Биологическая ценность компонентов

Молоко – полноценный продукт питания. По словам лауреата Нобелевской премии академика И.П. Павлова, «между сортами человеческой еды в исключительном положении находится молоко как пища, приготовленная самой природой». Легкая усвояемость – одно из наиболее важных свойств молока как продукт питания. Более того, молоко стимулирует усвоение питательных веществ других пищевых продуктов. Ежегодно в мире пьют более 500 млн. л молока, потребление которого вносит разнообразие в питание, улучшает вкус других продуктов. Молоко обладает лечебно – профилактическими свойствами. Основное значение молока в природе заключается в обеспечении питанием рожденного молодого организма.

Пищевая и биологическая ценность молока и молочных продуктов выше, чем у других продуктов, встречающихся в природе. В молоке содержится более 120 различных компонентов, в том числе 20 аминокислот, 64 жирные кислоты, 40 минеральных веществ, 15 витаминов, десятки ферментов и т.д.

При употреблении 1л молока удовлетворяется суточная потребность взрослого человека в жире, кальции, фосфоре, на 53 % – потребность в белке, на 35 % – в витаминах А, С и тиамине, на 26 % – в энергии. Энергетическая ценность 1 л сырого молока составляет около 65 ккал.

Самая важная задача производителей – сохранить природные свойства молока и донести их без изменения (насколько это возможно) до человека.

Белки являются наиболее ценной составной частью молока. Они составляют около 3,3%, в том числе казеина 2,7%, альбумина 0,4%, глобулина 0,12%. Казеин относится к сложным белкам фосфопротеинам и содержится в виде кальциевой соли (казеината кальция), придает молоку белый цвет. В свежем молоке казеин образует коллоидный раствор; в кислой среде молочная кислота отщепляет от молекулы казеина кальций, свободная казеиновая кислота выпадает в осадок и образуется молочнокислый сгусток.

Белки молока содержат все незаменимые аминокислоты и являются полноценными.

Жир в молоке содержится в количестве от 2,8 до 5%. Молоко является природной эмульсией жира в воде: жировая фаза находится в плазме молока в виде мелких капель – шариков жира, покрытых защитной лецитино – белковой оболочкой. При разрушении оболочки свободный жир образует комки жира, что ухудшает качество молока. Для обеспечения устойчивости жировой эмульсии необходимо сокращать до минимума механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортировании, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку (длительная выдержка при высоких температурах может вызвать денатурацию структурных белков оболочки шариков жира и нарушение ее целостности), применять дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации.

Молочный жир состоит из сложной смеси ацилглицеринов (глицеридов). Из нескольких тысяч триглицеридов молочного жира большую часть составляют разнокислотные, поэтому жир имеет относительно низкую температуру плавления и однородную консистенцию.

Среди насыщенных кислот преобладают пальмитиновая, миристиновая и стеариновая (60 – 75%), среди ненасыщенных – олеиновая (около 30%). Содержание стеариновой и олеиновой кислот повышается летом, а миристиновой и пальмитиновой – зимой. Молочный жир содержит низкомолекулярные летучие насыщенные жирные кислоты – масляную, капроновую, каприловую и каприновую (4 – 10%), которые обусловливают специфический вкус молочного жира. Меньшее содержание низкомолекулярных кислот является признаком фальсификации молочного жира другими жирами. Кроме олеиновой кислоты содержатся также в небольших количествах ненасыщенные жирные кислоты – линолевая, линоленовая и арахидоновая (3 – 5 %).

Ненасыщенные и низкомолекулярные жирные кислоты придают молочному жиру легкоплавкость (температура плавления – 27 – 34 °С). Эти кислоты имеют более ценные биологические свойства, чем высокомолекулярные и насыщенные. Низкая температура плавления и высокая дисперсность обеспечивают хорошую усвояемость молочного жира.

К недостаткам молочного жира относится его низкая устойчивость к воздействию высоких температур, световых лучей, кислорода воздуха, водяных паров, растворов щелочей и кислот. Происходит прогоркание жира вследствие гидролиза, окисления, осаливания.

Сопутствующие вещества в составе молочного жира составляют 0,3 – 0,55 %. Настерины приходится 0,2 – 0,4 %. Они представлены в основном холестерином в свободном состоянии или в виде эфиров жирных кислот, а также эргостерином и др. Наряду с простыми липидами в молочный жир входят разнообразные фосфолипиды (лецитин, кефалин и др.), которые обладают эмульгирующей способностью, участвуют в построении оболочек шариков жира. Желтая окраска молочного жира обусловлена наличием в нем каротиноидов – тетротерпеновых углеводородов (каротинов) и спиртов (ксантофиллов). Содержание каротинов зависит от кормовых рационов, состояния животных и времени года (летом больше) и составляет 8 – 20 мг в I кг молочного жира.

Лактоза (молочный сахар) является основным углеводом молока, моносахариды (глюкоза, галактоза и др.) присутствуют в нем в меньшем количестве, более сложные олигосахариды – в виде следов.

Дисахарид лактоза – основной источник энергии для биохимических процессов в организме (на нее приходится около 30 % энергетической ценности молока), способствует усвоению кальция, фосфора, магния, бария. В молоке лактоза находится в свободном состоянии в виде а – и p – форм. Очень небольшая часть лактозы связана с другими углеводами и белками. Молочный сахар медленно проникает сквозь стенку кишечника в кровь, поэтому его используют для питания молочнокислые бактерии, оздоравливающие среду желудка. При нагревании молока выше 95°С цвет молока изменяется от желтоватого до бурого из–за образования меланоидинов, имеющих темную окраску, в результате реакции углеводов молока с белками и некоторыми свободными аминокислотами.

Минеральных веществ в молоке содержится до 1 %, в их состав входит более 50 элементов. Основными из них являются кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера. Кальция в I л молока содержится 1,2 г, он необходим для формирования костей, регулирования кровяного давления.

В области производства молочных продуктов приоритетным направлением является создание продуктов с заданными свойствами, с комплексным использованием сырья и материалов. Качество молочных продуктов определяется их структурой и консистенцией, которые зависят от правильного проведения технологического процесса. Структура (строение) вещества характеризуется размерами, формой и положением частиц. Для улучшения консистенции пищевых продуктов и повышения их стойкости при сохранении часто используют стабилизирующие добавки растительного происхождения, например, пектин.

Пектины это полисахариды, которые состоят из остатков галактуроновой кислоты, причем часть остатков галактуроновой кислоты содержит метоксигруппу. Эти вещества относятся к группе пищевых волокон, которые представляют собой один из незаменимых компонентов пищевого рациона. Пектины содержатся практически во всех растениях. Особенно богаты пектином яблоки, сливы, крыжовник, все цитрусовые. Наименьшее его количество встречается в мягких фруктах, таких как вишня, виноград, клубника.

Основными промышленными источниками пектина являются яблочные выжимки (30%) и кожура цитрусовых (70%). Также пектин получают из жома сахарной свеклы и корзинок подсолнечника.

Используют пектины в различных целях. В пищевой промышленности пектин яблочный и цитрусовый используется как пищевая добавка в качестве загустителя, стабилизатора и желирующего агента. Основным свойством пектина в этом случае является его способность образовывать пастообразные гели в присутствии ионов кальция, кислоты или сахара.

Биологические активные свойства пектина основаны на его неперевариваемости и неусвояемости, т.е. он является растворимым пищевым волокном. С этой целью его используют для обогащения пищевых продуктов и изготовления БАД к пище.

Польза пектина велика. Физиологические функции данного вещества, как и всех пищевых волокон, многообразны: на своей поверхности пектин в тонком кишечнике сорбирует желчные кислоты и жиры, снижая тем самым уровень холестерина в крови, препятствует всасыванию некоторых токсичных веществ, нормализует частоту и объем стула, создает оптимальные условия для микробиоциноза, то есть размножения полезных, нужных организму микробов [21].

В отличие от других пищевых волокон, пектин замедляет продвижение перевариваемой пищи в толстой кишке, поскольку повышает ее вязкость. Следовательно, усвоение пищи будет более полным, а значит, организму хватит меньшего количества еды. Это свойство очень ценно тем, кто сидит на диете для похудения.

Яблочный пектин проявляет в опытах in vitro бактериальную активность в отношении сальмонелл, стафилококков, стрептококков, кишечных палочек и бацилл.

Вяжущие и обволакивающие свойства пектина яблочного, цитрусового и некоторых других защищают слизистую оболочку желудочно–кишечного тракта и оказывают умеренное обезболивающее и противовоспалительное воздействие при язвенных поражениях. Пектины связывают и выводят радиоактивные вещества и тяжелые металлы, а также, холестерин. Пектины используют для лечения кишечных инфекций, для коррекции микробной экологии кишечника при ее дисбалансе различного происхождения, профилактики и лечения язвенного колита, новообразований, стрессов различного происхождения, сахарного диабета, гиперхолестеринемии, нарушененного гормонального статуса женщин и других патологических состояний [30].

Это вещество растительного происхождения подарит организму массу ценных свойств и положительно влияет на клетки тела. Только разумное и умеренное употребление данного компонента даст организму ценные свойства, которые есть в пектине [21]. Клинические исследования показали способность пектина выводить токсины и тяжелые металлы, снижать аллергическое воздействие, связанное с экологической ситуацией, регулировать обмен веществ и функции органов пищеварения. Комбинация кисломолочного продукта с пектином стимулирует рост и активизацию полезной микрофлоры кишечника человека. Благотворное влияние пектина на организм человека, а также широкие технологические возможности позволяют применять эту добавку при производстве молочных продуктов, в том числе детского питания.

Удивительная способность какао улучшать настроение и повышать жизненный тонус давно была замечена людьми (калоризатор). А когда на это обратили внимание ученые, выяснилось, что биологически активные вещества, которые содержатся в какао, увеличивают работоспособность, стимулируют умственную деятельность, улучшают память и даже способны помочь человеку справиться с депрессией, стимулируя выработку «гормона радости» – эндорфина.

Пить напиток из какао полезно людям истощенным, ослабевшим от тяжелых болезней или после операции.

Плод какао содержит семена, погруженные в липкую жидкость. Эти семена называются какао – бобами и окружены оболочкой, которая называется какаовеллой. При обжарке преследуется цель изменить структуру какао бобов, что позволит разделить их на составные части, подвергнуть тонкому размолу ядро, максимально выделить из его клеток жир, а также за счет протекающих в ядре какао бобов физико – химических процессов, вызванных высокой температурой, добиться значительного улучшения вкуса и аромата. В конце обжарки влажность какаовеллы не превышает 0,2%, что указывает на полную денатурацию белковых веществ, какаовелла приобретает свойства твердого, пористого, хрупкого тела, она легко отделятся от ядра. Более эффективной и современной технологией производства считается обжарка уже очищенной крупки. Это связано с тем, что обжарка целого боба имеет недостаток – верхние слои прогреваются сильнее, чем ядро. Температура верхних слоев 125ºС, а центральных слоев не превышает 105°С. Перед этим, боб вместе с какаовеллой, целиком, подвергается сушке при температуре 80 градусов С, до влажности 3,5 – 4,5%. Термообработка на заводе производителе значительно снижает риск заражения какаовеллы болезнетворными бактериями, которое может возникнуть при ферментации. Обжаренные и охлажденные какао – бобы при надавливании легко дробятся, при этом какаовелла отделяется от ядра и удаляется из шоколадного производства, т.к. трудно поддается измельчению из – за высокой твердости и абразивности. Вес какаовеллы составляет 10 – 20% от веса какао – бобов, поэтому источниками какаовеллы на российском рынке являются фабрики по переработке какао – бобов.

Сравнительные характеристики составных частей какао – бобов представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Сравнительные характеристики составных частей какао – бобов

По пищевой ценности какаовелла характеризуется пониженным содержанием жира (какао масла) и повышенным содержанием витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон. Кроме этого какаовелла, даже в большем количестве, чем ядро какао – боба содержит теобромин (складываем показатели какаовеллы и ростка) – вещество способствующее стимулированию деятельности сердечной мышцы человека, повышающее общий тонус организма. Количество пищевых волокон в какаовелле достигает 60%. Пищевые волокна представлены пектиновыми веществами и клетчаткой. Органолептические свойства волокон какао из какаовеллы сходны с органолептическими свойствами какао – порошка. Такой продукт подходит для весьма ограниченного количества пищевых изделий. Какао – орошок из какаовеллы, необходимый в производстве молочных шоколадных коктейлей должен значительно отличаться показателями дисперсного состава: 60 – 70% менее 50 мкм, 15 – 20% от 50 до 100 мкм, 15 – 20% от 100 до 160 мкм. Дисперсный состав какао – порошка из какаовеллы определяется методом ситового анализа. При такой степени измельчения получается продукт, способный заменить в молочных продуктах какао – порошок и обогатить молочные продукты биологически ценными веществами [27].

По своим физико – механическим свойствам тонкодисперсный какао порошок из какаовеллы приближен к какао – порошку. Обогащение молочных продуктов витаминами, минеральными веществами и пищевыми волокнами, при снижении содержания жира, соответствует теориям рационального питания и современным тенденциям создания пищевых продуктов функционального назначения. Использование промышленного порошка из какаовеллы молотой позволяет повысить пищевую ценность молочных продуктов. А также значительно снизить себестоимость продукции, ведь стоимость какао – порошка из жмыха какао 250 – 300 руб./кг, стоимость промышленного какао – порошка из какаовеллы 70 – 100 руб./кг).

Разработка продуктов составляет наиболее значимую часть деятельности промышленности. Это становится все более актуальным в современных условиях интенсивного развития пищевой промышленности. Серьезным стимулом к развитию разработки новых и специализированных продуктов явилась острая необходимость в продуктовом разнообразии, создание возможности выбора на полках и снижения себестоимости, реализация принципов здорового питания. В настоящее время социальные и технологические изменения, развитие информационных технологий в развитых странах и экономический рост в ряде развивающихся стран, принуждают пищевую промышленность к ускоренному развитию.

Экспериментальная часть