Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

THE USE OF VEGETABLE PROTEIN IN THE IMPLEMENTATION OF RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OF CHEESE PRODUCTS

Research article
Dzitstsoeva Z.L.
Ibragimova O.T.
Nartikoeva A.O.
Tedeeva F.L.
Tsopanova E.I.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.116.2.033
Issue: № 2 (116), 2022
Published:
2022/02/17
PDF

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЫРНЫХ ПРОДУКТОВ

Научная статья

Дзиццоева З.Л.1, *, Ибрагимова О.Т.2, Нартикоева А.О.3, Тедеева Ф.Л.4, Цопанова Е.И.5

1 ORCID: 0000-0002-6665-4432;

1-5 Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова, Владикавказ, Рoссия

* Корреспондирующий автор (zalina.dzitstsoeva[at]mail.ru)

Аннотация

Расширение ассортимента современных продуктов питания функционального назначения с повышенной биологической ценностью, требует изыскание технологий позволяющих заменить более дорогие и ценные компоненты натурального сырья на более дешевые, но тем не менее ценные растительные наполнители. И все это в рамках о науке питания и запросов потребителей. С этой точки зрения апробация технологии включения растительного высокобелкового нутового компонента в виде экструдированной муки из семян нута является актуальной и практически значимой. Все исследования проводились в рамках факультета химии, биологии и биотехнологии СОГУ им. К.Л. Хетагурова. Анализ сырья- натурального коровьего молока, готовых образцов сырных продуктов проводился согласного требованиям стандартов. Результаты исследований позволяют говорить о целесообразности включения в состав сырных продуктов 3% экструдированной муки из семян нута. Данная технология позволяет увеличивать процентный выход готового продукта, стабилизирует органолептические и физико-химические показатели образцов. В частности, повышается незначительно содержание жира в опытном образце - на 1,4% и содержание белка на 7,4%. Сырный продукт обогащается биологически активными веществами муки из семян нута: высокополноценным белком, витаминами и подобными им веществами, минеральными соединениями и пищевыми волокнами, что способствует нормальному функционированию организма человека в условиях сложившейся экологической ситуации в России.

Ключевые слова: сырные продукты, растительный белок, бобовые культуры, мука из семян нута, функциональные продукты.

THE USE OF VEGETABLE PROTEIN IN THE IMPLEMENTATION OF RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OF CHEESE PRODUCTS

Research article

Dzitstsoeva Z.L.1, *, Ibragimova O.T.2, Nartikoeva A.O.3, Tedeeva F.L.4, Tsopanova E.I.5

1 ORCID: 0000-0002-6665-4432;

1-5 K. L. Khetagurov North Ossetian State University, Vladikavkaz, Russia

* Corresponding author (zalina.dzitstsoeva[at]mail.ru)

Abstract

Expanding the range of modern functional food products with increased biological value requires searching for technologies that allow replacing more expensive and valuable components of natural raw materials with cheaper but nevertheless valuable vegetable fillers. All this is within the framework of the science of nutrition and consumer demands. From this point of view, testing the technology for the inclusion of a vegetable high-protein chickpea component in the form of extruded flour from chickpea seeds is relevant and practically significant. All studies were conducted within the Faculty of Chemistry, Biology and Biotechnology of the K.L. Khetagurov North Ossetian State University. The study carries out an analysis of such raw materials as natural cow's milk, finished samples of cheese products in accordance with regulatory requirements. The research results suggest the feasibility of including 3% of extruded chickpea seed flour in the composition of cheese products. This technology allows for increasing the percentage yield of the finished product and stabilizes the organoleptic and physico-chemical parameters of the samples. In particular, the fat content in the test sample shows a slight increase by 1.4% with the protein content increasing by 7.4%. The cheese product is enriched with biologically active substances of chickpea flour: high-value protein, vitamins and similar substances, mineral compounds and dietary fibers, which contributes to the normal functioning of the human body in the current environmental situation in Russia.

Keywords: cheese products, vegetable protein, legumes, gram flour, functional products. Введение

Известно, что в настоящее время все большее внимание в конструировании современных продуктов питания отдается созданию ресурсoсберегающих биотехнологий. Под этим подразумевается прежде всего производство молокосодержащей продукции, где натуральное молоко заменяется более дешевым высокоценным по составу натуральным растительным сырьем. Это позволяет в рамках здорового питания и предпочтения потребителей конструировать полноценные по органолептическим и физико-химическим показателям продукты, комбинируя, например, растительные и молочные белки в его составе [3], [5], [6].

 В настоящее время особое внимание уделяются производству сырных продуктов, которые являются технологически недорогой альтернативой сыру. При производстве сырных продуктов допускается использование растительных жиров, что вызывает некоторые споры вокруг данного продукта питания по поводу их существования и возможности называть «сырными». Известно, что изготовлении сырного продукта выгодно с точки зрения цены и себестоимости, так как для производства 1 кг его необходимо в разы меньше молока, чем при производстве натурального сыра (молоко заменяется растительным наполнителем). Сырный продукт должен стоить от 20-50% меньше чем сыр из 100% молока [14].

То, что в России называют «сырными продуктами», в Северной Америке называется вегетарианскими или веганскими сырами. Часто их обозначают как достойная альтернатива молочным продуктам (из 100% молока). Вегетарианцы являются основными потребителями данного вида продукта (больше трети мирового рынка сырных продуктов) [15].

Практический интерес состоит в получении максимально приближенного по органолептическим и физико-химическим показателям готового сырного продукта к традиционному аналогу, что по достоинству оценится потребителями [7], [8], [10].

Семена нута является ценным источником целого ряда питательных веществ. В нем содержится до 30% белка, около 56% жира, пищевые волокна, разнообразные минеральные вещества и витамины [1], [2], [4].

 Исходя из приведенных выше аргументов представлялось целесообразным апробировать и изучить эффективность внедрения в технологическую схему производства сырного продукта из коровьего молока, экструдированной муки из семян нута.

Методы и принципы исследования

Объектами исследований явились: молоко натуральное коровье; нутовая мука; образцы сырного продукта - содержащий в качестве растительного компонента нутовую муку. Согласно требованиям стандарта ГОСТ 31449-2013 проводили оценку качества коровьего молока-сырья для производства образцов сырного продукта. Согласно требованиям ГOCTP 52688-2006 и 53512-2009 проводили оценку качества образцов сырных продуктoв в порядке, установленном в молочной промышленности.

Экструдированную муку из семян нута в нормализованную молочную смесь вносили на стадии свертывания молока в количестве 1, 2, 3, 4, 5% от массы сырья (на 10 кг коровьего молока). Это делалось с целью нахождения оптимальной дозы растительного наполнителя для данной технологии.

Стадия экструзии необходима была для перевода сложных белков нутовой муки в более легкоусвояемые (более короткие пептидные цепочки, аминокислоты). Также при этом достигается гидролиз крахмала и клетчатки нутовой муки на простые дисахариды и моносахариды, что позволяет им становится более легкоусвояемыми для действия ферментов желудочно-кишечного тракта организма человека. Экструзию осуществляли при высоком атмосферном давлении и высокой температуре 140-160оС. Время воздействия было минимальным, что позволило сохранить биологическую активность витаминов нутовой муки и ее минерального комплекса.

Экструзия позволила устранить нежелательное воздействие антипитательных факторов нутовой муки на органолептические и физико-химические показали образцов сырного продукта (неприятный запах бобовых) и появлением приятного аромата попкорна.

Основные результаты

Основной состав образцов сырного продукта предложены ниже (таблица 1).

Таблица 1 – Рецептурный состав исследуемых образцов сырного продукта

Доля муки из семян бобового растения-нут, % Натуральное коровье молоко, г Экструди-рованная мука из зерна нута, г Сычужный фермент, г CaCI2, г
Контрольный образец (без наполнителя) 1000 - 200 1
1 990 10 200 1
2 980 20 200 1
3 970 30 200 1
4 960 40 200 1
5 950 50 200 1

Нами было отмечено, что включение в состав сырного продукта растительного наполнителя, повышает выход готового продукта. Так для контрольного образца, произведенного без включения экструдированной муки их семян нута, выход сырного теста составил 12,7%.

Внесение 1% растительного наполнителя в рецептуру сырного продукта позволило повысить выход сырного теста на 3% и составило 15,7% от общей нормализованной молочной смеси.

Внесение 2% и 3% муки из семян нута уже повысило выход готового продукта до 18,9 и 22,9% соответственно. При добавлении 4% и 5% еще больше повышается выход сырного теста до 27% и 31,3%.

Исследования по влиянию различных доз внесения экструдированной муки из семян бобового растения - нутa, выявило, что наиболее оптимальное количество, которое благоприятно влияет на консистенцию сырного теста составляет не более 3% от общей массы молока. Консистенция была оценена как отличная. Образцы с 1% и 2% наполнителя в виде муки из семян нута имели консистенция обычную и хорошую, соответственно.

Повышение количества вводимой муки из семян нута, до 4 и 5% отрицательно сказывается на органолептических показателях образцов сырного продукта, особенно на его консистенцию. При внесении 4% растительного наполнителя консистенция становиться рыхлой, а при содержании муки из семян нута 5% она становиться колющаяся и плохо поддающаяся формованию. Результаты исследований представлены на рисунке 1.

1

Рис. 1 – Влияние дозы экструдированной муки из семян нутa на выход сырного теста от количества нормализованной молочной смеси

Мука из семян нута в силу своих физико-химических свойств, обусловленных богатым составом основных пищевых нутриентов, обладает свойствами структурообразователя. Это дает возможности образования более плотного сгустка сырного теста за счет количественно более эффективного перехода нутриентов мoлoкa в готовый сырный продукт. Причем, это имеет место уже при использовании 1 и 2% растительного наполнителя.

Изучение основных органолептических показателей готовых образцов сырного продукта представлены в тaблицe 3.

Полученные опытные данные свидетельствуют, что сырный продукт с 3% экструдированной муки из семян нута, характеризовался более плотной консистенцией, приятным ароматом попкорна и светло кремовым цветом сырного теста.

Таблица 3 – Результаты исследований органолептики контрольного образца сырного продукта и опытного образца с 3% долей нутовой муки

Наименование показателя Образец контрольный (экструдированная мука из семян нута отсутствует) Образец опытный, содержащий 3% экструдированной муки из семян нута
Внешний вид У сырного продукта отсутствует корка. Поверхность корки ровная, без слизи, но увлажненная Соответ.
Вкус и запах Продукт имеет чистый кисломолочный запах. Вкус не имеет посторонних привкусов Соответ. Продукт характеризуется легким, приятным ароматом попкорна
Консистенция сырного продукта Контрольный образец, имеет не крошливую консистенцию, нежную и однородную по структуре Соответ. Отличается плотной, однородной и нежной консистенцией
Рисунок сырного теста Сырный продукт не имеет явно выраженного рисунка, присутствуют небольшое количество глазков Соответ. Продукт имеет большее количество глазков крупной формы
Цвет сырного теста Продукт имеет белый цвет сырного теста, равномерный по всей массе Опытный образец имеет цвет теста слегка кремовый из-за присутствия 3% нутовой муки
Оценка образца в баллах согласно результатам дегустации 21 25

Дегустационная оценка контрольного образца сырного продукта составила-21 балл, опытного образца с 3% растительного наполнителя- 25 баллов.

Дальнейшие исследования касались изучению некоторых физико-химических показателей образцов готового сырного продукта, в частности на содержание жира и белка, что показано на диаграмме 2.

Результаты исследований показали некоторое влияние внесения растительного компонента в состав нормализованной молочной смеси на содержание жира. В опытном образце с 3% нутовой муки, жира содержалось несколько больше (23,5%), чем в контроле - (22,1%), что на 1,4% больше.

Внесение растительного компонента из семян нута оказало особенное воздействие на показатель содержания белка в готовом сырном продукте (диаграмма 2).

1

Рис. 2- Содержание жира и белка в образцах готового сырного продукта

Тaк, в контрольном продукте (без внесения муки из семян бобового растения нут) белкового компонента содержалось 18,2%. В выработанном образце сырного продукта содержащем 3% экструдированной муки из бобовых семян нута, белковых веществ содержалось около 25,6%, что на 7,4% больше, чем в контроле.

Заключение

Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют говорить о том, что экструдированная мука из семян нута, является ценным и перспективным источником высокополноценного белка в технологических схемах производства продуктов функционального назначения. Получаемые сырные продукты можно отнести к современным продуктам питания широкого потребления, так как они доступны для всех групп населения. Употребление продуктов с высоким содержанием легкоусвояемого белка позволяет повысить биологический статус организма человека в современных условиях антропогенной и психоэмоциональной нагрузки.

Введение растительного нутового компонента, как источника полноценного белка, углеводов и пищевых волокон, в рецептурный комплекс мягкого сырного продукта, дает возможность увеличивать массовую долю белковой фракции в нем и снизить рентабельность производства. Это достигается посредством технологического приема замены молочного белка, растительным высокополноценным белком, насыщению его другими не менее ценными биологически активными веществами и повышению процентного выхода продукта из сырья: нормализованного натурального коровьего молока.

Биоэлементы входящие в состав нутовой муки участвуют в энергетическом обмене человека в составе катализаторов белковой природы - ферментов и способствуют нормальному функционировании мембранных комплексов клеток человеческого организма.

Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.
Список литературы/References
  1. Аникеева Н.В. Научное теоретическое и практическое обоснование лечебно-профилактических свойств нута и продуктов, созданных на его основе / Н.В. Аникеева. — Волгоград: Изд-во ИПК «Царицын», 2002. — 230 с.
  2. Антипова Л.В. Исследование фракционного состава белков нута в аспекте получения белкового изолята / Л.В. Антипова, Н.В. Аникеева // Фундаментальные исследования. – 2006. – №5. – С. 13-14. 11.
  3. Антипова Л.В. Оценка потенциала источников растительных белков для производства продуктов питания / Л.В. Антипова, Л.Е. Мартемьянова// Пищевая промышленность. – 2013. – №8. – С.10-12.
  4. Белякова С.Ю. Синбиотические молочные продукты с растительными наполнителями для питания детей школьного возраста/ С.Ю. Белякова, Л.В. Красникова// Научный журнал НИУ ИТМО. Серия. "Процессы и аппараты пищевых производств", №1, 2014.
  5. Голубева Л.В. Изучение физико-химических свойств нута для создания новых молочных продуктов / Л.В Голубева, Л.Г. Кирилова, Т.С Корниенко и др. // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.-№7-С.71-72.
  6. Долгорукова М. В. Применение коагулянтов растительного происхождения при выработке мягкого сыра / М. В. Долгорукова, Л. В. Янситова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: материалы междунар. научно-практич. конф. Вып. XVIII. Йошкар-Ола, 2016. С. 145.
  7. Казанцева И.Л. Нут. Перспективы применения в производстве функциональных продуктов питания /И.Л. Казанцева, Ю.А. Тырсин. – Саратов: Издво СГТУ, 2013. – 164 с. 121.
  8. Казанцева И.Л. Нутовая мука – перспективный и безопасный ингредиент пищевых систем / И.Л. Казанцева // Известия Вузов. Пищевая технология. – 2014. – №5-6. – С.13-16.
  9. Рамазаева Л.Ф. Перспективы использования продуктов переработки Саратовского нута в технологии функциональных пищевых продуктов/ Л.Ф. Рамазаева, И.Л. Казанцева // Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты: материалы VIII научно-практической конференции, 19 октября 2010 г., Москва. – М.: ИК МГУПП, 2010. – С. 89-95.
  10. Рудакова А.Ю.Разработка и производство сырных продуктов с растительными компонентами/А.Ю. Рудакова, Л.А Забодалова, О.П. Серова// Научный журнал НИУ ИТМО. Серия. "Процессы и аппараты пищевых производств", №4, 2014.
  11. ТУ 9147-003-05286136-11 Изолят нутового белка. Технические условия. - Энгельс, 2011. – 9 с.
  12. Тырсин Ю.А. Перспективы использования продуктов переработки нута в безглютеновой диете / Ю.А. Тырсин, И.Л. Казанцева // Вопросы детской диетологии. – 2015. – Т.13. – №.1. – С. 5-10. 334 281.
  13. Тырсин Ю.А. Продукты переработки нута в кондитерской промышленности / Ю.А. Тырсин, И.Л. Казанцева, Л.Ф. Рамазаева // Кондитерское производство. – 2013. – №4. – С. 2-5.
  14. Почему сырные продукты популярны во всем мире //DairyNews.ru. [Электронный ресурс]. URL: https://www.dairynews.ru/news/pochemu-syrnye-produkty-populyarny-vo-vsem-mire.html. (дата обращения: 12.01.2022)
  15. Почему сырные продукты популярны во всем мире // Milknews. [Электронный ресурс]. URL: https://milknews.ru › longridy › mir-syrnie-produkty. (дата обращения: 12.01.2022)

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Anikeeva N.V. Nauchnoe teoreticheskoe i prakticheskoe obosnovanie lechebno-profilakticheskih svojstv nuta i produktov, sozdannyh na ego osnove [Scientific theoretical and practical justification of the therapeutic and preventive properties of chickpeas and products created on its basis] / N.V. Anikeeva. - Volgograd: Publishing house of IPK "Tsaritsyn", 2002. - 230 p.
  2. Antipova L.V. Issledovanie frakcionnogo sostava belkov nuta v aspekte poluchenija belkovogo izoljata [Investigation of the fractional composition of chickpea proteins in the aspect of obtaining a protein isolate] / L.V. Antipova, N.V. Anikeeva // Fundamental'nye issledovanija [Fundamental research]. - 2006. - No.5. - pp. 13-14. 11.
  3. Antipova L.V. Ocenka potenciala istochnikov rastitel'nyh belkov dlja proizvodstva produktov pitanija [Evaluation of the potential of plant protein sources for food production] / L.V. Antipova, L.E. Martemyanova // Pishhevaja promyshlennost' [Food industry]. - 2013. - No. 8. - pp. 10-12.
  4. Belyakova S.Yu. Sinbioticheskie molochnye produkty s rastitel'nymi napolniteljami dlja pitanija detej shkol'nogo vozrasta [Synbiotic dairy products with vegetable fillers for feeding school-age children] / S.Yu. Belyakova, L.V. Krasnikova // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Serija. "Processy i apparaty pishhevyh proizvodstv" [Scientific Journal of ITMO Research Institute. Series. "Processes and devices of food production"], No. 1, 2014.
  5. Golubeva L.V. Izuchenie fiziko-himicheskih svojstv nuta dlja sozdanija novyh molochnyh produktov [Study of physico-chemical properties of chickpeas for the creation of new dairy products] / L.V. Golubeva, L.G. Kirilova, T.S. Kornienko, etc. // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ja [Storage and processing of agricultural raw materials].-2008.-No.7-pp.71-72.
  6. Dolgorukova M. V. Primenenie koaguljantov rastitel'nogo proishozhdenija pri vyrabotke mjagkogo syra [The use of coagulants of vegetable origin in the production of soft cheese] / M. V. Dolgorukova, L. V. Yansitova // Aktual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozjajstva: materialy mezhdunar. nauchno-praktich. konf [Topical issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: materials of the International scientific and practical conference]. Issue XVIII. Yoshkar-Ola, 2016. p. 145.
  7. Kazantseva I.L. Nut. Perspektivy primenenija v proizvodstve funkcional'nyh produktov pitanija [Nut. Prospects of application in the production of functional food products] / I.L. Kazantseva, Yu.A. Tyrsin. - Saratov: Publishing House of SSTU, 2013. - 164 p. 121.
  8. Kazantseva I.L. Nutovaja muka – perspektivnyj i bezopasnyj ingredient pishhevyh sistem [Chickpea flour is a promising and safe ingredient of food systems] / I.L. Kazantseva // Izvestija Vuzov. Pishhevaja tehnologija [News of Universities. Food technology]. - 2014. - №5-6. - pp.13-16.
  9. Ramazaeva L.F. Perspektivy ispol'zovanija produktov pererabotki Saratovskogo nuta v tehnologii funkcional'nyh pishhevyh produktov [Prospects for the use of Saratov chickpea processing products in the technology of functional food products] / L.F. Ramazaeva, I.L. Kazantseva // Tehnologii i produkty zdorovogo pitanija. Funkcional'nye pishhevye produkty [Technologies and healthy food products. Functional foods]: materials of the VIII scientific and practical conference, October 19, 2010, Moscow. – M.: IR MGUPP, 2010. – P. 89-95.
  10. Rudakova A. Y. Razrabotka i proizvodstvo syrnyh produktov s rastitel'nymi komponentami [Development and production of cheese products with botanicals] / A. Rudakova, L. And Zabodalova, O. P. Serov // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Serija. "Processy i apparaty pishhevyh proizvodstv" [Scientific journal NRU ITMO. Series. "Processes and devices of food production"], No. 4, 2014.
  11. TU 9147-003-05286136-11 Izoljat nutovogo belka. Tehnicheskie uslovija [TU 9147-003-05286136-11 Chickpea protein isolate. Technical conditions]. - Engels, 2011. - 9 p.
  12. Tyrsin Yu.A. Perspektivy ispol'zovanija produktov pererabotki nuta v bezgljutenovoj diete [Prospects for the use of chickpea processing products in a gluten-free diet] / Yu.A. Tyrsin, I.L. Kazantseva // Voprosy detskoj dietologii [Questions of children's dietetics]. - 2015. - Vol.13. - No.1. - Pp. 5-10. 334 281.
  13. Tyrsin Yu.A. Produkty pererabotki nuta v konditerskoj promyshlennosti [Chickpea processing products in the confectionery industry] / Yu.A. Tyrsin, I.L. Kazantseva, L.F. Ramazaeva // Konditerskoe proizvodstvo [Confectionery production]. - 2013. - No. 4. - pp. 2-5.
  14. Pochemu syrnye produkty populjarny vo vsem mire [Why cheese products are popular all over the world] // DairyNews.ru . [Electronic resource]. URL: https://www.dairynews.ru/news/pochemu-syrnye-produkty-populyarny-vo-vsem-mire.html. (accessed: 12.01.2022)
  15. Pochemu syrnye produkty populjarny vo vsem mire [Why cheese products are popular all over the world] // Milknews. [Electronic resource]. URL: https://milknews.ru › longridy › mir-syrnie-produkty. (accessed: 12.01.2022)