Введение
Растущий интерес к функциональным пищевым продуктам (ФПП), обеспечивающим благотворное влияние на здоровье потребителя, вызывает необходимость разработки современных технологий, способствующих биодоступности и сохранности функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ) в составе продукта [1]. Изучение взаимосвязи характера питания и состояния здоровья человека свидетельствует, что питание, адекватное энергетическим тратам и потребности в макрои микронутриентах, минорных биологически активных веществах, является фактором, во многом определяющим здоровье. Практическая реализация этого положения предполагает медико-биологическое обоснование состава новых ФПП, содержащих ФПИ и отвечающих современным международным требованиям к качеству, разработку технологии их производства и промышленное изготовление.
Отнесение пищевого продукта к категории «функциональный» определяется наличием в его составе в установленных количественных соотношениях функциональных пищевых ингредиентов, потребление которых с позиций доказательной медицины способствует снижению риска развития алиментарно-зависимых заболеваний, сохранению и улучшению здоровья. Для функциональных пищевых продуктов обязательным является наличие отличительных признаков, характеризующих пищевую и/или энергетическую ценность, и информации об ожидаемом благоприятном влиянии на организм человека входящих в состав продукта функциональных пищевых ингредиентов при систематическом употреблении такого продукта [2]. Наличие высококачественного пищевого сырья — куриного яйца, обогащенного ПНЖК, селеном и витамином Е, позволило сформулировать медикобиологическое обоснование состава новых ФПП на основе коагулированных белка и меланжа [3].
Целью данной работы является создание комплексной технологии производства функциональных пищевых продуктов, обогащенных на различных этапах, включая выращивание птицы и переработку яиц, и обладающих пониженной аллергенностью.
Материалы и методы исследований
Этапы работы, обеспечивающие достижение поставленной цели, представлены на рисунке 1. В качестве сырья для создания ФПП использовались белок и меланж функциональных куриных яиц, обогащенных ПНЖК ω-3, селеном и витамином Е. В настоящее время широкие слои населения испытывают дефицит йода и кальция. Источниками этих элементов в нашей работе служили порошок морской капусты и минеральный обогатитель из яичной скорлупы.
Параметры тепловой обработки (коагуляции) определяли, измеряя значения рН в зависимости от температуры коагуляции белка и меланжа, которые вырабатывали из обогащенных яиц, полученных путем использования ПНЖК ω-3, селена и витамина Е в рационе кур-несушек. Коагуляцию проводили, нагревая яичный белок и меланж с добавкой 5%-ного раствора лимонной кислоты (2,5% к массе белка и 5,0% к массе меланжа) и 0,8% соли. Обогащение кальцием осуществляли путем внесения минерального обогатителя из скорлупы куриных яиц в количестве 1% от массы белка или меланжа. Для обогащения йодом в белок и меланж вносили порошок из морской капусты в количестве 0,2–0,5% от массы белка или меланжа. Массу тщательно перемешивали до равномерного распределения введенных компонентов. Белок и меланж нагревали при перемешивании до температуры 90°С. Начиная с 55°С измеряли рН с интервалом 5°С. Определяли выход коагулированных обогащенных яйцепродуктов — белка и меланжа.
Результаты исследований
Результаты проведенных исследований показывают, что введение функциональных добавок в процессе коагуляции обусловливает изменение параметров технологии, поэтому они отличаются от данных, опубликованных нами ранее [4, 5]. В процессе исследования режимов тепловой обработки обогащенного меланжа было установлено, что рН при нагреве подкисленного меланжа, обогащенного йодом и кальцием (456 мкг йода и 725 мг кальция на 100 г меланжа), увеличивался с 6,07 до 6,92 (рис. 2).
Сформировавшийся сгусток был выявлен при температуре свыше 85°C. При дальнейшем повышении температуры происходило его уплотнение. Лучшие органолептические показатели были отмечены в интервале 88–90°C. При температуре 92°C коагулированный меланж терял свою пластичность и приобретал жесткую зернистость. Выход коагулированного меланжа при нагреве до 86; 88; 90 и 92°C составлял 94,5; 92,4; 90,8 и 88,3% соответственно.
В процессе нагрева белка рН изменялся с 7,54 до 8,04. При этом градиент изменения рН увеличивался после достижения 80°С, что согласуется с визуальным определением образования сгустка (рис. 2).
Сформировавшийся сгусток можно было наблюдать при температуре 80–85°C. При дальнейшем повышении температуры происходило его уплотнение. Повышение температуры с 84 до 86, 88 и 90°C сопровождалось увеличением выхода, максимальное значение которого, 76,8%, наблюдалось при температуре 90°C. При этом содержание сухих веществ в коагулированном белке изменялось незначительно — 22,48; 21,81; 21,92 и 21,42% соответственно.
Рис. 2. Изменение рН в процессе нагрева яичного белка и меланжа, обогащенных кальцием и йодом 
Рис. 3. Содержание кальция в коагулированных яичном белке и меланже в зависимости от нагрева
Исследование показало, что содержание кальция в коагулированном обогащенном белке (введение минерального обогатителя в количестве 1% от массы белка при одновременном обогащении белка кальцием и йодом) снижается при повышении температуры коагуляции с 84 до 86, 88 и 90°С и составляет 551,98; 518,95; 470,86 и 439,00 мг/100 г белка соответственно ( рис. 3). При повышении температуры от 84 до 86, 88 и 90°С потери кальция составили 25,2; 28,4; 35,0 и 39,4%, и в основном они происходили за счет его выделения с сывороткой.
Исследование зависимости массовой доли йода в коагулированном белке от температуры нагрева (84, 86, 88, 90°С) в процессе коагуляции показало, что при обогащении белка порошком морской капусты в количестве 0,2% или 456 мкг йода на 100 г белка массовая доля йода составила соответственно 298; 253; 311 и 281 мкг/100 г коагулированного белка. Таким образом, потери йода составили 34,6; 44,5; 31,8 и 38,4% соответственно. Учитывая высокую нестабильность йода при тепловой обработке содержащих его продуктов (как правило, потери — 70% и выше), его потери при обогащении белка в процессе коагуляции можно считать небольшими, предположительно за счет связывания йода с белком. При обогащении белка порошком морской капусты в количестве 0,5% наблюдалась аналогичная зависимость.
При обогащении меланжа порошком морской капусты в количестве 0,2% массовая доля йода в коагулированном меланже в зависимости от температуры нагрева (86; 88; 90; 92°С) составляла 0,203; 0,243; 0,258 и 0,273 мкг/100 г соответственно. При обогащении меланжа 0,5% порошка морской капусты массовая доля йода в коагулированном продукте увеличивалась до 0,355–0,487 мкг/100 г. Отметим, что доля йода в обогащенном меланже была ниже, чем в обогащенном белке, что, по-видимому, связано с меньшим содержанием белка в меланже (рис. 4).
в них 0,2% (А) и 0,5% (Б) порошка морской капусты
Содержание кальция в обогащенном меланже (рис. 3) при внесении 725 мг/100 г меланжа составляет 425,4; 392,4; 399,4 и 396,2 мг/100 г при нагреве до 86, 88, 90 и 92°С соответственно и практически не меняется в интервале температур 88–92°С. Потери элемента составляют 44,9– 45,9%, то есть меланжем связываются 54,1–55,1% вводимого кальция.
Белок связывает больше кальция — 60,6–65,0%, несмотря на бόльшее отделение сыворотки (23,2% для белка при нагреве до 88°С по сравнению с 9,2% для меланжа при нагреве до 90°С).
В ходе проведения исследований установлено, что при использовании обогащенных яиц и обогащении меланжа и белка одновременно кальцием и йодом не требуется изменять количество вводимого 5%-ного раствора лимонной кислоты в реакционную смесь при проведении коагуляции белка и меланжа: оно составляет для белка 2,5%, для меланжа — 5%.
Установленные параметры тепловой обработки позволили создать технологию производства функциональных яйцепродуктов, включающую откорм птицы, обеспечивающий получение обогащенных яиц со стабильным составом функциональных компонентов, сбор меланжа или разделение содержимого яйца на белок и желток, внесение в белок или меланж раствора лимонной кислоты и соли, порошка морской капусты и минерального обогатителя, перемешивание, выдержку, нагревание до температуры коагуляции, отпрессовывание сыворотки, охлаждение, перемешивание белка и меланжа с наполнителями, измельчение (при необходимости, в зависимости от используемых наполнителей), фасовку, упаковку (рис. 5).
Исследование новых функциональных продуктов in vivo на растущих крысах-самцах линии Вистар показало высокую биологическую ценность коагулированного яичного белка (КЯБ) и коагулированного яичного меланжа (КЯМ), полученных с использованием кислотно-солевого гидролиза и теплового нагрева [6, 7].
Результаты иммуноферментного тестирования антигенности овальбумина (показателя потенциальной аллергенности) в КЯБ свидетельствуют, что тепловое воздействие в сочетании с кислотно-солевым гидролизом привело к снижению этого показателя в коагулированном белке по сравнению с нативным более чем в 15 раз.
Заключение
В соответствии с медико-биологическим обоснованием создана комплексная технология производства функциональных яйцепродуктов, обогащенных ПНЖК ω-3, селеном и витамином Е на стадии получения функциональных яиц, а также йодом и кальцием на этапе тепловой обработки белка и меланжа.
Разработанные новые функциональные яйцепродукты обеспечивают 25–30% суточной потребности в кальции и йоде. Новая технология позволяет снизить антигенность яичного белка более чем в 15 раз. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования коагулированных яичного белка и меланжа в составе пищевых продуктов, как массового спроса, так и специализированных.
Литература
1. Пищевые ингредиенты в создании современных продуктов питания / Под ред. В.А. Тутельяна, А.П. Нечаева. — М.: ДеЛипринт, 2014. — 520 с.
2. ГОСТ Р 55577-2013. Продукты пищевые функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности [Текст]. — Введ. 01.01.2015. — М.: Стандартинформ, 2014. — 16 с.
3. Стефанова И.Л. Разработка комплексной технологии производства функциональных яйцепродуктов / И.Л. Стефанова, В.К. Мазо, А.Ш. Кавтарашвили, И.В. Мокшанцева // Птица и птицепродукты. — 2018. —№ 2. — С. 24–27.
4. Стефанова И.Л. Обоснование технологии производства коагулированного яичного белка и продуктов на его основе / И.Л. Стефанова, А.Ю. Клименкова // Птица и птицепродукты. — 2016. — № 3. — С. 37–40.
5. Стефанова И.Л. Исследование процесса коагуляции меланжа и качественных характеристик получаемого продукта / И.Л. Стефанова, Л.В. Шахназарова, А.Ю. Клименкова, Ю.Н. Красюков // Птица и птицепродукты. —2017. — № 5. — С. 49–52.
6. Сидорова Ю.С. Оценка биологической ценности и антигенности коагулированного белка куриного яйца / Ю.С. Сидорова, В.К. Мазо, С.Н. Зорин, И.Л. Стефанова // Вопросы питания. — 2018. — № 1. — С. 44–50.
7. Сидорова Ю.С. Оценка пищевой и биологической ценности коагулированного обогащенного яичного меланжа в эксперименте in vivo / Ю.С. Сидорова, Ю.В. Фролова // Сб. матер. научной конф. «Актуальные вопросы создания функциональных продуктов птицеводства и др. отраслей пищевой промышленности» (9 ноября 2018 г.). —ВНИИПП, 2018. — С. 21–25.