Продукт "протеины кедра" из жмыха кедрового ореха

Продукт "протеины кедра" из жмыха кедрового ореха

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности и медицине, а более конкретно к белково-витаминным продуктам типа "муки" из высокомасличных семян кедра.

Известен продукт в виде кондитерской муки из кедрового ореха (Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров, под редакцией Сергеева А.Г. - Л.: Минпищепром, 1975 г., т.1, кн.1, с.620-628), в котором продукт получен двукратным холодным прессованием с последующим (третьим) горячим прессованием и помолом.

Недостатком указанного продукта является короткий срок хранения получаемого продукта из жмыха кедрового ореха вследствие высокого содержания полиненасыщенных жирных кислот, которые быстро окисляются, и продукт становится прогорклым. Горячее прессование приводит к потере биологической активности продукта (содержание витаминов, аминокислот и др.).

Известен близкий по составу жмых кедрового ореха, получаемый после холодного отжима масла. Этот продукт имеет недостаток - он содержит до 40% кедрового масла и имеет небольшой срок хранения, быстро теряет свои вкусовые качества, легко окисляется и прогоркает (жмых кедровых орехов ТУ 9146-001-474508786-99).

Известен также пищевой продукт - шрот кедрового ореха, обезжиренный с помощью органического растворителя изопентанола, который содержит до 3% кедрового масла. Этот продукт также имеет недостаток - остаточное содержание растворителя в нем достигает 0,1%, что отрицательно влияет на его вкусовые качества и экологическую чистоту (шрот кедровый пищевой ТУ 9146-002-57702578-02).

Известен продукт из шрота кедрового ореха, который получают при изготовлении кедрового масла. Выделение масла осуществляют экстрагированием гексаном, или эфиром, или бензином, или спиртом при объемном соотношении орехов к растворителю 1:0,8-1:3 с последующим удалением растворителя (Патент РФ №2096443, МПК С11В 1/10, опубл. 20.11.1997).

Однако остаточное содержание растворителя в таком продукте отрицательно влияет на его вкусовые качества и экологическую чистоту.

Известен пищевой белковый продукт типа муки (Патент РФ №2057794, МПК С11В 1/06, опубл. 10.04.96), полученный горячим прессованием полностью очищенного ядра кедрового ореха до остаточного содержания масла в жмыхе, равного 12-18%, с содержанием протеина 39,6-44,3%, клетчатки 2,6-3,1%, масличностью 12-18% и кислотным числом 1,1-1,3.

Недостатками известного белкового продукта из жмыха кедрового ореха являются трудоемкость, длительность и низкая эффективность процесса его получения, а горячее прессование приводит к потере биологической активности продукта (снижение содержания витаминов, аминокислот и др.).

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является продукт из кедрового жмыха, представляющий собой сыпучую массу, состоящую из белков, жиров и углеводов, содержит на 100 г: белки - 26 г, жиры - 35 г, углеводы - 15 г; энергетическая ценность - 479 ккал, кислотное число, мгКОН/г - не более 3,0 (патент РФ №2181755, МПК C11B 1/00, опубл. 27.04.2002). В этом продукте обнаружено 7 макроэлементов, таких как К, Na, Ca, Mg, Fe, Al, Si, и 17 микроэлементов. Продукт получен прессованием и фракционированием жмыха.

Недостатком указанного продукта является короткий срок хранения получаемого продукта из жмыха кедрового ореха вследствие высокого содержания жира (до 36 мас.%), в частности полиненасыщенных жирных кислот, которые быстро окисляются, и продукт становится прогорклым.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание такого продукта из жмыха кедрового ореха, который имел бы срок хранения более 1 года с сохранением полезных веществ (витамины, аминокислоты, микро- и макроэлементы) и органолептических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что в продукте из жмыха кедрового ореха, содержащем растительный белок, углеводы, жиры и воду, согласно изобретению в качестве жмыха он содержит жмых кедрового ореха, полученный холодным прессованием с последующей обработкой двуокисью углерода и имеющий перекисное число не более 0,1 ммоль/1/20/кг, кислотное число не более 0,7±0,07%, энергетическую ценность 500-530 ккал/100 г и следующий химический состав, мас.%:

Жиры,	18,0-21,0
в том числе фосфолипиды	1,8-2,5
Растительные белки	38,0-45,0
Углеводы	18,0-25,0
Вода	2,0-4,0
Зола	5,7-6,2

Продукт содержит:

- витамины группы В, мг/100 г продукта:

Витамин В1	1,14
Витамин В2	37,0
Витамин В5	437,4
Витамин РР (никотинамид)	10,3

- минеральный состав, г/100 г продукта:

В	0.004
Ca	0.05
Cu	0.004
Fe	0.012
I	0.01
К	1.36
Mg	0.47
Mn	0.02
Na	0.005
Р	1.31
S	0.60
Se	0.002
Si	0.01
Zn	0.014

- аминокислотный состав белка, г/100 г продукта:

аспарагин	9.6
треонин	4.8
серин	3.6
глутамин	20.4
пролин	4.4
глицин	4.1
аланин	4.5
валин	4.9
метионин	0.4
изолейцин	3.8
лейцин	6.8
тирозин	4.5
фенилаланин	4.2
гистидин	2.8
лизин	3.7
аргинин	17.2

Холодное прессование кедрового ореха с последующей обработкой жмыха двуокисью углерода обеспечивает снижение общего количества жира в конечном продукте (жмых кедрового ореха в виде муки) до 18,0-21,0 мас.%, в котором уменьшено содержание нейтральных (неполярных) легкоокисляющихся жиров, представленных в основном полиненасыщенными жирными кислотами, и увеличена доля фосфолипидов до 1,8-2,5 мас.%, что позволяет сохранить все полезные вещества и органолептические свойства продукта более 1 года при комнатной температуре.

На чертеже приведена фотография тонкослойной хроматографии экстракта шрота кедрового ореха.

Описание технологии получения продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА» из жмыха кедрового ореха и его состав

Сначала производят подсушивание ореха, затем очистку от сорных примесей, калибровку ореха по размерам на фракции, обрушивание ореха, отделение ядра от шелухи, холодное прессование на стандартном оборудовании, например шнековом прессе, измельчение жмыха холодного прессования. Жмых кедрового ореха, полученный после холодного механического отжима кедрового масла, дополнительно обрабатывают жидкой углекислотой при температуре 15-25 градусов Цельсия и давлении 55-60 атм в течение 10-15 часов. Далее производят дробление жмыха в дробилке, сортировку помола на ситовых устройствах, сушку кедровой муки до остаточной влажности 2,0-4,0 мас.% и ее затаривание в пакеты.

В результате такой обработки образуется продукт «ПРОТЕИНЫ КЕДРА» (шрот), не содержащий токсических примесей. Протеины и углеводы кедрового ореха в таком продукте сохраняются более 1 года в неизмененной форме и обладают высокой биодоступностью.

Продукт представляет собой сыпучую массу желтовато-белого цвета с характерным вкусом и запахом кедрового ореха. Размер частиц от 0.8 до 0.1 см. Влажность порошка 2-4 мас.%.

Исследование минерального состава продукта осуществляли методом атомно-эмиссионной спектрометрии в индуктивно-связанной плазме. Содержание витаминов определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с соответствующими стандартами. Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1
Химический состав продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА»
ПОКАЗАТЕЛИ	МАССОВАЯ ДОЛЯ%
Массовая доля воды	2-4
Массовая доля жира	18-21
В том числе фосфолипидов	1,8-2,5
Массовая доля белка	38-45
Массовая доля углеводов	18-25
Массовая доля золы	5,7-6,2
Витамины группы В	мг/100 г
Витамин В1	1,14
Витамин В2	37,0
Витамин В5	437,4
Витамин РР (никотинамид)	10,3
Энергетическая ценность ккал/100 г	500-530

Главным достоинством заявленного пищевого продукта является высокое содержание легкоусвояемого растительного белка, свободных аминокислот и фосфолипидов. Аминокислотный состав белка предполагает широкий спектр применения продукта в качестве вспомогательного и профилактического питания для оздоровления разных групп населения.

Таблица 2.
Аминокислотный состав белка в продукте «ПРОТЕИНЫ КЕДРА»
АМИНОКИСЛОТА	СТАНДАРТ ФАО/ВОЗ	г/100 г продукта «Протеины кедра»
аспарагин		9.6
треонин	4.0	4.8
серин		3.6
глутамин		20.4
пролин		4.4
глицин		4.1
аланин		4.5
валин	5.0	4.9
метионин		0.4
изолейцин	4.0	3.8
лейцин	7.0	6.8
тирозин	3.1	4.5
фенилаланин	3.0	4.2
гистидин		2.8
лизин	5.4	3.7
аргинин		17.2

Содержание таких незаменимых аминокислот, как валин, лизин, метионин, гистидин, глутамин и аргинин в 100 г белка заявленного продукта превосходят суточную потребность человека в несколько раз (Стрельникова Е.П., Прохорова Л.В., Евтушенко Н.С., Макаров В.Г., Краснов К.А. Химический состав семян сосны кедровой сибирской (обзор), 1998, в материалах II международного съезда "Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения", Санкт-Петербург, стр.120-127).

Высокая питательная ценность заявленного продукта обеспечивается также его минеральным составом, приведенным в таблице 3.

Таблица 3
Минеральный состав продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА»
Элемент	г/100 г
В	0.004
Ca	0.05
Cu	0.004
Fe	0.012
I	0.01
К	1.36
Mg	0.47
Mn	0.02
Na	0.005
Р	1.31
S	0.60
Se	0.002
Si	0.01
Zn	0.014

Результаты элементного анализа заявленного продукта позволяют сделать вывод о том, что 100 граммов "Протеинов кедра " полностью обеспечивают суточную потребность человека в таких минеральных веществах, как медь, железо, йод, магний, селен, кремний и цинк.

Исследование продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА» (экстракта шрота кедрового ореха) методом тонкослойной хроматографии (ТСХ).

Результаты исследований приведены на фотографии (см. чертеж).

Пластинка для ТСХ: DC-Alufolien Kieselgel 60 F₂₅₄

подвижная фаза: хлороформ-этанол-вода-триэтиламин в соотношении - 30:35:7:35 соответственно. Соединения на пластине проявляли нанесением на всю поверхность концентрированной серной кислоты с последующим прогревом при 110°С.

Липиды заявленного продукта "Протеины кедра" экстрагировали серным эфиром при t +50 градусов Цельсия и проанализировали методом тонкослойной хроматографии с целью оценки содержания фосфолипидов. Результат анализа подтвердил наличие полярных соединений - фосфолипидов - в остаточном жире, присутствующем в составе заявленного продукта. Содержание фосфора в остаточном жире возросло в 30 раз по сравнению с содержанием его в масле, экстрагированном диоксидом углерода, соответственно 0,03% и 0,001%. Эти данные подтверждают эффект концентрирования фосфолипидов в заявленном продукте и снижение содержания нейтральных жиров, представленных в кедровом масле в основном полиненасыщенными жирными кислотами.

Исследование стабильности продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА» в процессе хранения

Заявляемый продукт хранился при температуре 18-25 градусов Цельсия в течение 12 месяцев. Данные исследования стабильности свойств продукта в процессе хранения приведены в таблице 4.

Таблица 4
Исследования стабильности свойств продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА» в процессе хранения
№ пп	Срок хранения	Показатели качества
Органолептические	Биохимические
1	6 месяцев	Вкус и цвет продукта без	Перекисное число менее 0,1 ммоль/1/20/кг;
изменений	Кислотное число 0,5±0,07%
2	15 месяцев	То же	Перекисное число 0,1 ммоль/1/20/кг;
	Кислотное число 0,5±0,07%

Анализ таблицы 4 показывает, что при хранении заявляемого продукта при комнатной температуре (18-25 градусов) свыше 1 года он не потерял свои органолептические и биохимические качества, что позволяет предполагать сохранность продукта при комнатной температуре и в течение более длительного времени.

Ниже в примерах 1-6 приводятся данные по использованию заявляемого продукта «ПРОТЕИНЫ КЕДРА».

Пример 1. Заявленный продукт "ПРОТЕИНЫ КЕДРА" может быть использован в медицине как источник незаменимых аминокислот, для реабилитации послеоперационных больных, на фоне применения антибиотиков и для сохранения нормальной микрофлоры кишечника.

Продукт "ПРОТЕИНЫ КЕДРА" в виде 4-8% суспензии в дистиллированной воде поддерживает рост бифидобактерий до титра 10⁹ клеток/мл. Заявленный продукт может быть использован в качестве дополнительного питания больных туберкулезом, как источник аминокислоты АРГИНИНА, необходимого для повышения иммунного статуса (Schon, T., Elias, D., Moges, F., Melese, E., Tessema, T., Stendahl, O., Britton, S., Sundqvist, T., 2003, "Arginine as an adjuvant to chemotherapy improves clinical outcome in active tuberculosis", Eur Respir J; v.21, 483-488).

Пример 2. Заявленный продукт может быть использован спортсменами на фоне усиленных тренировок для повышения выносливости. Для этого действие продукта "ПРОТЕИНЫ КЕДРА" исследовалось на лабораторных мышах, который повышает их выносливость.

В физиологическом тесте "Плавание с нагрузкой 10% от массы тела" у мышей, получавших заявленный продукт в количестве 5% от сухого веса дневного рациона, на 85% повышается время плавания по сравнению с контрольной группой животных.

Пример 3. Заявленный продукт может быть использован в косметической промышленности для производства косметических кремовых композиций, содержащих источники протеина, витаминов и антиоксидантов.

Ниже приведен состав питательного крема для стареющей кожи лица и тела, мас.%:

Водный экстракт из "ПРОТЕИНА КЕДРА"	10,0%
Масло норковое	3,0%
Масляный экстракт ромашки	5,0%
Водный экстракт зеленого чая	2,0%
Кислота аскорбиновая	0,05%
Гелевая основа	80,0%

Пример 4. Заявленный продукт "Протеины кедра" может с успехом применяться для улучшения самочувствия лиц пожилого возраста (anti-ageing product) в связи с высокой концентрацией аминокислот АРГИНИНА, ГЛУТАМИНА И ЛИЗИНА. Согласно исследованиям Welbourne, T.C., 1995, "Increased plasma bicarbonate and growth hormone after an oral glutamine load", Am J Clin Nutr, v.61(5), 1058-61, а также Isidori, A., Monaco a.l., Cappa, M., 1981, "A study of growth hormone release in men after oral administration of amino acids", Curr Med Research and Opinion, v.7(7), 475-81 указанные аминокислоты в суточной дозе не менее 2 г способствуют увеличению продукции соматотропного гормона в гипофизе, повышают плотность костей скелета, увеличивают мышечную массу.

Дополнительное питание для лиц старше 50 лет: 1 столовая ложка заявленного продукта 2 раза в день за 45 минут до еды, утром и вечером. При такой дозировке в организм попадает 3 грамма глутамина и 2,4 грамма аргинина, что соответствует составу лучших пищевых добавок для лиц пожилого возраста.

Пример 5. Заявленный продукт может применяться также лицами, страдающими ожирением и избыточным весом.

У лабораторных мышей, получавших "ПРОТЕИНЫ КЕДРА" в количестве 5% от дневного рациона в течение 5 недель, на 10% вырос индекс: вес мышц голени/вес тела. Эти данные хорошо коррелируют с результатами исследований (Colgan, Ph.D., Michael, 1993, "Optimum Sports Nutrition: Your Competitive Elder", Ronkonkoma NY, Advanced Research Press, pages 268, 330, 330-334).

Пример 6. Заявленный продукт может быть использован для производства детского питания для детей, страдающих аллергией к белкам молока, вместо соевого белка. В то время как соевый белок усваивается в желудочно-кишечном тракте всего на 40%, белок кедрового ореха усваивается более чем на 95% (Руш В.А. Биология семенного размножения хвойных Западной Сибири", сборник, Новосибирск, "Наука", 1974. - стр.180-184).

Таким образом, заявляется продукт «ПРОТЕИНЫ КЕДРА» из жмыха кедрового ореха со сроком хранения более 1 года, который сохраняет все полезные вещества и органолептические свойства.

1. Продукт из жмыха кедрового ореха, характеризующийся тем, что жмых кедрового ореха получен холодным прессованием с последующей обработкой двуокисью углерода при температуре 15-25°С и давлении 55-60 атм в течение 10-15 ч и имеет следующий химический состав, мас.%:

жиры,	18,0-21,0
в том числе фосфолипиды	1,8-2,5
растительные белки	38,0-45,0
углеводы	18,0-25,0
вода	2,0-4,0
зола	5,7-6,2

при этом продукт имеет перекисное число не более 0,1 ммоль/1/20/кг, кислотное число не более 0,7±0,07%, энергетическую ценность 500-530 ккал/100 г.

2. Продукт из жмыха кедрового ореха по п.1, отличающийся тем, что он содержит витамины, мг/100 г продукта:

Витамин В1	1,14
Витамин В2	37,0
Витамин В5	437,4
Витамин РР (никотинамид)	10,3,

а также имеет минеральный состав, г/100 г продукта:

В	0,004
Ca	0,05
Cu	0,004
Fe	0,012
I	0,01
К	1,36
Mg	0,47
Mn	0,02
Na	0,005
Р	1,31
S	0,60
Se	0,002
Si	0,01
Zn	0,014

и аминокислотный состав белка, г/100 г продукта:

аспарагин	9,6
треонин	4,8
серин	3,6
глутамин	20,4
пролин	4,4
глицин	4,1
аланин	4,5
валин	4,9
метионин	0,4
изолейцин	3,8
лейцин	6,8
тирозин	4,5
фенилаланин	4,2
гистидин	2,8
лизин	3,7
аргинин	17,2