Развитие ресурсосберегающих технологий, направленных на рациональное использование вторичного сырья высокой пищевой ценности – актуальная задача пищевой промышленности. Одним из таких сырьевых источников является жмых зародышей пшеницы (ЖЗП), получаемый в результате выделения из них масла методом холодного прессования. Масло зародышей пшеницы содержит большое количество полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и токоферолов, являющихся незаменимыми компонентами пищи, что способствует широкому его использованию при купажировании [1 – 6].
В настоящее время рационы питания характеризуются дефицитом многих эссенциальных компонентов, в том числе и полиненасыщенных жирных кислот, которые участвуют в регулировании многих процессов в организме. Так, они выполняют пластическую, энергетическую функции; участвуют в образовании гормонов и усиливают их действие; стимулируют работу мозга и нервной системы; укрепляют иммунитет и снижают восприимчивость организма к аллергическим реакциям; предотвращают онкологические заболевания и др. Поэтому появление многих нарушений в работе органов и систем ученые связывают с недостаточным поступлением в организм полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3 и чрезмерно большого количества омега-6.
Омега-6 жирные кислоты очень полезны и жизненно необходимы организму. Однако эффекты от их воздействия становятся чрезмерными и очень опасными на фоне дефицита омега-3 жирных кислот (табл. 1).
Таблица 1
Негативные воздействия омега-6 жирных кислот при недостатке омега-3 жирных кислот
|
Заболевания |
Воздействие омега-3 жирных кислот |
Воздействие омега-6 жирных кислот (при недостатке омега-3) |
|
Атеросклерозы, инфаркты, инсульт |
Защищают |
Провоцируют |
|
Некоторые формы гипертонической болезни |
Ослабляют |
Усиливают |
|
Хронические воспаления суставов и внутренних органов |
Препятствуют |
Способствуют |
|
Аллергии |
Противостоят |
Стимулируют |
|
Старение кожи, аллергические дерматиты, прыщи |
Тормозят |
Ускоряют |
|
Диатез у детей, топический дерматит у взрослых, астма |
Защищают |
Провоцируют |
|
Остеопороз |
Противостоят |
Стимулируют |
|
Поздний токсикоз беременности, поздние роды, выкидыш |
Тормозят |
Ускоряют |
|
Недоразвитие плода, интеллектуальное отставание ребенка от сверстников |
Защищают |
Провоцируют |
|
Гиперактивность и связанная с ней низкая обучаемость у детей |
Исправляют, приводя к норме |
Не влияют |
|
Депрессия |
Защищают |
Провоцируют |
Таким образом, для предотвращения различных патологических состояний остро стоит проблема восполнения недостатка омега-3 жирных кислот. Это может быть достигнуто применением биологически активных добавок, содержащих ПНЖК, а также посредством создания продуктов функциональной направленности, сбалансированных по жирнокислотному составу или обогащенных ими.
Цель исследования – разработка растительной комплексной пищевой системы на основе зародышей пшеницы, сбалансированной по соотношению эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот w-6 и w-3.
Материалы и методы исследования
В работе исследовали жмых зародышей пшеницы от производителя масел ООО «ТОНЕКС» (Белгородская область), полученный после отжима масла зародышей пшеницы путем механического прессования. Для оптимизации соотношения кислот w-6:w-3 в разрабатываемой на основе ЖЗП растительной комплексной пищевой системы использовали масла, выпускаемые тем же производителем (амарантовое и тыквенное). Жирнокислотный состав масел определяли методом газовой хроматографии по ГОСТ Р 51483-99 на хроматографе GC «SHIMADZU» (Япония) [7].
Для оптимизации количества масел, вводимых в ЖЗП с целью обогащения его полиненасыщенными жирными кислотами, применяли метод линейного программирования. Для создания соответствующего программного продукта использовали язык программирования Python 2.6.
Результаты исследования и их обсуждение
Химический состав жмыха зародышей пшеницы представлен полноценными по аминокислотному составу белками, углеводами, витаминами, макро- и микроэлементами, а также биологически эффективными жирами, содержание которых в жмыхе достигает 8 % от его общей массы. На долю незаменимых полиненасыщенных жирных кислот w-6 и w-3 приходится около 5 % от общего количества жира. При этом соотношение w-6:w-3 составляет 3:1, что не удовлетворяет физиологической потребности в них, рекомендуемой НИИ питания РАМН. Оптимальным принято соотношение w-6 (5 – 10):w – 3 (1) [8]. Таким образом, перспективным является корректирование жирнокислотного состава ЖЗП для получения продукта функциональной направленности, который может быть использован при производстве различных продуктов питания.
Для преобразования традиционного изделия в продукт повышенной пищевой ценности необходимо изменение фракционного состава жировой фазы [9, 10]. Одним из наиболее простых и безопасных в техническом, экономическом и экологическом отношении способов является введение в обогащаемый продукт ингредиентов определенного состава. В данном случае это возможно с применением широко используемых для купажирования масел, полученных из нетрадиционных для отрасли видов сырья и характеризующихся высокой биологической эффективностью [1].
Результаты исследования состава жирных кислот масел, вырабатываемых ООО «ТОНЭКС» представлены в табл. 2. Анализируя жирнокислотный состав масла зародышей пшеницы, очевидно, что незаменимых ПНЖК содержится около 62 % от их общего количества. Из них на долю w-6 и w-3 приходится 3,5 г и 1,2 г соответственно. Количество кислот семейства w-6 значительно ниже рекомендуемого.
Таблица 2
Состав жирных кислот масел, вырабатываемых на предприятии ООО «ТОНЭКС»
|
Виды масел |
Насыщенные ЖК |
Мононенасыщенные ЖК |
Полиненасыщенные ЖК |
||
|
олеиновая (w – 9) |
линолевая (w – 6) |
α-линоленовая (w – 3) |
g- линоленовая (w – 6) |
||
|
Масло из зародышей пшеницы |
15 |
28 |
47,3 |
14,9 |
Нет данных |
|
Амарантовое |
23 |
23 |
50 |
1 |
– |
|
Тыквенное |
12–24,4 |
18–47 |
30–48 |
15 |
– |
Анализ жирнокислотного состава амарантового и тыквенного масел показал, что ни одно из них не удовлетворяет необходимому соотношению w-6:w-3 и составляют 50:1 и 3:1 соответственно. Однако введение их в жмых зародышей пшеницы позволит получить продукт, сбалансированный по составу ПНЖК.
Помимо масел в ЖЗП вводили смеси ароматических и пряных компонентов с целью повышения вкусо-ароматических свойств готовой смеси, а также для снижения бактериальной обсемененности. При приготовлении смесей ароматических и пряных компонентов применялись наиболее распространенные в кулинарной практике соотношения и сочетания.
В качестве критериев оптимизации использовали рекомендации НИИ питания РАМН, согласно которым соотношение жирных кислот w-6 к w-3 должно быть от 5:1 до 10:1 [8]. По результатам была построена номограмма, желтой зоне которой соответствуют оптимальные количества компонентов растительной комплексной пищевой системы (рисунок). В табл. 3 представлены варианты рецептур растительной комплексной пищевой системы, соотношение жирных кислот w-6 к w-3 в которых оптимально: для рецептур № 1, 2 оно составляет 6:1, для рецепту № 3, 4 – 7:1.
Номограмма для определения оптимального количества амарантового и тыквенного масел, вводимых в РКПС для оптимизации ее жирнокислотного состава (1 – 5 соотношения w-6 : w-3):
|
1 – 2,0–3,0:1; 3 – 4,0–5,0:1; |
2 – 3,0–4,0:1; 4 – 5,0–6,0:1; |
5 – 6,0–7,0:1 |
Известно, что физиологическая потребность взрослых в жирных кислотах ω-6 составляет 8 – 10 г/сутки, в ω-3 – 0,8–1,6 г/сутки. Содержание в разрабатываемом РКПБ кислот семейства ω-6 варьируется в интервале от 8,0 до 8,06 г, ω-3 – в интервале от 1,3 до 1,4 г на 100 г продукта. Такое количество соответствует суточной норме потребления этих веществ, поэтому дальнейшее применение полученного РКПБ должно удовлетворять принципам обогащения продуктов питания, регламентирующих введение пищевых компонентов в количестве, удовлетворяющем за счет обогащенного продукта 30–50 % средней суточной потребности в них человека при обычном уровне потребления этого продукта [2].
Таблица 3
Рецептуры растительной комплексной пищевой биосистемы
|
Состав РКПС |
Масса нетто, г |
|||
|
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
|
|
Жмых зародышей пшеницы |
84,6 |
84,6 |
90,0 |
90,0 |
|
Масло амаранта |
7,61–8,5 |
9,4 |
8,1–9,0 |
10,0 |
|
Масло семян тыквы |
1,79–0,9 |
– |
1,9–1,0 |
– |
|
Ароматические пряные компоненты |
6,0 |
6,0 |
– |
– |
|
Выход |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
Заключение
Проанализирован жирнокислотный состав жмыха зародышей пшеницы, масел семян амаранта и тыквы. Обоснована актуальность создания продукта повышенной биологической эффективности. Разработан программный продукт для оптимизации количества входящих в РКПС компонентов. Приведены рецептуры РКПС, сбалансированных по соотношению w-6:w-3 жирных кислот. Разработанная растительная комплексная пищевая система рекомендуется для создания продуктов повышенной пищевой ценности: мясорастительных полуфабрикатов, фаршей для котлет, паштетов, кнелей, суфле и иных изделий из рубленой массы.
Рецензенты:
Глаголева Л.Э., д.т.н., профессор, заведующая кафедрой гостиничного дела и туризма, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронеж;
Глотова И.А., д.т.н., доцент, зав. кафедрой технологии переработки животноводческой продукции, ФГБОУ ВПО «Воронежский аграрный университет имени императора Петра I», г. Воронеж.
Работа поступила в редакцию 15.01.2014.