Бульйон з профілактичними властивостями, що містить білковий гідролізат, та спосіб отримання цього
Винахід відноситься до харчової промисловості. Тваринну сировину попередньо подрібнюють, розбавляють дистильованою водою і нагрівають до 37-55°С, отриману реакційну суміш перемішують, додають суміш протеолітичних ферментів тваринного, рослинного або мікробіального походження, протягом 2-3 годин проводять гідроліз сировини при діапазоні pH від 2 до 7. Розчин гідролізату зливають з реактора, піддають подальшому очищенню шляхом фільтрації, сепарування і концентрування для відділення твердого осаду і жиру, після чого висушують із застосуванням низькотемпературної розпилювальної або сублімаційної сушіння з отриманням цільового продукту, що містить не менше 90% масової частки повноцінного білка 90 до 105. Отриманий таким чином гідролізат використовують у складі бульйонів, супів та інших перших та других страв. Винахід дозволяє спростити та здешевити процес промислового отримання білкових гідролізатів та одночасно підвищити харчові та біологічні властивості. 2 зв. та 5 з.п. ф-ли, 3 табл.
Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме до промислового способу отримання високоцінних білкових гідролізатів з тваринної сировини та використання таких білкових гідролізатів з підвищеною харчовою та біологічною цінністю у складі бульйонів, супів та інших продуктів харчування.
Здоров'я людини значною мірою визначається її харчовим статусом, тобто ступенем забезпеченості організму енергією та цілою низкою незамінних харчових речовин. Будь-яке відхилення від так званої «формули збалансованого харчування» призводить до аліментарнозалежних дефіцитних станів, які порушують певніфізіологічні функції організму, якщо ці відхилення досить виражені і тривалі за часом.
Особлива роль у задоволенні харчових потреб людини та збереженні її здоров'я відводиться забезпеченості її повноцінним білком.
Навіть незначний хронічний дефіцит білка призводить до суттєвих порушень нормального функціонування організму. Білкова недостатність супроводжується порушеннями функцій основних фізіологічних систем, водно-сольового, вітамінного та мінерального обміну, зниженням рівня гемоглобіну та ослабленням імунітету, погіршенням фізичного та розумового розвитку дітей, м'язової дистрофії. З огляду на значного чи тривалого дефіциту білка виникають численні серйозні захворювання, що знижують тривалість життя.
Повноцінне білкове харчування набуває особливої актуальності в критичних ситуаціях, що вимагають мобілізації ресурсів організму: у період інтенсивного росту та розвитку, при тривалому білковому голодуванні, інфекціях, опіках, оперативних втручаннях, хіміо- та променевої терапії, порушеннях діяльності шлунково-кишкового тракту надмірних фізичних навантаженнях та стресах, втратах крові тощо.
На жаль, традиційні продукти харчування як джерела білка не забезпечують повною мірою потреби організму в пластичному матеріалі, особливо в критичних ситуаціях. Це відбувається з різних причин. З одного боку, харчування продуктами тваринного походження є дорогим, що призводить до обмеженого споживання тваринного білка значною частиною населення. З іншого боку, споживання їх у великих кількостях, наприклад, м'ясної їжі, призводить до багатьох негативних наслідків для організму, аж до різних захворювань (подагри, порушеньроботи печінки і т.д.). А перетравлення та засвоєння білкової їжі саме собою є тривалим і витратним процесом, що витрачає і пластичні, і енергетичні ресурси організму.
Оскільки ефективність використання білка організмом людини визначається його збалансованістю за вмістом незамінних амінокислот та їх засвоюваності, доцільно для підвищення та покращення білкової складової у раціоні населення використовувати високобілкові концентровані продукти харчування нового покоління. Очевидна і нагальна необхідність повнішого використання тваринного сировини, зокрема його переробки на нові форми білків із заданими і поліпшеними функціональними і біологічними властивостями.
Харчову цінність будь-якого продукту визначають насамперед поживні властивості його складових частин, їх біологічна цінність, доступність для засвоєння та біологічна активність.
Частково цим вимогам відповідають широко відомі та популярні у дієтах багатьох народів світу м'ясні відвари або бульйони.
Існуючі численні способи одержання бульйонів на основі білкових концентратів передбачають тривале виварювання м'ясної сировини, відділення рідкої фракції, випарювання, висушування та подальше змішування з жиром, сіллю, сухими овочами та спеціями. У сухий концентрат може додаватися подрібнений порошок висушеного м'яса або його шматочки. Однак використання описаних м'ясних концентратів не дозволяє отримати бульйон, який повністю відповідає потребам лікувально-профілактичного харчування.
Широко застосовується наступний промисловий спосіб отримання м'ясного харчового бульйону на основі білкових гідролізатів. Для їхнього виробництва спочатку дві години варять жиловане м'ясо. Бульйон фільтрують і після додавання солі упарюють у 10 разів.Подрібнене м'ясо піддають гідролізу соляною кислотою при температурі 120°З тиску 5-6 атмосфер, потім масу фільтрують, нейтралізують содою і упарюють. Концентрований гідролізат і випарений бульйон змішують, додають сіль, овочевий екстракт, сушать і додають топлений жир.
Отриманий у такий спосіб м'ясний білковий гідролізат, застосовуваний виробництва бульйонів, має низку недоліків. Вплив кислоти, високої температури та тиску призводить до агрегації та руйнування амінокислот, що знижує біологічну цінність білка та перешкоджає успішному застосуванню в дієтичному харчуванні. Низька якість цього білка та незадовільні органолептичні показники змушує виробників бульйонів використовувати його в мінімальних кількостях, додаючи замість нього соєві білки, подрібнену свинячу суху шкірку тощо, а також маскувати його смак хімічними смаковими добавками і ароматизаторами.
З рівня техніки відомо, що в даний час у лікувально-профілактичному харчуванні та лікувальній практиці для профілактики та лікування хворобливих станів, пов'язаних з дефіцитом білка в організмі людини, широко застосовують білкові гідролізати казеїну, плазми, сироватки та цільної крові, а також м'язової тканини та внутрішніх органів сільськогосподарських тварин
В даний час існують три основні способи отримання білкових гідролізатів з м'ясної сировини: дією кислот, лугів та протеолітичних ферментів (пепсин, трипсин, папаїн, бромелаїн, мікробіальні протеази). Залежно та умовами проведення гідролізу білок розщеплюється або повністю на амінокислоти, або на поліпептиди різної величини.
Ефективність застосування продуктів харчування на основі білкових гідролізатів у харчуванні людини пояснюється такими властивостями:
1.Білки в них розщеплені до амінокислот та найпростіших пептидів, а отже, позбавлені токсичних, антигенних та анафілактичних властивостей.
2. Гідролізовані білки мають поживні, стимулюючі, антитоксичні та інші властивості.
3. Як правило, білки м'яса перетравлюються повільно – від 3 до 8 годин. Попередньо розщеплений поліпептиди білок засвоюється за 30-60 хвилин. За рахунок цього оптимізуються процеси анаболізму, у тому числі приріст м'язової маси та синтез усіх білків організму.
Однак для використання білкових гідролізатів при виробництві продуктів харчування, у тому числі бульйонів та супів, існують серйозні обмеження.
Основним недоліком кислотного гідролізу є руйнування триптофану, треоніну та серину, а також утворення побічних продуктів – гумінів, потенційно небезпечних для організму людини.
У лужних гідролізатах майже повністю руйнується цистеїн, цистин та аргінін, відбувається рацемізація амінокислот (тобто перетворення природних L-амінокислот на D-амінокислоти), а також утворюються чужі для організму людини та потенційно небезпечні для нього похідні амінокислот.
Незважаючи на те, що у гідролізатах, отриманих ферментативним способом, зберігається структура та поляризації амінокислот, порівняно повільний гідроліз при невисокій температурі може призвести до мікробіального забруднення. Крім того, продукти розщеплення самих протеолітичних ферментів надають гідролізатам неприємного смаку, обмежуючи їх використання при виробництві харчових продуктів.
Перераховані вище недоліки білкових гідролізатів, а також висока вартість і відсутність широкомасштабного виробництва істотно обмежують їх застосування для виготовлення харчових продуктів.
Завданням пропонованоїгрупи винаходів є спрощення та здешевлення процесу промислового отримання білкових гідролізатів з одночасним поліпшенням їх якості та підвищенням харчової цінності, та можливості використання їх профілактичних властивостей у повсякденних продуктах харчування - бульйонах, супах та інших перших та других стравах.
Поставлене завдання вирішується тим, що перший об'єкт із групи винаходів - спосіб отримання білкового гідролізату шляхом ферментативного гідролізу з білоксодержащей тваринної сировини також передбачає, що сировину вибирають з ряду: туші сільськогосподарських тварин, або птиці, або риб, відходи, що містять білок, при виробництві продукції з сільськогосподарських тварин , або птиці, або риб, попередньо подрібнену до частинок розміром 1-5 мм сировину поміщають в реактор, розбавляють дистильованою водою у співвідношенні від 1:2 до 1:3 і нагрівають до 37-55°С, реакційну суміш перемішують, додають суміш протеолітичних ферментів тваринного, рослинного або мікробіального походження, протягом 2-3 годин проводять гідроліз сировини при діапазоні pH від 2 до 7, розчин гідролізату зливають з реактора, піддають подальшому очищенню шляхом фільтрації, сепарування та концентрування для відділення твердого осаду та жиру, після чого висушують із застосуванням низькотемпературної розпилювальної або сублімаційної сушіння з отриманням цільового продукту, що містить не менше 90% масової частки повноцінного білка з амінокислотним скором від 90 до 105.
При цьому не менше 90% цільового продукту – білкового гідролізату – складають поліпептиди з молекулярною масою від 15 до 200 кДа.
Другим об'єктом із групи винаходів є бульйон, що володіє профілактичними властивостями, який містить білковий гідролізат, отриманий вищезазначеним способом.Бульйон може додатково містити біологічно активні речовини, вибрані з групи: концентрати та ізоляти білків сироватки молока та їх гідролізати, рослинні білки та їх гідролізати, аскорбінову кислоту, розчинні харчові волокна, у тому числі інулін, лактулозу.
Бульйон може входити до складу різних супів та інших перших або других страв у сухому або рідкому вигляді залежно від консистенції кінцевого продукту. Бульйон призначений для харчування не тільки здорових, а й хворих людей, а також для дитячого, дієтичного та спеціалізованого харчування для профілактики білкової недостатності та покращення обміну речовин в організмі здорових та хворих людей.
Застосування вищевказаних прийомів та режимів дозволяє отримувати сухий білковий гідролізат з м'яких та кісткових субпродуктів сільськогосподарських тварин, птиці та риби за рахунок часткового ферментативного гідролізу їх білків у промислових масштабах із збереженням та покращенням біологічних, харчових та технологічних властивостей вихідної сировини.
Технічним результатом заявленого винаходу є наступне: промисловий спосіб отримання білкових гідролізатів з м'ясної сировини та бульйонів на їх основі забезпечує за сукупністю технологічних та медико-біологічних властивостей високі споживчі характеристики та задану функціональну значущість кінцевих бульйонів. Високі харчові та біологічні властивості, швидке і повне засвоєння амінокислот, що входять до їх складу, а також повна гіпоалергенність дозволять широко застосовувати пропоновані швидкорозчинні бульйони, супи та інші продукти в харчуванні, як хворих, так і здорових людей.
Основні фізико-хімічні показники м'ясного гідролізату наведено у таблиці 1.
Нижче загалом описані передумови, що дозволяють зрозуміти головнезначення розроблених бульйонів як профілактичного засобу, що володіє винятковими поживними та регенераційними властивостями для здорових та хворих людей.
Амінокислотний склад сухих білкових гідролізатів із різних видів м'ясної сировини.