Казымов, Сакит Акиф Оглы. Использование модифицированных семян маша в производстве функциональных продуктов питания

brief description

Казымов, Сакит Акиф Оглы. Использование модифицированных семян маша в производстве функциональных продуктов питания : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.01 / Казымов Сакит Акиф Оглы; [Место защиты: Кубан. гос. технол. ун-т].- Краснодар, 2013.- 144 с.: ил. РГБ ОД, 61 14-5/1633

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «КубГТУ»)
На правах рукописи
Казымов Сакит Акиф Оглы
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЕМЯН МАША В ПРОИЗВОДСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
05.18.1 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов плодоовощной продукции и виноградарства
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель канд. техн. наук., профессор Прудникова Т.Н.
Краснодар -2013
СОДЕРЖАНИЕ
1 ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 9
1. 1 Бобовые культуры - важный источник растительных белков 9
1. 2 Функциональные продукты питания и их физиологическое значение 11
1.3 Использование белков растительного происхождения при создании
функциональных продуктов питания 18
1.4 Семена маша и чечевицы - перспективное растительное сырье для
производства функциональных продуктов питания 25
1.5 Использование бобов и семян маша при производстве продуктов
функционального назначения 28
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 41
2.1 Объекты исследований 41
2.2 Методы исследований исходного сырья 42
2.3 Методы оценки качества салата овощного 58
2.4 Методы оценки качества хлеба 59
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 65
3.1 Сравнительная оценка химического состав семян маша,
чечевицы красной и чечевицы зеленой 65
3.2 Сравнительная оценка основных функционально-технологических
свойств семян маша, чечевицы красной и чечевицы зеленой 66
3.3 Относительная биологическая ценность семян маша,
чечевицы красной и чечевицы зеленой 71
3.4 Определение показателей безопасности семян маша 74
3.5 Обоснование способа ферментативной модификации семян маша
и его режимов 75
3.5.1 Влияние времени проращивания на функционально-технологические
свойства семян маша 76
3.5.2 Влияние выбранного режима проращивания на химический состав и
фракционный состав белков семян маша 81
з
3.5.3 Влияние режима модификации на аминокислотный состав
семян маша 84
3.5.4 Влияние режима модификации на относительную биологическую
ценность модифицированных семян маша 86
3.6 Технология получения ферментативно модифицированных семян
маша 89
4. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЕМЯН МАША 91
4.1 Разработка рецептуры овощного консервированного салата 91
4.2 Разработка рецептуры хлеба функционального назначения с использованием гомогенизированных модифицированных семян маша ..97
5 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ РЕЦЕПТУР 108
5.1 Оценка экономической эффективности производства салата овощного консервированного с использованием модифицированных семян маша 108
5.2 Оценка экономической эффективности производства хлеба с
использованием модифицированных семян маша 112
ВЫВОДЫ 117
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 120
ПРИЛОЖЕНИЯ 132
ВВЕДЕНИЕ
Питание на сегодняшний день остается одним из основных факторов, определяющих здоровье человека. Одной из приоритетных задач государственной политики Российской Федерации в области здорового питания является развитие отечественного производства пищевых ингредиентов, необходимых для современного производства пищевых продуктов функционального назначения, обогащенных незаменимыми компонентами.
Несмотря на обилие пищевых продуктов на прилавках магазинов, проблема дефицита полноценного белка остается актуальной, что обусловлено несбалансированным аминокислотным составом сырья.
Медицинские исследования, проведенные в России, показали, что в последние годы в питании населения наблюдается снижение потребления пищевых источников энергии и белка (особенно у групп населения с низкими доходами). Одновременно выявлено много людей, страдающих ожирением, что является следствием нарушения обмена веществ.
Последние маркетинговые исследования свидетельствуют о том, что при выборе продуктов питания приоритетным аргументом является цена. Таким образом, создание специализированных продуктов питания обогащенных дефицитными пищевыми ингредиентами не будет пользоваться высоким спросом, ввиду недостаточной осведомленности, грамотности населения в области здорового питания.
Единственным решением сложившейся проблемы является обогащение традиционных продуктов питания, пользующихся ежедневным спросом у всех слоев населения. Одним из таких групп пищевых продуктов являются хлебобулочные изделия.
Создание хлеба, обогащенного незаменимыми аминокислотами, позволит предотвратить различного рода заболевания, связанные с дефицитом белка в организме.
Одним из перспективных источников белка на сегодняшний день является растительное сырье, в частности соя, горох, фасоль, чечевица. К сожалению, основная часть известных источников растительного белка не сбалансирована по аминокислотному составу. Исключением является соя, однако ее использование при создании продуктов функционального назначения ограничено ввиду того, что основная часть сои, представленная на российском рынке, является импортной и генномодифицированой; также важным негативным фактором многих зернобобовых культур является наличие антипитательных веществ.
Таким образом, поиск новых видов растительного сырья, культивирование которых возможно в условиях климатической зоны Краснодарского края обладающих сбалансированным аминокислотным составом позволяющим заменять животный белок является актуальным.
Особый интерес среди нетрадиционного растительного сырья мало известного российскому потребителю представляет собой зернобобовая культура маш.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР кафедры биоорганической химии и технической микробиологии КубГТУ «Совершенствование и интенсификация послеуборочной обработки, хранения пищевого сырья и комплексной технологии получения на его основе продуктов питания», № госрегистрации 01200305561.
Цель работы. Целью работы является использование модифицированных семян маша в производстве функциональных продуктов питания.
Задачи исследования. Для выполнения поставленной цели были определенны следующие задачи:
- анализ и систематизация отечественной и зарубежной научно- технической литературы и патентной информации по теме исследований;
- обоснование выбора семян маша как перспективного сырья при производстве продуктов функционального назначения;
- обоснование выбора способа модификации семян маша;
- исследование влияния выбранного способа модификации семян маша на его химический состав;
. - проведение сравнительной оценки аминокислотного состава и биологической ценности семян маша до и после модификации;
исследование влияния выбранного способа модификации на фракционный состав белков семян маша;
исследование влияния выбранного способа модификации на функциональные свойства семян маша;
- оптимизация режимов модификации семян маша для создания продуктов с высокими функционально-технологическими свойствами;
оценка биологической ценности и функциональных свойств разработанного высокобелкового ингредиента из семян маша;
разработка рецептуры овощного консервированного салата с использованием в качестве основного ингредиента модифицированных семян маша, рекомендованного для употребления в геродиетическом питании;
- выработка опытной партии и оценка потребительских свойств разработанного овощного консервированного салата;
- разработка технологии и рецептуры хлеба с высокобелковым функциональным ингредиентом из семян маша;
- разработка и утверждение комплекта технической документации на рецептуру хлеба, получаемого с использованием модифицированных семян маша.
- выработка опытной партии и оценка потребительских свойств хлеба, обогащенного гомогенизатом из модифицированных семян маша.
Научная новизна. Научно обоснована целесообразность использования нового вида нетрадиционного высокобелкового сырья из семян маша при производстве продуктов питания функционального назначения.
Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность применения функционального ингредиента из семян маша, полученного путем их модификации, для создания продуктов питания функционального назначения.
Впервые выявлено влияние длительности и температуры проращивания семян маша на формирование его функционально-технологических свойств. Экспериментально установлены оптимальные параметры процесса проращивания, гарантирующие получение высококачественного белкового ингредиента со сбалансированным аминокислотным составом.
Впервые экспериментально установлено, что в процессе ферментативной модификации семян маша в выбранном режиме наблюдается увеличение (в 2 раза) содержания аминокислот в сравнении с исходным сырьем.
Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования модифицированных семян маша в производстве овощных консервированных блюд и хлебопечении.
По теме данной работы подана 1 заявка на изобретение.
Практическая значимость. Применение новых видов растительного высокобелкового сырья способствует расширению ассортимента выпускаемой продукции, а также позволяет решать проблему дефицита белка путем создания рецептур традиционных продуктов питания, сбалансированных по своему составу.
Разработан модифицированный растительный функциональный пищевой ингредиент из семян маша.
Разработаны оптимальные технологические режимы модификации семян маша, позволяющие получить продукт с высокими функционально¬технологическими свойствами.
Разработана и запатентована рецептура овощного консервированного салата функционального назначения с использованием модифицированных семян маша.
На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:
- анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;
- результаты по обоснованию выбора зернобобовой культуры, в качестве перспективного сырья при производстве продуктов функционального назначения,
- данные по влиянию ферментативного способа модификации на химический состав объекта исследования;
- результаты сравнительной оценки аминокислотного состава и биологической ценности модифицированного образца с исходным;
- результаты о влияния ферментативного способа модификации на функциональные свойства семян маша;
- результаты влияния выбранного способа модификации на фракционный состав белка;
- выявление закономерностей по влиянию режимов проращивания на функционально-технологическими свойствами;
- результаты биологической ценности и функциональных свойств разработанного высокобелкового ингредиента;
разработана рецептура салата овощного консервированного сбалансированного по аминокислотному составу;
результаты оценки потребительских свойств салата овощного консервированного;
- разработана технология и рецептура хлеба с высокобелковым функциональным ингредиентом;
- результаты оценки потребительских свойств хлеба, обогащенного
белками маша.

bibliography

ВЫВОДЫ
На основании результатов выполненных исследований теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования модифицированных семян маша в производстве функциональных продуктов питания.
1. Исследован химический состав и функционально-технологические свойства семян маша в сравнении с традиционными для отечественного потребителя семенами зернобобовых культур чечевицы красной и чечевицы зеленой. Установлено, что несмотря на более низкое содержание белка в семенах маша в сравнении с семенами чечевицы красной и зеленой, водоудерживающая способность семян маша на 3,4% выше, чем у чечевицы красной и 5,9 % чем у чечевицы зеленой, жироудерживающая способность семян маша превосходит по показателям чечевицу красную на 5,2%, чечевицу зеленую на 2,0%.
2. Экспериментально установлено, что относительная биологическая ценность семян маша выше, чем у чечевицы красной и зеленой на 14% и 36% соответственно. Данные результаты свидетельствуют о низком содержании антипитательных веществ в семенах маша в сравнении с семенами чечевицы.
3. Предложен эффективный и безопасный метод модификации маша, основанный на активизации эндоферментной системы самого семени.
4. Установлено, что проращивание семян маша в течение 48 часов при температуре 25°С позволяет получить наиболее оптимальные показатели ВУС, ЖУС и ЖЭС.
5. Выявлено изменение фракционного состава белков семян маша при проращивании, в частности, происходит уменьшение более, чем в два раза альбуминовой фракции и увеличение содержания глобулиновой фракции- фактически в четыре раза.
6. Экспериментально установлено, что при проращивании семян маша происходит увеличение содержания белка на 24%, что обусловлено взаимопревращениями органических веществ, происходящих в процессе прорастания, в частности, синтеза аминокислот и белков в развивающихся проростках за счет снижения содержания углеводов более, чем в 5 раз и жиров в два раза, а также возможного синтеза белков с участием азота воздуха.
7. Установлено, что проращивание семян маша позволяет изменить аминокислотный состав в сторону увеличения содержания всех аминокислот в два и более раз, что влечет за собой увеличение относительной биологической ценности пророщенных семян на 41%.
8. Разработана рецептура салата овощного консервированного с использованием модифицированных семян маша, обладающих высокими показателями пищевой и энергетической ценности, и отсутствием лимитирующих аминокислот в нем.
9. Разработан способ подготовки модифицированных семян маша к внесению в рецептуру хлеба, включающий в себя процесс гомогенизации пророщенных семян маша в течение 10 мин при 10000 об/мин, способствующий сохранению ферментной активности гомогенизата.
10. Экспериментально установлено, что внесение в рецептуру хлеба «Биомаш» 10 % модифицированных гомогенизированных семян маша позволяет получать продукт с улучшенными показателями пористости, влажности мякиша и кислотности
11. Установлено, что употребление хлеба «Биомаш» в количестве 500 г, позволяет удовлетворить суточную потребность взрослого человека во всех аминокислотах на 10 — 35 %. Также установлено, что употребление 10 г разработанного салата овощного консервированного позволяет удовлетворить суточную потребность организма во всех аминокислотах на 15 - 50 %.
12. Экономический эффект от внедрения в производство салата овощного консервированного составит 30 837 руб. на 1 тонну готового продукта. Экономический эффект от внедрения производства хлеба «Биомаш» при рыночной стоимости 32 руб. за 400 г составит 27,8 %.