Для снижения дефицита белка и расширения ассортимента белковой продукции в сферу промышленного производства вовлекаются все новые виды белкового сырья и препаратов, полученные на основе зерновых, бобовых, масличных, овощей, растений.

В производстве мясных продуктов в качестве функциональнотехнологического наполнителя традиционно применяется пшеничная мука. Так как мука относится к наполнителям, снижающим пищевую ценность мясопродуктов, ее количество ограничивается и составляет 1,0%-2,0% к массе сырья.

В настоящее время все большее внимание привлекает мука от переработки других видов зерновых, что объясняется большими объемами их производства. Функциональные характеристики сортовой рисовой, ячменной, гречневой, овсяной, пшенной, характеризующие их технологический потенциал в сравнении с отечественной соевой и гороховой мукой, полученных из бобовых. Самую высокую водосвязывающую способность имеет гречневая мука (рис. 36), которая по этой характеристике превосходит даже соевую, высокую способность к удержанию воды проявляют рисовая и ячневая мука.

Жироудерживающая способность исследованного сырья находится на уровне соевой муки. Исключение составляет гороховая мука, которая по этому показателю выгодно отличается от других видов муки. Гелеообразование свойственно всем видам представленного сырья, за исключением пшенной муки, при этом показатель гелеобразования высокий и находится на уровне соевых изолятов, формирующих гели при концентрации препарата, в среднем, 15-20 г на 100 мл воды.

Рисовую и кукурузную муку рекомендуется добавлять в рецептуры стерилизованных паштетов. Подготовка муки включает кратковременную варку в воде (5-10 мин) при соотношении муки и воды 1:4. Допустимый уровень замены мяса растительным наполнителем составляет 8-10% к массе мясного сырья.

Представляет интерес производство и использование муки зерновых и бобовых, функциональные свойства которой улучшены экструзионной или тепловой обработкой под давлением (термомеханическое воздействие). При таком воздействии изменяется структура основных технологических компонентов сырья - белков и крахмала, с образованием свободных функциональных групп, способных улучшать поведение муки в системах белок-вода, белок-жир-вода. Кроме того, тепловая обработка повышает переваримость и санитарное состояние сырья, что способствует улучшению его качества. Термомеханической обработки могут быть подвержены различные виды муки, например ячменная, гороховая, пшеничная, пшенная, овсяная.

Белковое сырье бобовых культур.

Чечевица (рис. 37) и продукты ее переработки. Чечевицу издавна выращивают в различных странах мира, включая Россию (Орловская, Воронежская, Ульяновская, Самарская, Саратовская, Тамбовская и Пензенская области, Ставропольский край). В Европе чечевица используется для производства белковых препаратов, а также как основное сырье, добавляемое в рецептуры колбас, консервов, а также суррогата кофе, какао, печенья, конфет.

Чечевица отличается высоким содержанием белка и среди бобовых культур уступает по этому показателю только сое. От других бобовых чечевицу выгодно отличает низкое содержание антипитательных факторов (олигосахаров, лектинов, ингибиторов трипсина). Преобладающая фракция белков - солерастворимые белки, способные участвовать в процессах структурообразования фарша.

Максимум растворимости белков отмечается в диапазоне рН 6,0-8,0. В совокупности два этих названных фактора свидетельствуют о целесообразности использования чечевицы в мясных системах.

Положительные качества чечевицы, а также необходимость увеличения ресурсов пищевого белка послужили основанием для разработки отечественных технологий ее переработки в высококонцентрированные формы белковых препаратов. Разработанный ассортимент белковых препаратов из чечевицы включает экструдат чечевицы, чечевичную муку, изолят чечевичного белка, концентрат чечевичного белка, текстураты на основе изолята.

Экструдат получают путем экструзионной обработки размолотой чечевицы. По своему назначению, структуре и свойствам это аналог текстурированной соевой муки. Это продукт пористой структуры со множеством капилляров, что создает хорошие условия для удержания большого количества влаги за счет сил адсорбции, а также взаимодействия влаги с функциональными группами сырья (абсорбция влаги). Поэтому экструдат имеет лучшие функциональные свойства по сравнению с продуктом размола семян чечевицы - чечевичной мукой.

Изолят чечевичного белка - это продукт многократной экстракции муки. Экстракция может быть выполнена слабым раствором щелочи или сульфата аммония с последующим осаждением белка в изоэлектрической точке (рН ИЭТ 3,2-3,4). Готовую форму изолята получают методом вакуумсублимационной или конвективной сушки. Концентрат чечевичного белка получают в результате промывки чечевицы водой.

На основе изолята чечевичного белка готовят текстурат изолята. Экспериментальная технология текстурирования основана на замораживании и прессовании пастообразного изолята. Конечный продукт с губчатой структурой можно использовать в технологии рубленых и замороженных полуфабрикатов или в качестве аналогов мяса.

Среди растительных источников белка высокую пищевую ценность имеет также горох. Анализ материалов научно-технической литературы, а также обзор рекламных материалов позволил выделить 3 основных вида использования сырья: бланшированный горох, гороховая мука; модифицированная гороховая мука; изолят белка гороховой муки.

Известны технологии полукопченых колбас с добавлением бланшированного лущеного гороха в сочетании с растительным маслом (уровень замены мяса до 10,0%), или ливерные колбасы с гороховой мукой (уровень введения муки до 11,0%). Вместе с тем, известны специфические свойства гороха и муки на его основе, в частности, специфический вкус и запах, наличие антипитательных факторов, которые ограничивают применение этого сырья минимальной степени предварительной обработки при производстве мясопродуктов.

К новым продуктам относится изолят гороховой муки, который хорошо зарекомендовал себя в опытной технологии вареных колбас при уровне введения до 30%. Нут, люпин и другие бобовые. Нут, как кормовая и пищевая культура, широко культивируется в Волгоградской области и Калмыкии. Химический состав характеризуется следующими данными: белка до 30%, жира до 7%, углеводов до 45%, то есть по содержанию белка нут уступает сое, но, практически, сопоставим с чечевицей. Белки нута характеризуются достаточно высокой сбалансированностью аминокислотного состава, хотя, подобно всем бобовым лимитирующая аминокислота метионин имеет низкий скор. Белки нута являются источником таких микроэлементов, как железо, цинк, марганец, фосфор.

Отечественные разработки по созданию белковых продуктов из нута имеют практическую реализацию - разработка нормативного документа на белковое сырье из нута (ТУ 9293-018-34440486-98) и мясопродукты с его использованием. Разработан технологический регламент производства различных видов колбас с нутовой мукой и утверждены технические условия на новые виды изделий. Выполнены научные исследования, направленные на изучении свойств продуктов с нутовой мукой, а именно способность удерживать влагу и жир. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности ее использования в технологии мясопродуктов.

Перспективной бобовой культурой является люпин, который используется как кормовая добавка. Основным недостатком люпина является наличие в нем алкалоидов. В настоящее время разработаны два основных способа переработки люпина на пищевые цели: термопластическая экструзия люпина; экстрагирование алкалоидов и белка. В первом случае в качестве готового продукта получают экструдат (0,88т из 1т сырья), во втором - белковый шрот, белковый концентрат (выход 40% к массе сырья), или изолят (выход 12%). Во ВНИИ люпина разработаны технические условия на полуфабрикат из люпина, включая муку и продукты глубокой переработки люпина, (ТУ 9196-006-11951678-2001), в которых определены технические требования к полуфабрикату, в том числе предельно допустимое содержание алкалоидов, органолептические и физико-химические показатели. Белки рекомендуется использовать при производстве различных пищевых продуктов, в том числе колбас, полуфабрикатов.

Таким образом, наряду с соей, все большее распространение получают добавки, в том числе изоляты, полученные из других источников, которые представляют определенный практический интерес, ввиду его доступности и сбалансированности состава.

Реальным растительным сырьем для получения высококачественных белковых продуктов являются вторичные продукты переработки зерна пшеницы - отруби, на долю которых до 26% общего количества сырья при переработке пшеницы в муку. При переработке зерна в муку резервы пшеничного белка в стране составляют около 610 тыс.т.

В России разработана и испытана в опытно-промышленных условиях технология переработки отрубей. Целевыми продуктами от переработки отрубей, в соответствии со схемой, являются: белковая мука с содержанием белка 45% или белковый концентрат, содержащий 60% белка; крахмалобелковый продукт, предназначенный для использования при производстве колбас и экструдатов; кормовой продукт, используемый в производстве комбикормов.

Максимальную растворимость белковая мука имеет при рН 11-12, минимальную при рН 4,1. Смещение рН в щелочную область (от рН 4,0 до 8,5) приводит к увеличению растворимости белков муки из отрубей. Введение в такие системы соли или фосфатов в концентрации 0,4-4,0% приводит к еще большему повышению растворимости. Аналогичное действие оказывает температура, максимум растворимости отмечается при 70°С. Границы изменения всех названных факторов, то есть рН, концентрации соли, температуры, при которых растворимость белков максимальная, соответствуют условиям, производства колбасных изделий. Поэтому белок из пшеничных отрубей может быть использован при производстве колбас.

Представляет интерес использование в технологии мясопродуктов пшеничного зародыша (рис. 38). На мукомольных заводах, оснащенных современным оборудованием, пшеничные зародыши отбирают в виде тонких хлопьев, размер которых не превышает 1,25-2,0 мм.

Пшеничные зародышевые хлопья содержат от 23,0 до 41,0% белка, который, в отличие от белка зерна в целом, имеет полный набор незаменимых аминокислот, сбалансированных по составу.

Содержание жира в хлопьях составляет 8,0-10,4%.Жировой компонент пшеничного зародыша отличается повышенным содержанием полиненасыщенных жирных кислот, на долю которых приходится около 80% от общего количества. По различным данным содержание линоленовой кислоты составляет 5,2-15,2%, линолевой - 49,2-57,0 %. Особым достоинством пшеничного зародыша является высокое содержание токоферолов (витамин Е), потребление 100 г пшеничного зародыша позволяет практически полностью удовлетворить суточную потребность в нем. Высокое содержание токоферола важно также и с точки зрения качества продукции, так как он является природным антиокислителем. Разработаны технологические инструкции по использованию пшеничного зародыша в производстве полуфабрикатов (фрикадельки и котлеты) и консервов. Уровень ведения зародыша составляет до 5%, при уровне гидратации 1:1,5.

Белковые продукты переработки овощей, фруктов, трав растений. Обновление ассортимента мясных продуктов происходит, в том числе, за счет производства изделий специального и лечебно-профилактического назначения, в которых широкое применение получает использование нетрадиционного растительного сырья в качестве технологических добавок или ингредиентов рецептур. Нетрадиционное сырье является источником белков, витаминов, олигосахаридов, минеральных веществ. В качестве такого сырья используются тыква, в том числе семена, морковь, топинамбур, семена и жмых от переработки томатов, овощные порошки.

Одним из направлений научных исследований и практических разработок, направленных на сокращение и устранение дефицита пищевого белка, является создание отечественной технологии и техники производства белковых изолятов и концентратов, разработка эффективных технологий переработки имеющихся ресурсов растительного сырья.

По содержанию белка перспективными культурами трав являются многолетние травы, в том числе, клевер, люцерна, кормовая капуста.

Разработана технология производства концентрата из люцерны, основные стадии которой включают: влажное фракционирование сырья с выделением сока → фракционирование сока коагуляцией паром → флотационное разделение фракций → лиофильная сушка препарата. Конечный продукт - белковый концентрат люцерны, который имеет следующий химический состав (% на сухое вещество): белок - 80,3%; жир1,1%; зола - 2,2%; углеводы - 0,5%. Подобная технология промышленной переработки люцерны в пищевой концентрат разработана и реализована в Венгрии (препарат Вепекс).

Известны белковые концентраты, выделенные из семян масличных культур, хлопчатника, подсолнечника, рапса.

Основным недостатком хлопкового шрота (рис. 39), который является хорошим источником протеина, является наличие токсичного флавоноида госсипола, что ограничивает его использование даже на корм животных.

То есть при разработке технологии белковых препаратов из хлопчатника одной из основных проблем является удаление этого соединения. В основе одной из экспериментальных технологий белкового препарата, полностью освобожденного от антипитательных веществ, лежит ферментация щелочного экстракта шрота молочнокислыми микроорганизмами с последующим нагреванием биомассы для инактивации бактерий и сушкой. Готовый препарат представляет собой порошок коричневого цвета с содержанием белка 70,0-80,0%. Главным белковым компонентом семян хлопчатника является госсипулин, обладающий низкой эмульгирующей способностью, которая зависит от рН. Так при рН 3,0 эмульгирующая способность составляет 0,2-0,4 кг/г белка, а при рН 11,5 - 5,2 кг/г белка. Эмульсии наименее стабильны при нейтральных рН, что затрудняет их использование в технологии мяса. Совершенствование технологии хлопковых препаратов предполагает: химическую модификацию белков, в частности, ацилирование госсипулина; комплексообразование с полисахаридами, например пектином; ферментативный гидролиз белков.

Разработана экспериментальная технология изолята из шрота семян подсолнечника. Однако функциональные свойства препарата, такие как набухаемость в нейтральных средах, растворимость, достаточно низкие, что сокращает область его применения. Одним из способов улучшения функциональных свойств изолятов, по мнению специалистов, является обогащение белков кислыми полисахаридами.

В последние годы большой интерес с точки зрения использования их для производства пищевых продуктов, в том числе мясных, вызывают такие растения как амарант, стевия, стахис.

По содержанию белка, витаминов, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ, масла зерно амаранта превосходит традиционные зерновые культуры, такие как пшеница, рожь, гречиха, кукуруза.

Среди белков амаранта около половины составляют высокофункциональные водорастворимые белки. Суммарный белок на 28- 35% состоит из незаменимых аминокислот, при этом количество метионина и лизина, то есть кислот, дефицитных для бобовых и зерновых, соответственно, вдвое больше. Учитывая высокие потенциальные возможности амаранта, целесообразно развитие технологий его переработки, в том числе с целью получения белковых продуктов на основе цельных семян амаранта, а также с выделением очищенных белковых препаратов.