенного в фарш йода уменьшается и составит 13,5-19,9 мкг/100 г продукта, что значительно меньше количества, определяющего физиологическую эффективность ингредиента (22,5 мкг/100 г). Кроме того, для обеспечения максимального количества связанного йода необходимо выдерживать эмульсию в течение 22-24 ч, что удлиняет технологический процесс и повышает риск микробиологического обсеменения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка функциональных мясопродуктов, обеспечивающих эффективную норму содержания физиологически функционального ингредиента-йода, и способствующих профилактике и лечению йодозависимых заболеваний в эндемичных регионах.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание технологии белково-жировой эмульсии с органической формой йода и высокой степенью его усвоения, которое направлено на расширение ассортимента функциональных и специализированных продуктов, способствующих решению важной государственной задачи по увеличению объемов производства продуктов здорового питания.

Указанный технический результат достигается тем, что способ производства физиологически функциональной белково-жировой эмульсии, предусматривающий внесение в куттер подготовленных компонентов в виде белковых компонентов животного происхождения, раствора йодсодержащей добавки и растительного масла, обработку их в куттере, отличающийся тем, что в качестве белкового компонента животного происхождения используют гидратированные пищевые добавки Биф-Про 99 и Мол-Про 700, йодсодержащую добавку получают путем растирания β- циклодекстрина с молекулярным йодом в соотношении 1:1, затем полученный порошок растворяют в воде в количестве, обеспечивающим физиологически допустимые дозы микроэлемента в 100г продукта, приготовленного с использованием физиологически функциональной белково-жировой эмульсии, при этом Биф-Про используют в количестве 0,4-0,5% и Мол-Про 700 в количестве 9,6-10,6% от общего количества эмульсии.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что йодсодержащую пищевую добавку используют в количествах 0,565, 1,875 и 3,750 г на 100 кг белково-жировой эмульсии, которые предварительно растворяют в 2,4-3,4 л воды.

Высокое содержание в добавке говяжьего белка (не менее 85%) способствует повышению функционально-технологических свойств (ФТС) белково-жировой эмульсии, стабильность которых также обусловлена полисахаридными компонентами добавки - каррагинаном (Е407) и ксантановой камедью (Е415).

Высокое содержание в пищевой добавке углеводов - не менее 57,75%) и белков - не менее 28,05 также способствует повышению ФТС предлагаемой белковой эмульсии.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются изменение качественного состава белково-жировой эмульсии, а именно введение в рецептуру БЖЭ йодсодержащей пищевой добавки для обеспечения содержания йода в готовой белково-жировой эмульсии в количестве 112,5-375,0 мкг/100 г продукта, а также использование в качестве белковых компонентов Биф-Про 99 и Мол-Про 700.

Высокое содержание в добавке Биф-Про 99 говяжьего белка (не менее 85%) способствует повышению функционально-технологических свойств (ФТС) белково-жировой эмульсии, стабильность которых также обусловлена полисахаридными компонентами добавки - каррагинаном (Е407) и ксантановой камедью (Е415).

Высокое содержание в пищевой добавке Мол-Про 700 углеводов - не менее 57,75% и белков - не менее 28,05 также способствует повышению ФТС предлагаемой белково-жировой эмульсии.

Использование белково-жировой эмульсии в заявляемом способе позволит получить мясопродукты, содержащие физиологически функциональный ингредиент - йод, который расширит ассортиментфункциональных мясопродуктов диетического профилактического и диетического лечебного питания.

Заявляемый способ обеспечивает снижение потерь йода при производстве мясопродуктов за счет использования в составе БЖЭ йодсодержащей пищевой добавки, представляющей собой устойчивый нанокомплекс включения β-циклодекстрин (ЦД): Йод (J₂). Формирование устойчивого нанокомплекса включения обусловлено несколькими факторами: выталкивание воды из внутренней полости молекулы ЦД; гидрофобностью внутренней полости, водородными связями, электростатическими взаимодействиями, а также индукционными и дисперсионными силами (Никитин Н. А. Циклодекстрины и их комплексы включения. //Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, №6, 2015, с 3-11).

Кроме того, в результате формирования наноструктур комплекса включения β- ЦД: J₂ снижается интенсивность испарения йода.

Йодированная пищевая добавка в составе белково-жировой эмульсии предотвращает преждевременную кислотную и энзиматическую деструкцию комплекса за счет включения нанокомплекса β-Циклодекстрин : Йод, что значительно повышает степень усвоения и его адресную доставку в виде молекулярно-инкапсулированной субстанции, что обеспечивает высокую функциональную эффективность физиологически активного ингредиента - йода. β-Циклодекстрин в составе йодсодержащей пищевой добавки обеспечивает высокую растворимость йода, которая соответствует растворимости β-циклодекстрина, то есть растворимость йода увеличивается в 61,6 раза.

Заявляемый способ обеспечивает простоту регулирования содержания йода в БЖЭ путем изменения количества вносимой йодсодержащей пищевой добавки в эмульсию.

Исследованиями изменений свойств белково-жировой эмульсии, полученной по предлагаемому изобретению, установлено, что содержание йода при хранении БЖЭ в течение 3-х суток не уменьшается. Показатели, характеризующие микробиологическую и химическую безопасность, находятся в пределах допустимых значений, установленных техническим регламентом. Напротив, имеет место уменьшение общего количества микроорганизмов (на 300/ КОЕ/г) (см. табл.1).

Высокая степень микробиологической безопасности БЖЭ, полученной по заявленному способу, вероятно обусловлена бактериостатическим действием йодсодержащей пищевой добавки, особенно в отношении плесеней и дрожжей, которые после 3-х суток хранения не обнаружены (см.табл.1).

Химическая безопасность белково-жировых эмульсий характеризуется гидролитическими и окислительными процессами жировой фракции. При хранении БЖЭ, полученного по изобретению, при температуре 0-4°С в течение 72 ч перекисное число составило 5-6 ммоль активного кислорода на кг жира против 10 ммоль предельно допустимого значения. Исследованиями кислотного числа БЖЭ через 72 ч хранения установлено, что данный показатель составил 1,8 мг КОН на грамм жира, что значительно меньше допустимого значения для подсолнечного масла, равного 4,0 мг КОН/грамм жира.

Для повышения функционально-технологических свойств БЖЭ в предлагаемом изобретении в качестве белкового компонента используют Биф-Про 99 в количестве 0,4-0,5% и Мол- Про 700 в качестве белково-углеводной добавки в количестве 9,6-10,6% от общего количества эмульсии

Введение белков животного происхождения в составе добавки (говяжьего в Биф Про 99 и молочных в Мол- Про 700) и полимеров углеводной природы в Мол Про 700 способствует формированию высоких функционально-технологических свойств предлагаемой белково-жировой эмульсии.

Комплексная пищевая добавка Биф-Про 99 представляет собой легкий волокнистый белый порошок с нейтральным вкусом и запахом, с высоким содержанием говяжьего белка (не менее 85%), который содержит все незаменимые аминокислоты и отличается высокой биологической ценностью по сравнению с растительными белками (изолированный соевый белок) и низким содержанием жира (не более 1%) по сравнению со свиной шкуркой, которая содержит более 16% жира, состоящего преимущественно из насыщенных жирных кислот и около 18%о белков, представленных, в основном, белками соединительной ткани, относящимся к неполноценным (см. ТУ 9199-016-13-531905-06. Комплексная пищевая добавка «Биф-Про 99»).

Функциональная пищевая добавка Мол-Про 700 содержит белки молочной сыворотки (не менее 28,5), которые характеризуются высокой биологической ценностью по сравнению с казеином и его соединениями - сухим молоком и казеинатом натрия (см. ТУ 9223-022-13531905-08,-с Изм. №1. Функциональная пищевая добавка «Мол-Про»).

Йод представлен в виде комплексного соединения с β-циклодекстрином, полученным методом сорастирания в молекулярном соотношении комплексообразователей 1:1. Комплексная йодсодержащая пищевая добавка представляет собой мелкокристаллический порошок коричневого цвета, содержащий не менее 64% β-циклодекстрина, не менее 20% йода, влаги - не более 14%.

В нанокомплексе β-циклодекстрин и йод последний приобретает высокую растворимость, что исключает необходимость предварительного растворении йода в йодиде калия. Кроме того, молекулы йода прочно связываются с β-циклодекстрином благодаря благоприятному расположению молекул йода «гостя» внутри неполярной полости «хозяина» - β-циклодекстрина.

Для приготовления раствора пищевой добавки с йодом используют оставшееся количество воды 2,4-3,4 л. Количество вносимой в воду йодсодержащей пищевой добавки составляет 0,565,1,875 и 3,750 г на 100 кг БЖЭ.

Все три подготовленных компонента гидратированные Биф-Про 99 и Мол-Про 700, а также раствор пищевой добавки с йодом последовательно вносят в куттер, затем добавляют масло растительное 46,6% и обрабатывают 1,5-2,0 мин. Приготовленную БЖЭ можно непосредственно использовать в производстве мясопродуктов или допускается хранить в течение не более 72 ч при температуре 0-4°С. 100 кг белково-жировой эмульсии содержит 0,38 г йода (пример 1-3), 0,11 г йода (пример 4) и 0,76 г йода (пример 5)

В лабораторных условиях для подготовки добавок использовали химические стаканы соответствующих объемов, куттеровали бытовым блендером погружным марки MSM 24500 Bosch. При приготовлении БЖЭ в лабораторных условиях количество ингредиентов уменьшали в 50 раз.

Влияние дозы внесения пищевой добавки на содержание йода в БЖЭ представлено в таблице 2.

Пример 1. Для приготовления физиологически функциональной белково-жировой эмульсии предварительно гидратируют 0,4 кг пищевой добавки Биф-Про 99 в 30 л воды с температурой 35-40°С, тщательно перемешивают и выдерживают до полного набухания добавки. Параллельно гидратируют 9,6 кг пищевой добавки Мол-Про 700 в 10 л воды с температурой 35-40°С, помешивают до полного растворения добавки. Затем 1,875 г йодсодержащей добавки растворяют в 3,4 л воды с температурой 35-40°С. Подготовленные компоненты: гидратированные Биф-Про 99, Мол-Про 700 и раствор йодсодержащей добавки вносят в куттер, вливают 46,6 кг растительного масла и куттеруют 1,5 мин. Белково-жировая эмульсия содержит 0,38 г йода/100 кг БЖЭ.

Пример 2. Предварительно 9,6 кг углеводно-белковой пищевой добавки Мол- Про 700 гидратируют в 40 л воды с температурой 35-40°С, йодсодержащую добавку в количестве 3,75 г растворят в 3,3 л воды с температурой 35-40°С. Гидратированную углеводно-белковую добавку, раствор йодсодержащей пищевой добавки вносят в куттер, добавляют 0,5 кг сухой белковой добавки Биф-Про 99, 46,6 кг масло растительное и куттеруют 1,5 мин. Белково-жировая эмульсия содержит 0,38 г йода/ 100 кг БЖЭ.

Пример 3. Предварительно 0,4 кг белковой добавки Биф-Про 99 гидратируют в 30 л воды с температурой 35-40°С, йодсодержащую добавку в количестве 1,875 г растворяют в 2,4 л воды с температурой 35-40°С. Гидратированную белковую добавку Биф-Про 99, раствор йодсодержащей пищевой добавки вносят в куттер, добавляют 10,6 кг сухой углеводно-белковой добавки Мол-Про 700, 10 л воды, 46,6 кг масла растительного и куттеруют 1,5 мин, белково-жировая эмульсия содержит 0,38 г йода/100 кг БЖЭ.

Пример 4. Предварительно гидратируют 9,6 кг углеводно-белковой добавки Мол- Про 700 и 0,4 кг белковой добавки Биф-Про 99 в 30 и 10 л воды соответственно, растворяют 0,565 г йодсодержащей добавки в 3,3 л воды. Все компоненты вносят в куттер, добавляют 46,6 кг масла растительного и куттеруют 1,5 мин. Белково-жировая эмульсия содержит 0,11 г йода /100 кг БЖЭ.

Пример 5. Предварительно гидратируют 0,4 кг белковой добавки Биф-Про 99 и 9,6 кг углеводно-белковой добавки Мол-Про 99 в 30 и 10 л воды соответственно, растворяют 3,75 г йодсодержащей добавки в 3,4 кг воды. Все компоненты вносят в куттер, добавляют 46,6 кг масла растительного и куттеруют 1,5 мин. Белково-жировая эмульсия содержит 0,76 г йода/100 кг БЖЭ.

Изобретение относится к пищевой и мясной промышленности. Способ производства физиологически функциональной белково-жировой эмульсии, предусматривающий внесение в куттер подготовленных компонентов в виде белковых компонентов животного происхождения, раствора йодсодержащей добавки и растительного масла, обработку их в куттере, отличающийся тем, что в качестве белкового компонента животного происхождения используют гидратированные пищевые добавки Биф-Про 99 и Мол-Про 700, йодсодержащую добавку получают путем растирания β-циклодекстрина с молекулярным йодом в соотношении 1:1, затем полученный порошок растворяют в воде в количестве, обеспечивающем физиологически допустимые дозы микроэлемента в 100 г продукта, приготовленного с использованием физиологически функциональной белково-жировой эмульсии, при этом Биф-Про используют в количестве 0,4-0,5% и Мол-Про 700 в количестве 9,6-10,6% от общего количества эмульсии. Изобретение позволяет обеспечить простоту регулирования содержания йода в белково-жировой эмульсии путем изменения количества вносимой йодсодержащей пищевой добавки в эмульсию, а также обеспечить снижение потерь йода при производстве мясопродуктов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

1. Способ производства физиологически функциональной белково-жировой эмульсии, предусматривающий внесение в куттер подготовленных компонентов в виде белковых компонентов животного происхождения, раствора йодсодержащей добавки и растительного масла, обработку их в куттере, отличающийся тем, что в качестве белкового компонента животного происхождения используют гидратированные пищевые добавки Биф-Про 99 и Мол-Про 700, йодсодержащую добавку получают путем растирания β-циклодекстрина с молекулярным йодом в соотношении 1:1, затем полученный порошок растворяют в воде в количестве, обеспечивающем физиологически допустимые дозы микроэлемента в 100 г продукта, приготовленного с использованием физиологически функциональной белково-жировой эмульсии, при этом Биф-Про используют в количестве 0,4-0,5% и Мол-Про 700 в количестве 9,6-10,6% от общего количества эмульсии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что йодсодержащую пищевую добавку используют в количествах 0,565, 1,875 и 3,750 г на 100 кг белково-жировой эмульсии, которые предварительно растворяют в 2,4-3,4 л воды.