Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы использования семян зернобобовых в питании 9
1.1. Общая характеристика семян зернобобовых, пищевая ценность и технологические свойства 9
1.2. Антиалиментарные вещества семян зернобобовых 15
1.3. Семена зернобобовых как источник функциональных ингредиентов и основа производства продуктов функционального питания 18
1.4. Современные способы переработки семян зернобобовых 28
1.5. Рыбно-растительные фарши и кулинарная продукция из них 40
Глава 2. Объекты и методы исследования 46
2.1. Объекты исследования 46
2.2. Методы исследования 48
Глава 3. Органолептические и физические показатели и химический состав микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 61
3.1. Органолептические и физические показатели микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 61
3.2. Химический состав микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 62
3.2.1. Содержание влаги 63
3.2.2. Содержание белков, их аминокислотный состав и биологическая ценность 65
3.2.3. Содержание жира 71
3.2.4. Исследование углеводного комплекса 73
3.2.4.1. Содержание Сахаров 74
3.2.4.2. Исследование крахмала микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 75
3.2.4.3. Содержание пищевых волокон 79
3.2.5. Содержание водорастворимых веществ 82
3.2.6. Содержание витаминов 84
3.2.7. Минеральный состав 86
Глава 4. Функционально-технологические свойства микронизированных хлопьев из семян зернобобовых 90
4.1. Исследование степени поглощения влаги 91
4.2. Исследование скорости поглощения влаги 96
4.3. Исследование развариваемости 101
4.4. Исследование плотности 103
Глава 5. Содержания антиалиментарных факторов в микронизировапных хлопьях из семян зернобобовых 107
Глава 6. Разработка технологий и рецептур блюд на основе микронизировапных хлопьев из семян зернобобовых 112
6.1. Обоснование рецептур и технологий комбинированных функциональных продуктов на основе рыбного фарша и микронизированных гороховых хлопьев 113
6.2. Разработка рецептур и технологий кулинарной продукции на основе микронизированных хлопьев из семян зернобобовых 123
Глава 7. Экономическая эффективность внедрения новой технологии 130
Выводы 136
Список использованной литературы
- Антиалиментарные вещества семян зернобобовых
- Химический состав микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых
- Исследование скорости поглощения влаги
- Разработка рецептур и технологий кулинарной продукции на основе микронизированных хлопьев из семян зернобобовых
Введение к работе
Глава 1. Современное состояние проблемы использования семян
зернобобовых в питании 9
Общая характеристика семян зернобобовых, пищевая ценность и технологические свойства 9
Антиалиментарные вещества семян зернобобовых 15
Семена зернобобовых как источник функциональных ингредиентов и основа производства продуктов функционального питания 18
Современные способы переработки семян зернобобовых 28
1.5. Рыбно-растительные фарши и кулинарная продукция из них 40
Глава 2. Объекты и методы исследования 46
Объекты исследования 46
Методы исследования 48 Глава 3. Органолептические и физические показатели и химический
состав микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 61
Органолептические и физические показатели микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 61
Химический состав микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 62
Содержание влаги 63
Содержание белков, их аминокислотный состав и биологическая ценность 65
Содержание жира 71
Исследование углеводного комплекса 73
Содержание Сахаров 74
Исследование крахмала микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых 75
3.2.4.3. Содержание пищевых волокон 79
Содержание водорастворимых веществ 82
Содержание витаминов 84
Минеральный состав 86 Глава 4. Функционально-технологические свойства микронизи-
рованных хлопьев из семян зернобобовых 90
Исследование степени поглощения влаги 91
Исследование скорости поглощения влаги 96
Исследование развариваемости 101
Исследование плотности 103 Глава 5. Содержания антиалиментарных факторов в
микронизировапных хлопьях из семян зернобобовых 107
Глава 6. Разработка технологий и рецептур блюд на основе
микронизировапных хлопьев из семян зернобобовых 112
Обоснование рецептур и технологий комбинированных функциональных продуктов на основе рыбного фарша и микронизированных гороховых хлопьев 113
Разработка рецептур и технологий кулинарной продукции на основе микронизированных хлопьев из семян зернобобовых 123
Антиалиментарные вещества семян зернобобовых
Сохранение здоровья и увеличение продолжительности жизни человека - одна из самых актуальных проблем современности. Результаты мониторинга питания населения убедительно показывают, что структура питания населения России, в том числе детей, характеризуется серьезным дисбалансом, приводящим к нарушению пищевого статуса. Прежде всего, определяется дефицит большинства витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон. Все это приводит к резкому замедлению прогресса в увеличении продолжительности жизни населения индустриально развитых стран и постоянному росту числа случаев хронических неинфекционных заболеваний: сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, онкологических, болезней обмена веществ. Эти заболевания не только поражают все большое число людей трудоспособного возраста, нанося государствам огромный экономический ущерб, но и все больше касаются молодого населения. Поэтому к проблемам питания приковано особое внимание во всем мире, в том числе и в России (Мамлеева Ф.Р. и др., 2001; Тутельян В.А., 2002; Вржесинская О.А., 2005; WHO, 2003).
В популяционных и клинических исследованиях последних десятилетий выявлена достоверная связь между дефицитом или избытком отдельных пищевых веществ и факторами риска, особенно такими, как дислипопротеидемии, нарушения углеводного обмена, а также избыточной массой тела и ожирением (Тутельян В.А., 2001; Kushi L.H. et al., 1999; WHO, 2003; Venn B.J., 2004).
Во многих странах, в том числе и в России, у большинства населения энергозатраты человека снизились в 1,5-2 раза вследствие механизации и автоматизации труда, развития общественного и личного транспорта, расширения коммунальных услуг. Во столько же раз уменьшилось потребление пищи как источника энергии. Однако одновременно с уменьшающимся объемом потребления пищи неизбежно снижается и потребление содержащихся в пищевых продуктах незаменимых пищевых веществ, в частности микропутриентов (Покровский В.И. и др., 2002). В то же время потребность в этих веществах изменяется незначительно, а пищевая плотность рациона, то есть его насыщенность полезными веществами практически не изменилась. В результате современный человек не может даже с адекватным рационом из обычных продуктов получить микронутриенты в необходимых количествах. Другими словами, дефицит микронутриентов запрограммирован (Тутельян В.А., 2000; Спиричев В.Б. и др., 2003).
В этой ситуации первостепенное значение приобретает изыскание новых источников пищевых веществ, способных восполнить имеющийся дефицит. Повсеместная неблагополучная экологическая обстановка так же заставляет обратить внимание на продукты, обладающие энтеросорбентными и радиопротекторными свойствами. Во всех индустриально развитых странах проводится работа по разработке и внедрению в питание населения новых продуктов, удовлетворяющих требованиям «здоровой пищи». Это пищевые продукты с пониженным содержанием сахара и жира и с повышенным содержанием пищевых волокон. Такие продукты должны быть максимально доступны для всех слоев населения и просты в кулинарной обработке (Hrdina-Dubsky D.L., 1990). Вопросы производства новых лечебно-профилактических продуктов широко изучаются и в России. Совершенствуется ассортимент, технологии и рецептуры диетической кулинарной продукции, обогащенных продуктов питания (Спиричев В.Б., 2004).
Выявление все новых данных о взаимосвязи некоторых пищевых ншредиентов и здоровья человека, обобщение и анализ результатов различных исследований привели к появлению новых направлений в науке о питании. В частности, в рамках концепции оптимального питания сформировалось новое направление науки о питании - концепция функционального питания.
Концепция позитивного (здорового, функционального) питания зародилась в начале 1980-х годов в Японии, где приобрели большую популярность так называемые функциональные продукты. Японские исследователи выделили три условия, определяющие функциональную пищу: это пища, приготовленная из природных натуральных ингредиентов; ее можно и нужно употреблять ежедневно; она обладает определенным действием, регулирующим определенные процессы в организме (Берестень Н.Ф., 2000).
Химический состав микронизироваиных хлопьев из семян зернобобовых
Содержание белков в крупе гороха и семянах фасоли, их аминокислотный состав и биологическая ценность показаны в различных исследованиях (Скурихин И.М., 1987; Тутельян В.А., 2002; USDA, 2004). Данные о содержании их в МК хлопьях из этого сырья отсутствуют. Согласно данным некоторых авторов, обработка зерновых продуктов ИК-лучами не оказывает влияния на содержание в них белка (Гении С.А., 1975; Панфилова И. А., 1998; Mermelstein N.H., 2001). Однако, на микрофотографиях зерна ячменя, подвергнутого микронизации, было обнаружено полное разрушение белковых матриц (Егоров Г.А., Петренко Т.П., 1999). Кроме того, по данным А.Ф. Доронина (1975), при обжаривании кукурузных хлопьев ИК-излучением отмечалось некоторое уменьшение в них белка. Поэтому нам представлялось важным исследование содержания белков и аминокислотного состава, как в исходном сырье, так и МК хлопьях.
Данные по содержанию белка в исходном сырье, МК хлопьях из гороха, фасоли белой и красной, а также контрольных гороховых хлопьях представлены на рис. 3.2.
Полученные результаты показали (рис. 3.2), что содержание белка в процессе микронизации не изменилось и составило соответственно для красной фасоли (21,7±0,44 и 21,2±0,67 %), для белой (22,0±0,71 и 21,8±0,78 %), для гороха (22,7±1,19 и 23,1±0,87 %) (р 0,05). Содержание белка в контрольных гороховых хлопьях (22,6±1,32 %) так же не отличалось от исходного сырья.
Рис. 3.2. Содержание белка в исходном сырье и МК хлопьях из зернобобовых (М±т, 11=9) В табл. 3.2-3.4 приведен аминокислотный состав крупы гороха и семян фасоли красной и белой, МК и контрольных хлопьев, подученных из указанного сырья.
Согласно полученным результатам, снижения содержания аминокислот, в том числе и незаменимых, при производстве МК и контрольных хлопьев из гороха не произошло (табл. 3.2).
Данные исследования аминокислотного состава семян и МК хлопьев красной фасоли приведены в табл. 3.3.
Данные исследований, представленные в табл. 3.3, показывают, что микронизация не изменила концентрации аминокислот в красной фасоли.
Данные исследования аминокислотного состава семян и микронизированных хлопьев белой фасоли приведены в табл. 3.4. Согласно полученным данным (табл. 3.4) микронизация, как и в других исследуемых образцах, не снижала концентрацию аминокислот в белках семян белой фасоли.
Скоры аминокислот крупы гороха и семян фасоли белой и красной, а также МК хлопьев, полученных из указанного сырья, представлены в табл. 3.5-3.7.
При оценке биологической ценности белков МК хлопьев гороха (табл. 3.5) было установлено, что в МК и контрольных хлопьях гороха аминокислоты валин и метионин+цистин являлись лимитирующими. Главной лимитирующей аминокислотой в МК хлопьях гороха, в исходной крупе и контрольных хлопьях являлся метионин+цистин. При оценке биологической ценности белков МК хлопьев белой фасоли и исходного сырья (табл. 3.7) было установлено, что в семенах и МК хлопьях лимитирующей аминокислотой, как и в красной фасоли, являлся метионин+цистин.
Скор аминокислот в МК хлопьях из красной и белой фасоли не изменился по сравнению со скором аминокислот исходного сырья.
При воздействии на крупу в воздушно-сухом состоянии нагревания, ее белковая фракция претерпевает меньшее изменение своих свойств, чем крахмалы (Гении С.А., 1975). Термическая обработка зерновых продуктов ИК-облучением или традиционным способом с пропариванием приводит к денатурации белка, что практически не влияет на содержание общего азота (Панфилова И.А., 1998; Егоров Г.А., Петренко Т.П., 1999; Зверев СВ., 2001; Черных В., 2001; Mermelstein N.H., 2001). Опубликованы данные, что в результате традиционной обработки зерна при производстве хлопьев пшеницы, ржи, ячменя и овса могут наблюдаться потери незаменимых аминокислот триптофана и метионина. Показано, что метионин разрушается на стадии пропаривания зерна, а триптофан на стадии раскатки хлопьев. Предполагается, что общий уровень снижения этих аминокислот связан с накоплением продуктов окисления липидов (Horvatic М. et al., 2000).
Полученные нами данные полностью подтверждают приведенные выше литературные данные о том, что содержание белка в микронизированных хлопьях не изменяется в сравнении с исходным сырьем. Аминокислотный состав микронизированных хлопьев зернобобовых так же не имел отличий от исходного сырья. Данные о снижении уровня метионина и триптофана в процессе производства гороховых хлопьев по традиционной технологии (контрольные) в наших исследованиях не подтвердились. Установлено, что аминокислотный скор во всех образцах в результате микроиизации не изменился. Лимитирующими аминокислотами в белках микронизированных хлопьев красной и белой фасоли являются метионин+цистин, а в белках микронизированных гороховых хлопьев -метионин+цистин и валин
Общее содержание белка в исследованных образцах из гороха, фасоли красной и белой не изменилось. Таким образом, исследование содержания белков и их аминокислотного состава позволило сделать заключение о том, что ИК-обработка и последующее плющение крупы гороха, семян фасоли красной и белой не изменили общего содержания белков и их биологической ценности.
Исследование скорости поглощения влаги
Следующим критерием готовности крупяных продуктов является скорость их набухания. Этот показатель необходимо исследовать для решения вопроса о продолжительности термической обработки микронизированных хлопьев для приготовления кулинарных изделий.
Скорость набухания разных видов зерновых не одинакова. Она зависит от вида крахмала, концентрации и вида пищевых волокон, обработки продукта, вида среды, в которой происходит набухание продукта, температуры среды (Смоленцева А.А. и др., 1991). Показано, что микронизированные ячменные и ржаные хлопья поглощают значительное количество влаги сразу после смешивания их с жидкостью, через 5 минут экспозиции достигают кулинарной готовности, а через 15 минут - теряют структуру (Рыбакова Т.М., 2004).
Несмотря на то, что для различных видов МК хлопьев зернобобовых мы получили температуры в интервале 85-95С, при которых степень набухания максимальна, для обеспечения санитарной безопасности готового продукта и с практической точки зрения, удобнее использовать воду, доведенную до кипения. По этой причине определение скорости набухания хлопьев производилось при температуре 95С. Скорость набухания исследовалась при оптимальных гидромодулях: для МК хлопьев из красной фасоли, гороха и контрольных гороховых хлопьев 1:5, для МК хлопьев из белой фасоли 1:6.
Результаты исследования скорости поглощения влаги микронизированными хлопьями из красной фасоли представлены на рис. 4.5.
Наибольшая скорость поглощения влаги микронизированными хлопьями из красной фасоли (рис. 4.5) наблюдалась в первые 3 минуты набухания. Влажность хлопьев возросла от начальной, которая составляла 6,25±0,26 %, до 72,42±0,43 %. Прирост составил 86 % поглощенной за весь период набухания влаги. Влажность хлопьев возросла в 11,6 раза.
Через 5 минут набухания влажность хлопьев продолжала возрастать и достигла значения 79,07±0,34 %, возросла в 12,7 раза в сравнении с начальной. Через 10 минут влажность хлопьев не отличалась и составила 79,48±0,33 %.
Через 15 минут набухания влажность хлопьев достигла максимума, который составил 82,63±0,25 %, и возросла за это время в 13,2 раза.
Влажность хлопьев через 30 и 60 минут набухания не отличалась от влажности через 15 минут набухания.
Интенсивное поглощение влаги микронизированными и контрольными гороховыми хлопьями (рис. 4.7) наблюдалось в первые 3 минуты набухания. Влажность микронизированных гороховых хлопьев через 3 минуты набухания возросла от начальной 5,32±0,13 % до 73,69±0,51 %. Влажность возросла в примерно в 13,9 раза и составила 87,7 % всей поглощенной данными хлопьями влаги в процессе набухания.
Влажность контрольных хлопьев возросла через 3 минуты набухания от начальной 9,89±0,04 % до 78,25±0,36 %. Влажность контрольных хлопьев возросла в 7,9 раза и составила 92,6 % всей поглощенной данными хлопьями влаги в процессе набухания. Следовательно, скорость поглощения влаги контрольными хлопьями в течение первых трех минут набухания была выше, чем скорость поглощения влаги микронизированными хлопьями.
Через 5 минут набухания влажность микронизированных и контрольных хлопьев возросла, хотя и не так значительно, как в первые 3 минуты, и составила для микронизированных хлопьев 76,00±0,38 % (увеличилась в 14,3 раза в сравнении с начальной). Влажность контрольных хлопьев достигла 81,03±0,29 % (увеличилась в 8,2 раза в сравнении с начальной). В ходе дальнейшей выдержки в течение 10, 15 и 30 минут влажность контрольных хлопьев не изменялась.
Через 10 минут набухания влажность микронизированных хлопьев возросла в 14,9 раза в сравнении с начальной и достигла значения 79,07±0,26 %, при этом она была ниже влажности контрольных хлопьев.
Через 15 минут набухания влажность микронизированных хлопьев составила 80,41 ±0,32 %, она возросла от начального значения в 15,1 раза. Влажность микронизированных хлопьев с этого момента времени не имела отличий от влажности контрольных хлопьев.
В ходе дальнейшей выдержки в течение 30 минут влажность микронизированных и контрольных хлопьев не увеличивалась, а через 60 минут достигла максимального значения, которое составило для микронизированных хлопьев 83,26±0,18 %, а для контрольных хлопьев 101 83,70±0,21 %. Влажность микропизированных хлопьев возросла от начального значения в 15,7 раза, а контрольных хлопьев - в 8,5 раза.
Более интенсивное набухание контрольных хлопьев в первые 10 минут объясняется, по-видимому, тем, что при изготовлении контрольных хлопьев горох перед плющением подвергают гидротермической обработке и при этом происходит более полная клейстеризация крахмала.
Максимальное набухание микронизированных хлопьев из красной фасоли (ГМ 1:5) наблюдалось в первые 15 мин, гороховых (ГМ 1:5) и из белой фасоли (ГМ 1:6) - продолжалось в течение всего часа, но наиболее интенсивно этот процесс протекает в гороховых хлопьях также в первые 15 минут, а в хлопьях из белой фасоли - в первые 10 минут.
Высокие степень и скорость набухания микронизированных хлопьев связаны с незначительной деструкцией крахмала и существенным увеличением линейных размеров и пористости.
Разработка рецептур и технологий кулинарной продукции на основе микронизированных хлопьев из семян зернобобовых
Для разработки рецептур кулинарных изделий нами были взяты за основу рецептуры Сборника рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания (1996), диетического питания (1989), национальных блюд и кулинарных изделий (2002). В существующих рецептурах супов и вторых блюд мы заменяли горох и фасоль на микронизированные хлопья из них. В фаршевых и мучных изделиях хлеб или мука заменялись полностью или частично на микронизированные хлопья из семян зернобобовых. При разработке рецептур нами установлены нормы закладки сырья по брутто и нетто, выходы полуфабрикатов и готовой продукции.
На основании теоретического обоснования разработаны рецептуры кулинарной продукции различных групп: запеканка из хлопьев с овощами, сладкий фасолевый пудинг, гороховая и фасолевая бабки, национальные итальянские блюда (супы, вторые блюда). Использование в этих блюдах микронизированных хлопьев вместо традиционных круп позволяет сократить время на их приготовление, поскольку исключаются операции перебирання, замачивания, а процесс варки либо сокращается, либо полностью исключается. Технологическая схема кулинарной продукции на основе микронизированных хлопьев из зернобобовых представлена на рис. 6.8.
МК хлопья из зернобобовых можно использовать в сочетании с различными продуктами: творогом, мясными, рыбными и молочными продуктами, овощами. Это позволяет оптимизировать аминокислотный состав блюд и улучшить их пищевую ценность. Поэтому нами разрабатывались рецептуры кулинарных изделий из МК хлопьев зернобобовых в сочетании с вышеперечисленными продуктами.
Технологии и рецептуры разработанной кулинарной продукции представлены в приложении 2. Физико-химические показатели, пищевая и биологическая ценность блюд представлены в табл. 6.4.
Расчет содержания пищевых волокон показал, что вся разработанная продукция является источником пищевых волокон. Содержание пищевых волокон в 100 г кулинарной продукции в % от средневзвешенной суточной нормы (20-40 г) (MP 2.3.1.1915-04) показано на рис. 6.9.
С целью повышения биологической ценности изделий, вырабатываемых из микронизированных хлопьев зернобобовых, произведена оптимизация аминокислотного состава белка микронизированных гороховых хлопьев с белком микронизированных рисовых хлопьев. В результате установлено, что наименьшая сумма неутилизируемых аминокислот при соотношении 30% белка гороховых и 70% белка рисовых хлопьев составляла 109 мг, что значительно меньше, чем в гороховых хлопьях (171,2 мг). Коэффициент утилизации белка двухкомпонентной смеси равен 70% против КУН гороховых хлопьев - 53% и рисовых - 68%.
Для достижения оптимального аминокислотного состава белков в смеси (30:70) требовалось 10% МК гороховых и 90% МК рисовых хлопьев. Для приготовления запеканки «Анже» в смесь вводится 10 г куриного яйца, сумма неутилизируемых аминокислот составляет 80 мг, а КУВ возрастает до 72% (рис. 6.10).
Следовательно, совместное использование зерновых и бобовых хлопьев повысило биологическую ценность белков изделия.
Проведенные микробиологические исследования свидетельствовали, что показатели безопасности исследуемых кулинарных изделий соответствовали действующим нормативам (СанПиН 2.3.2.1078-01) (табл. 6.5). Следовательно, изделия на основе микронизированных хлопьев из зернобобовых являются безопасными, служат источниками пищевых волокон, растительного белка, витаминов группы В и минеральных веществ.
Кулинарная продукция на основе микронизированных хлопьев может быть использована в рационах детского и школьного питания, лечебно-профилактических рационах, диетическом и здоровом питании.
Высокое содержание пищевых волокон, белков, комплементарность белков с белками зерновых культур дает возможность создания комбинированных продуктов питания с использованием микронизированных зернобобовых хлопьев. Нами разработаны комбинированные функциональные продукты питания на основе рыбного фарша с микронизированными гороховыми хлопьями.
Разработаны рецептуры блюд с использованием микронизированных хлопьев из гороха, фасоли белой и красной: комбинированные рыбные фаршевые изделия (котлеты, биточки, рулет, запеканка, голубцы, зразы), запеканка из хлопьев с овощами, сладкий фасолевый пудинг, гороховая и фасолевая бабки, национальные итальянские блюда (супы, вторые блюда).
Для каждой из разработанных рецептур были определены органолептические и физико-химические показатели, которым должно соответствовать новое изделие, приготовленное в соответствии с предложенной рецептурой. Были произведены расчеты пищевой, энергетической и биологической ценности новых изделий. Эти расчеты показали, что в результате замены пищевая и биологическая ценность кулинарной продукции не снижалась, а при дополнительном введении в рецептуры белковых продуктов биологическая ценность кулинарной продукции даже возросла. Пищевая ценность продукции повысилась за счет увеличения доли пищевых волокон, минеральных веществ, витаминов группы В. Энергетическая ценность продуктов оставалась практически неизменной. Поэтому мы пришли к выводу, что кулинарная продукция, созданная нами на основе микронизированных хлопьев из крупы гороха и семян фасоли может широко использоваться в питании населения.
