Лекция 4

Лекция 4

Тема: Пути повышения пищевой ценности продуктов питания

План

1. Основные требования при обогащении пищевых продуктов.

2. Обогащение мучных изделий биологически ценными добавками муки из нехлебных злаков.

3. Пути повышения белковой ценности продуктов.

4. Пути повышения минеральной и витаминной ценности продуктов

Во многих развитых странах обогащение пищевых продуктов регулируется на государственном уровне. В России в настоящее время устранение дефицита макро и микронутриентов путем обогащения пищевых продуктов предусматривается концепцией государственной политики в области здорового питания и рядом российских государственных программ: «Преодоление дефицита железа», «Преодоление дефицита йода», «Преодоление дефицита селена», «Витаминизация пищи», «Сахарный диабет» и др.

При обогащении пищевых продуктов пользуются методическими рекомендациями МР 2.3.1. 1915-04;

1. Для обогащения пищевых продуктов следует использовать те микронутриенты, дефицит которых реально существует, достаточно широко распространен и опасен для здоровья. В условиях России это прежде всего витамины с, группы В, фолиевая кислота, В-каротин; минеральные вещества йод, железо, кальций.

2. Обагащать нужно прежде всего продукты массового потребления, доступные для всех групп детского и взрослого населения и используемые в повседневном питании (мука и хлебобулочные изделия, молоко и кисломолочные продукты, соль, сахар, напитки, продукты детского питания).

3. Обогащение пищевых продуктов не должно ухудшать потребительские свойства этих продуктов: уменьшать содержание и усвояемость других пищевых веществ, присутствующих в них, существенно изменять вкус, аромат, сокращать срок их хранения.

4. При обогащении пищевых продуктов необходимо учитывать возможность химического взаимодействия вносимых обогащающих добавок между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие их сочетания и способы внесения, которые обеспечивают их максимальную сохранность в процессе производства и хранения.

5. Количество дополнительно вносимых в продукт микронутриентов должно быть рассчитано с учетом их возможного естественного содержания в исходном продукте или сырье, используемом для его приготовления, а также потерь в процессе производства и хранения с тем, чтобы обеспечить содержание на уровне не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта.

6. Регламентированное содержание обогащающих добавок должно быть указано на индивидуальной упаковке этого продукта и строго контролироваться производителем и органами Госсанэпиднадзора.

5. Эффективность обогащенных продуктов и их безвредность должна быть убедительно доказана апробацией на репрезентативных группах людей.

6. Дополнительная стоимость обогащенного продукта должна быть приемлемой для потребителя.

Процесс обогащения продуктов достаточно сложен, так как при этом следует учитывать ряд факторов. Во первых совместимость вносимых обогатителей между собой. Например, аскорбиновая кислота способствует лучшему усвоению железа, присутствие витамина Е увеличивает активность витамина А, кальций оказывает блокирующее действие на усвояемость железа и др.

Во-вторых, совместимость обогатителя и носителя. Так в продукты, содержащие большое количество пищевых волокон, нацелесообразно вводить соли железа или другие микроэлементы, так как пищевые волокна прочно связывая их, нарушают всасывание в ЖКТ.

И наконец, влияние технологической, в том числе термической обработки продуктов на эффективность обогащения. Например муку и хлеб целесообразно обогащать витаминами группы В, так как они сравнительно хорошо переносят воздействие высокой температуры при выпечке, тогда как аскорбиновая кислота отличается значительно меньшей устойчивостью.

Обшей особенностью обогащенных продуктов является то, что в качестве носителя могут использоваться как традиционные продукты массового производства так и специализированные (для детского питания, диетического и лечебно-профилактического).

2. Обогащение мучных изделий биологически ценными добавками из муки не хлебных злаков

Овсяная мука

Зерно овса содержит 10-19% белка. На долю небелковых азотистых веществ приходится 12-17% общего количества азотистых веществ зерна, крахмала 40-50, жира -3-6, клетчатки -11-17, минеральных веществ -3-5%. Жир овса в основном состоит из глицеридов олеиновой и линоленовой кислот. Зерно овса богатого витамином В1.

Белки овса выгодно отличаются от белков пшеницы. В них содержится, г на 100г белка: Ванилин- 7,8; изолейцина -5,2, лизина - 3,9, метионина -2,0, треонина -3,8, трептофана -1,7, фенилаланина 6,47. Аминокислотный скор белка овса по лизину 71%, тогда как белка озимой пшеницы по этой аминокислоте только 56%.

В овсяной муке находится повышенное содержание микро и макроэлементов, особенно калия, магния, железа. Они содержат значительное количество слизей. Отмечается, что продукты из овса являются единственными из зерновых продуктов, снижающимися кровяное давление. Овсяная мука имеет низкие хлебопекарные свойства, горьковатый привкус, вызывает затемнение мякиша.

Добавление овсяной муки в пшеничную способствует значительному повышение упругости и водопоглотительной способности теста. Качество хлеба, выпеченного из 80% пшеничной муки первого сорта и 20% овсяной, улучшается, если влажность теста повысить до 46%.

Ячменная мука

Ячменная мука богата полноценными белками, содержащими много лизина и трептофана. Белки ячменной муки способны давать клейковину невысокого качества - которая, рвущаяся, реже губчатая. В этой муке содержится крахмала меньше, чем в пшеничной муке. Много пентозанов (8,0-12,6), образующих слизи. Высокое содержание клетчатки, сахаров - сахарозы и рефинозы. По сравнению с пшеничной мукой первого сорта в ней содержится больше калия в 1,2; кальция - почти в 2, магния - в 1,5 раза.

В промышленном хлебопечении ячменная мука применяется в виде примеси к основной муке, так как обладает низкими хлебопекарными свойствами, имеет специфический привкус, придает темный цвет мякишу хлеба, сокращает срок сохранения свежести. Она обладает повышенной водопоглотительной способностью.

Хлеб из обойной пшеничной или ржаной муки с применением ячменной в количестве 30% по своему качеству не уступает чисто пшеничному или ржаному и имеет более высокую пищевую ценность.

Кукурузная мука

По сравнению с пшеничной мукой в кукурузной муке содержится больше липидов, Сахаров, гемицеллюлозы. Она богата макро и микроэлементами (среди них преобладает калий, кальций, магний, сера, фосфор), витаминами Е, В, биотином и др. в составе жирных кислот кукурузной муки преобладают полиненасыщенные (линолевая и линоленовая) кислоты.

Белки кукурузной муки слабо набухают и не образуют клейковины. Кукурузная мука имеет специфический привкус, передающийся хлебу. Поэтому перед добавлением в тесто ее рекомендуется подвергать гидротермической обработке для повышения водопоглотительной способности, активации ферментов и увеличения содержания Сахаров.

Улучшает качество хлеба из 90% пшеничной муки первого сорта и 10% кукурузной муки добавление 5% кукурузной в виде сброженной в течение 1 ч дрожжами заварки, фосфатидного концентрата - 0,75% по массе муки, наличие в рецептуре хлеба сахара и жира.

Рисовая мука

Рисовую муку получают на шлифовальных системах. В ее составе содержится до 65% крахмала. Кислотность рисовой муки 4,8-5,0 град. Она содержит в 3, Сахаров в 1,6, золы в 6 раз больше, чем пшеничная мука первого сорта.

Добавление в тесто из пшеничной муки рисовой в количестве 5-10% к массе муки (из расчета повышения содержания глюкозы в тесте на 1-2 на СВ) активизирует процесс брожения, значительно улучшает подъемную силу дрожжей, интенсифицирует кислотонакопление. Вследствие этого представляется возможным сокращение процесса приготовления теста. Удельный обельный объем хлеба увеличивается, улучшается пористость, сжимаемость мякиша.

Гороховая мука

Гороховая мука содержит 25-30% белковых веществ, отличающихся полноценным аминокислотным составом. В ней содержится больше важнейших незаменимых аминокислот, чем в пшеничной муке: лизина - в 8,5 раз, ванилин -в 3, триптофана - в 2 раза. По аминокислотному составу белки гороховой муки близки к белкам мяса и молока. В ней содержится 16,8% водорастворимых веществ, 7,1% собственных Сахаров, кислотность этой муки 12-14 град.

Из-за невысокой стоимости и богатого химического состава гороховую муку целесообразно использовать в качестве дешевого источника полноценного растительного белка.

Без ущерба для качества хлеба гороховую муку можно добавлять 2-3% к массе пшеничной муки. При добавлении ее в большом количестве ухудшаются структурно-механические свойства теста и качество хлеба.

Разработан способ приготовления теста с добавлением заквашенной белковой пасты, полученной из гидротермически обработанного и измельченного гороха, . Влажность пасты 70,5%, кислотность 9,2, содержание Сахаров 4,4%.

Из гороховой муки получают белковый концентрат осаждением белков муки в изоэлектрической точке. Это пастообразное вещество светло-желтого цвета с бобовым запахом. Содержит 30-32% белка, рН 4,2 влажность его около 63%.

Гречневая мука

Гречневая мука уникальна по содержанию витаминов, минеральных веществ, имеет неспецифический химический состав. Гречневая мука содержит много жиров, содержащих линолевую кислоту, белка причем белок обладает биологической ценностью, близкой к белку животных продуктов. Гречневая мука богата витаминами группы В (В1,В2,РР).

Кроме того, гречневая мука содержит клетчатку и ценные пищевые волокна, которые обычно называют грубые и мягкие (незаменимые) волокна.

По химическому составу гречка содержит 12-15,4% белков, 58-69% крахмала, 12,5-15,0% клетчатки, 2,5-0,7% сахара, 2,3-2,5% минеральных соединений (соединения железа, кальция, фосфора) витамины В1, В2, рутин.

Гречневая мука также является хорошим источником минеральных веществ. Так например, железа в гречке почти в два раза больше чем в других крупах. Также в гречке достаточно больше количество магния, фосфора и калия. Эти вещества нужны организму в минимальных дозах, но постоянно. Они являются основой ферментов- катализаторов биохимических реакций в организме и естественно, что наилучшим способом восполнения этого дефицита является поступление с натуральными продуктами. А гречка в этом отношении идеальна.

Смесь зерновая «8 злаков»

Применение: Для производства хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности с уникальным вкусом и приятным ароматом.

ТУ 9113-007-49959010-02 ХЛЕБ И ХЛЕБОБУЛОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ «8 ЗЛАКОВ» Рецептура

8 злаков	100%
Дрожжи хлебопекарные прессованные	3%
Соль	1,7-2,0%
Вода	59-63%
Параметры технологического процесса
Продолжительность замеса • Для двухскоростного тестомеса • Для односкоростного тестомеса	5+7 минут 15-30 минут
Начальная температура теста	28±2°С
Продолжительность брожения	15-40 минут
Масса тестовой заготовки	350 г
Предварительная расстойка	5-10 минут
Продолжительность окончательной расстойки	40-80 минут
Температура выпечки	230-210°С
Продолжительность выпечки ( с пароувлажнением)	20-30 минут

Параметры технологического процесса зависимости от условий производства и массы могут изменяться.

Соевые бобы содержат много белков, витамины А,В1,В2,ВЗ,В6,Р,К,Е,С, провитамины РР, калий, кальций, магний, железо, большое количество клетчатки, а также фитаты и ингибиторы. Фитаты и клетчатка обладают способностью связывать токсины и радиоактивные элементы, образуя нейтральные соединения, которые выводятся через кишечник, а ферменты-ингибиторы участвуют в защите организма от неблагоприятных воздействий.

3. Пути повышения белковой ценности продуктов питания

леб - ежедневный продукт питания - источник белка, углеводов, минеральных веществ, витаминов (главным образом группы В) и балластных веществ (клетчатки). В хлебе в среднем 45% углеводов, в основном крахмала. Потребление 500 г хлеба в сутки покрывает потребность организма в белках примерно 1/3, но в то же время в нём недостаточно незаменимых аминокислот: лизина, метионина, треонина, триптофана, играющих важную роль для жизнедеятельности человека. Так лизин способствует организма. Метионин регулирует обмен серы.

Серьезной проблемой в повышении биологической ценности хлеба является улучшение его сбалансированности по содержанию белка и незаменимых аминокислот.

Эффективным способом улучшения аминокислотного скора белков хлеба является использование молока и продуктов его переработки (молочной сыворотки, пахты, сухого обезжиренного молока). Вторичные молочные продукты содержат все белковые вещества молока с оптимальным аминокислотным составом. Так добавление 5% сухого обезжиренного молока ( СОМ) в хлеб из пшеничной муки 1с повышает содержание белков на 10-12%, содержание кальция возрастает вдвое.

Началось производство сухих воднорастворимых молочно-белковых концентратов, полученных путем осаждения из пастеризованного молока казеина с дальнейшей его промывкой, подпрессовкой обработкой гидроокисями щелочных металлов и их солей с последующей сушкой полученных дисперсий на распылительных установках

Во многих странах для обогащения хлебных изделий используют пищевую рыбную муку.

В научно-исследовательском институте морского рыбного хозяйства и океанографии разработаны способы получения осветленной рыбной муки. В состав этого продукта входят белковые вещества (около 80%), минеральные соединения (фосфор - 1-2%,кальций - 2,8-3,8%), микроэлементы (медь, марганец, цинк и др.).

С рыбной мукой разработаны хлеб каспийский и булочка «снеток».

При дозировке белковых обогатителей свышеЗ-5% ухудшаются физические свойства теста за счет технологической несовместимости белков. Для устранения дефектов предусматривают сокращение контакта белковых добавок с тестом, пластификация теста, ферментация муки молочнокислыми заквасками.

Внесение 0,5-2% фосфатидных концентратов к массе муки улучшает качество хлеба и одновременно служит источником образования органического фосфора и благотворно влияет на белково-липоидный обмен веществ.

Ценными обогатителями хлебных изделий являются продукты переработки соевых бобов, семян подсолнечника и хлопчатника.

Функции белков. Группы биологической ценности.

Пути повышения биологической ценности растительных белков Возможность использования тех или иных белков в качестве составной части пищи определяется двумя факторами: их биологической ценностью, т.е. способностью замещать собственные белки организма, и функциональными свойствами. Под последними подразумевается способность пищевых веществ при их переработке придавать продуктам питания определенные физические свойства, желательные с точки зрения пищевой технологии. К ним относятся:

• Растворимость в воде, в солевых, щелочных и кислых средах

• Гетерогенность

• Совместимость с другими компонентами пищи, способность стабилизировать суспензии, эмульсии, пены

• Способность образовывать студни при охлаждении растворов и дисперсий

• Цвет, вкус и запах

Биологическую ценность можно регулировать, смешивая различные белки, дополняющие друг друга по пищевой ценности, а также добавляя к ним недостающие аминокислоты (обогащение). Функциональные свойства удается видоизменять в большей или меньшей степени путем «оперативного вмешательства» в структуру белка или же с помощью других компонентов пищевой системы. Подобная модификация пищевых белков особенно целесообразна, когда структура и свойства белка из растительного или микробного источника неблагоприятны для его переработки в тот или иной вид пищевого продукта. Пищевые продукты представляют собой многокомпонентные системы, состоящие из высоко- и низкомолекулярных веществ. Каждое из этих веществ вносит определенный вклад в суммарные функциональные свойства системы. Последние, таким образом, форми­руются в результате взаимодействия всех компонентов системы.

Критерий биологической ценности, наряду с другими технико-экономическими показателями, должен приниматься во внимание при оценке рентабельности производства пищевого белка. Большое значение этот критерий приобретает применительно к белкам растительного происхождения независимо от того, входят ли эти белки в состав тради­ционных продуктов питания, или их получают в форме изолятов из вто­ричного сырья для последующего пищевого использования.

По данным Института питания РАМН, существует четыре принци­пиально разных пути повышения ценности растительных белков.

Первый путь связан с биоконверсией растительных белков в высо­коценные животные белки, но эффективность этого процесса составляет 6 до 38%, т. е. 3/4 кормового белка при этом теряется. Несмотря на низкий кпд метода биоконверсии, данный путь повышения качества низкоценных белков, в силу исторически сложившихся вкусовых привычек и желаний людей разнообразить пищу, останется основным.

Второй путь - направленная селекция сортов сельскохозяйственных культур, использование генной инженерии с целью повышения содержания незаменимых аминокислот и общего количества белка.

Третий путь повышения биологической ценности растительных белков связан с их обогащением лимитирующими незаменимыми амиокислотами.

Четвертый путь повышения биологической ценности растительных белков связан с разработкой композиций на основе использования эффекта взаимного обогащения белков. ФАО/ВОЗ разработаны формулы так называемых справочных потребностей в аминокислотах для некоторых групп населения, основанные на концепции аминокислотного баланса.

Все без исключения растительные белки лимитированы по тем или иным незаменимым аминокислотам, поэтому при рациональном комби­нировании белков с дефицитом по разным аминокислотам можно, в неко­торых случаях, получить продукты с отсутствием лимитирования. Разра­ботка белковых композиций с целью сохранения или повышения биоло­гической ценности белков в составе нетрадиционных пищевых продуктов с использованием новых источников белка растительного происхождения должна не только основываться на технологических и органолептических характеристиках, но и исходить из физиологически обоснованных представлений об аминокислотной сбалансированности конечного изделия. Биологическая ценность смеси белков тем выше, чем большая сбалансированность аминокислотного состава, рассчитанная по химическому скору, достигнута при комбинировании белков.

В таблице приведен аминокислотный состав белков, изолированных из растений, некоторых животных белков и их химический скор относительно справочной шкалы ФАО/ВОЗ.

Из таблицы следует, что существует возможность создания белковых композиций с более высокой степенью аминокислотного баланса по сравнению с аминокислотными балансом у исходных компонентов. Нелимитированными по серосодержащим аминокислотам из всех растительных белков является только белки пшеничной муки - глютены. Непосредственная утилизация растительных белков в питании человека позволит не только экономить полноценные белки животного происхождения (принцип замещения), но и разрабатывать новые виды продуктов высокой биологической ценности (принцип взаимного обогащения).

Таблица Аминокислотный состав продуктов растительного и животного происхождения.

Источник белка	Обозначение	Изолейцин	Лейцин	Лизин	Метионин и цистин	Фенилалани н и тирозин	Треонин	Триптофан	Валин
Идеальный белок	А С	4,0 100	7,0 100	5,5 100	3,5 100	6,0 100	4,0 100	1,0 100	5,0 100
Соя (изолят)	А С	5,2 130	8,8 125	6,2 113	2,3 66	10,0 167	3,8 95	1,1 ПО	4,8 96
Подсолнечник (изолят)	А С	5,0 125	7,3 104	2,8 51	2,4 69	9,6 160	3,7 92	1,3 130	5,7 114
Клейковина (пшеница)	А С	4,2 105	6,8 97	1,7 31	3,1 89	8,9 148	2,4 60	1,0 100	4,2 84
Картофель (изолят)	А С	4,2 105	5,0 71	5,2 95	2,5 71	6,1 101	3,8 95	1,2 120	5,4 108
Мука пшеничная	А С	3,7 93	7,0 100	2,1 38	4,0 114	7,2 120	2,7 68	1,1 ПО	4,1 82
Кукуруза	А С	3,7 93	12,5 178	2,7 49	3,5 100	8,7 145	3,6 90	0,7 70	4,3 86
Говядина I категория	А С	4,2 105	8,0 114	8,5 155	3,8 109	7,8 130	4,3 108	1,1 ПО	5,6 112
Молоко	А С	4,7 118	9,5 136	7,8 142	3,3 94	10,2 170	4,4 ПО	1,4 140	6,4 128
Молочно-белковый концентрат	А С	4,57 114,6	8,33 119,1	7,12 130	3,09 88,8	9,12 152	4,24 106,1	1,34 134,8	6,14 121,1