http://www.enu.kz УДК 612.398.11 НОВАЯ БЕЛКОВАЯ

http://www.enu.kz
УДК 612.398.11
НОВАЯ БЕЛКОВАЯ СЕЛЕНСОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ МОЛОЧНЫХ
ПРОДУКТОВ
Галочкина Н.А.
ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный аграрный университет имени императора
Петра I", Россия, Воронеж
[email protected]
http://www.enu.kz
В настоящее время одной из развивающихся наукоемких отраслей современного
производства является биотехнология. Производственное применение биологических
процессов актуально в связи с ростом потребностей общества в биологически активных
соединениях, экологически чистых продуктах и материалах. В связи с возрастающим
спросом населения на продукты, обладающие защитными и антиоксидантными
свойствами, в пищевой промышленности разрабатываются технологии продуктов с
биопротекторными свойствами. Одним из актуальных направлений развития пищевой
промышленности является создание на базе молочных ингредиентов и их производных
продуктов функционального назначения. Перспектива связана с получением и
применением в производстве продуктов питания иммобилизованных форм селена. Селен
является одним из эссенциальных микроэлементов. Он участвует в работе иммунной,
антиоксидантной и детоксикационной систем организма [1].
Актуальность заключается в повышении эффективности современного
производства, создании безотходных технологий переработки животного сырья и
вовлечение, тем самым, в хозяйственный оборот вторичных сырьевых ресурсов. В
соответствии с реализацией государственной программы здорового питания населения
требуется создавать все новые и более качественные функциональные продукты питания,
обладающие биологической активностью и выраженным физиологическим эффектом,
которые в будущем должны будут заменить современные медикаментозные средства [2].
В настоящее время йогурты не зря приобрели такую популярность. Наряду с вкусовыми
качествами, йогурты нормализуют работу кишечника и являются активаторами иммунной
системы. По этой причине на Западе йогурты потребляют в достаточно больших
количествах - от 13 до 35 кг в год на человека, а в России лишь – 2-3 кг. Поэтому
необходимо повышать этот уровень, реализуя инновационное производство.
Рынок кисломолочных продуктов является одним из динамично развивающихся.
Данные продукты являются привлекательными как для потребителей, так и для
производителей. В первую очередь, это связано с широкими ассортиментными
возможностями. Обновление ассортимента данного вида молочной продукции со стороны
производители происходит постоянно. Темп прироста в России к 2011 году вырос на
15%, к 2012 на 20% (рисунок 1), доля импорта почти 40%. Это говорит о необходимости
развития собственного производства конкурентоспособных продуктов. На рисунке 2
представлена кривая валового внутреннего продукта и потребление молока на душу
населения за последние 40 лет. Динамика потребления молока коррелирует с ВВП. Из
этого видно что спрос на молочные продукты можно контролировать и прогнозировать,
поэтому обогащение селеном именно этой категории продуктов наиболее перспективно.
http://www.enu.kz
Производство йогурта в России, т
780
770
760
750
740
2010 2011 2012
год
Рисунок 1 - Производство йогурта в России.
Рисунок 2 - Маркетинговая оценка рынка.
Необходим критический анализ известных путей коррекции дефицита селена в
питании, среди которых наиболее предпочтительным следует признать биомодификацию
неорганических форм селена в органические путем включения в метаболические пути
микро- и макроорганизмов. Однако для промышленной реализации производства
обогащенных селеном пищевых продуктов массового потребительского спроса на
сегодняшнем этапе пищевой отрасли более реален способ получения пищевых
ингредиентов, сочетающих биологическую и технологическую функциональность путем
целенаправленного проектирования БАД и пищевых добавок с заданными свойствами.
При обосновании исходных компонентов для проектирования селенсодержащих БАД
интерес и перспективу, в том числе в связи с высокой ресурсной обеспеченностью,
представляет использование биомодифицированных форм коллагеновых белков
животных тканей. Вторичное сырье мясной промышленности, в частности
коллагенсодержащее, представляет собой один из перспективных видов животного сырья
[3]. Проблема повышения эффективности использования подобных сырьевых ресурсов
актуальна и волнует специалистов отрасли. Согласно литературным данным в коллагене
исследования содержится 23-24 % белка, что свидетельствует о высоких потенциальных
возможностях его использования в технологиях мясных изделий [4]. Производство
коллагеновой добавки позволит наиболее полно и рационально использовать сырье
мясоперерабатываюшей промышленности и создавать качественно новый продукт,
имеющий новые свойства с выраженным физиологическим эффектом [5].
Предлагаемая биотехнология обогащения продуктов питания селеном отличается
тем, что в качестве источника селена используют диметилдипиразолилселенид (с
http://www.enu.kz
концентрацией 0,657 г в 100 см3), а в качестве носителя - белки коллагена, выделенные из
отходов жиловки говядины и модифицированные пероксидно-щелочным и
ферментативным гидролизом с использованием коллагеназы камчатского краба. В ходе
ферментной обработки происходит существенная трансформация белка сырья,
обусловленная частичной дезагрегацией тканей сырья с увеличением количества
свободных аминокислот и ионогенных групп по месту разрыва водородных связей
белковых молекул. Это позвояет увеличить количество карбоксильных групп за счет
которых происходит связывание с селеном. При этом связывание селена с коллагеном
осуществляется путем иммобилизации, а методом диализа отделяют неорганический
селен от связанного. Эффект: равномерное распределение вносимого в микроколичествах
биоактивного микроэлемента по объему пищевой смеси с приданием биопротекторных
свойств; обогащение рационов источником оксипролина для активации процессов
биосинтеза собственного коллагена; обогащение пищевыми волокнами, в том числе при
комбинировании белков и полисахаридов в составе стабилизационных систем.
Оценку безвредности и биологической активности источников селена проводили с
помощью экспресс-биотеста [6]. В качестве тест-объекта был использован
свободноживущий легко культивируемый одноклеточный организм Paramecia caudatum
(В.С. Бузлама и др., 1997). Экспресс-биотест достаточно чувствительно реагирует на
активные вещества, содержащиеся в испытуемых объектах, и отражает их отношение к
жизнеспособности организма. Получены аналогичные результаты для исходных
препаратов селена (табл. 1) и продуктов их иммобилизации на коллагеновых белках.
Таблица 1 - Показатели биологической активности препаратов селена на культуре
P. Caudatum
Разведе
ние
1:1000
Биологическая
безопасность
Плотность
инокулята (ПИ)
Селенит
натрия
ДДС
Селенит
натрия
ДДС
БА
ИН
08,1±0,1**
1,19±0,1***
Индекс биологической
активности
(ИБА)
Селенит
ДДС
натрия
0,76±0,1***
1,19±0,1***
1:10000
ИН
ИН
0,87±0,1
1,1±0,1
0,9±0,1
1,1±0,1
1:100000
ИН
ИН
1,0±0,1
1,0±0,1
1,0±0,1
1,0±0,1
* ИН – индифферентность, БА – биоактивность, БЦ-50 – погибло 50 ± 10% клеток;
БЦ-100 – погибло 100±10% клеток.
** ПИ - 1±0,1 объект биологически не активен; ПИ - больше 1±0,1 объект
стимулирует размножение; ПИ - меньше 1±0,1 объект угнетает размножение клеток.
*** ИБА - 1±0,1 – объект биологически не активен; ИБА меньше 1±0,1 – объект
снижает жизнеспособность клеток;
ИБА больше 1±0,1 – объект повышает
жизнеспособность клеток.
Предлагаемая добавка относится к пищевой промышленности и может широко
применяться для дозированного обогащения селеном пищевых продуктов. Новым
является то, что в качестве гидролизата белка используют выделенные из отходов
жиловки говядины коллаген, а в качестве источника селена Диметилдипиразолилселенид.
При этом селен путем иммобилизации равномерно распределяется по коллагену и
переходит легкоусвояемую форму.
Использование селенсодержащей белковой добавки возможно в двух
технологических формах: в жидкой и обезвоженной сублимационной сушкой. Дана
http://www.enu.kz
сравнительная оценка антиоксидантной активности, проведен анализ ИК-спектров
препаратов альтернативных источников селена и коллагеновых белков. Проведен
сравнительный анализ на биологическую безопасность, токсических свойств различных
источников селена. Результаты проведенных исследований показывают, что в пробах
неорганического соединения селена обнаруживается определенное агрессивное
воздействие на тест-культуру, в то время как биомодифицированный коллагеновый
носитель с иммобилизованным ДДС незначительно стимулирует размножение и
повышает жизнеспособность клеток. Это служит аргументом в пользу заключения, что
коллагеновую добавку с иммобилизованным ДДС безопасно и перспективно использовать
в технологии производства молочных продуктов.
Основными преимуществами разрабатываемого продукта является:
- натуральное сырье;
- отсутствие химических добавок;
- гипоаллергенные компоненты;
- обогащен усвояемыми формами селена;
- полифункциональные пищевые добавки на основе коллагеновых животных белков,
дополнительно выполняющих функцию пищевых волокон.
Такой вид продукции не имеет аналогов на отечественном рынке и разнообразит
существующий мировой рынок полуфабрикатов. Поэтому разрабатываемая продукция
представляет интерес для производителей, как уникальный продукт, не имеющих прямых
конкурентов, обладающий невысокой себестоимостью и позволяющий использовать
малоценные продукты убоя на мясных предприятиях.
Список использованной литературы:
1. И.В. Гмошинский, В.К Мазо. Селен в питании: Краткий обзор. - Medicina Altera.-1999.№ 4.-С. 18-22.
2. МР 2.3.1.2432 -08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых
веществах для различных групп населения РФ. Методические рекомендации. – Введ.
2008-12-18. – 39 с.
3. Глотова И.А. Инновационные направления в использовании вторичного
коллагенсодержащего сырья. // Мясные технологии. - 2010. - № 7. - С. 56-59.
4. И.А. Глотова, Ю.В. Болтыхов, И.В. Вторушина. К вопросу защиты биосистем путем
разработки пищевых добавок с использованием компьютерного моделирования
нанообъектов. – 2008. - № 3. – С. 455-458.
5. Зайдес А.А. Структура коллагена и ее изменения при обработках. - М.: Легкая
индустрия, 1972. - 168 с.
6. Alfthan G. Micromethod for the determination of selenium in the tissues a biological fluidsa
by single-teste-tube fluorimetric // Anal. Chim. Acta. -1984. -V. 165. -P. 187-194.