Перспективы и возможности применения топинамбура и продуктов его переработки в мясных продуктах детского и функционального назначения

Топинамбур, называемый в народе земляной грушей, получил название от племени бразильских индейцев - тупинамба. В России земляная груша была известна в XVII веке, но не как овощ, а как целебное растение. Настойкой на вине земляной груши лечили от сердечных болезней. Поначалу её готовили и подавали на стол как изысканное блюдо, причём лишь в богатых домах.

Топинамбур содержит достаточно большое количество сухих веществ (до 20%), среди которых до 80% содержится полимерного гомолога фруктозы – инулина. От других овощей топинамбур отличает уникальный углеводный комплекс на основе фруктозы и ее полимеров: фруктоолигосахариды и инулин. Топинамбур содержит клетчатку и богатый набор минеральных элементов, в том числе (мг % на сухое вещество): железа – 10,1; марганца – 44,0; кальция – 78,8; магния – 31,7; калия – 1382,5; натрия – 17,2. Топинамбур активно аккумулирует кремний из почвы, и в клубнях содержание этого элемента составляет до 8% в расчете на сухое вещество. По содержанию железа, кремния и цинка он превосходит картофель, морковь и свеклу. В состав клубней топинамбура входят также белки, пектин, аминокислоты, органические и жирные кислоты. Пектиновых веществ в топинамбуре содержится до 11% от массы сухого вещества. По содержанию витаминов В1, В2, С топинамбур богаче картофеля, моркови и свеклы более чем в 3 раза. Существенное отличие топинамбура от других овощей проявляется в высоком содержании в его клубнях белка (до 3,2% на сухое вещество), представленного 8 незаменимыми аминокислотами, которые не синтезируются в организме человека: аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, триптофан, фенилаланин. Топинамбур полезен при атеросклерозе и гипертонии, ишемической болезни и тахикардии, при подагре, мочекаменной болезни, цистите, туберкулезе, лейкозе, анемии, панкреатите. При систематическом употреблении топинамбура наряду со снижением уровня сахара в крови наблюдается также улучшение зрения. Инулин – единственный природный полисахарид, состоящий на 95% из фруктозы. В желудке инулин не усваивается, часть его в кислой среде желудочного сока распадается на короткие фруктозные цепочки и отдельные молекулы фруктозы, которые проникают в кровеносное русло. Оставшаяся нерасщепленной часть инулина быстро выводится, связав собой вредные для организма вещества: тяжелые металлы, радионуклиды, кристаллы холестерина, жирные кислоты, различные токсические химические соединения, попавшие в организм с пищей или образовавшиеся в процессе жизнедеятельности болезнетворных микробов, живущих в кишечнике. Кроме того, инулин значительно стимулирует сократительную способность кишечной стенки, что заметно ускоряет очищение организма от шлаков, не переваренной пищи и вредных веществ. Антитоксический эффект инулина усиливается за счет действия клетчатки, также содержащейся в топинамбуре.

Инулин является хорошим средством при дисбактериозах кишечника различного происхождения, поскольку способствует размножению в пищеварительном тракте "дружественных" микроорганизмов. Одновременно отмечается усиление абсорбции различных минеральных солей, в особенности кальция, снижения уровня холестерина в сыворотке крови, уменьшение содержания канцерогенов и гнилостных веществ.

Использование инулина как пищевой добавки стимулирует синтез витаминов и активизирует иммунные механизмы защиты. В экспериментах на животных установлен противоопухолевый эффект инулина.

Все вышеуказанные достоинства топинамбура и продукта его переработки – инулина естественно привлекают наше пристальное внимание при разработке продуктов диетического и функционального для детей и взрослых. При разработке специализированных мясных и мясорастительных мы использовали свежие клубни топинамбура, сухой порошок и инулин импортного происхождением. Трудности в работе с клубнями топинамбура связаны с их сложной конфигурацией и по этой причине с их предварительной обработкой, а также специфическим вкусом. Сухой порошок имеет более выраженный специфический привкус, что ограничивает количество его в рецептурах не более 3-4%. Инулин – белый, сладковатый порошок, без выраженного специфического привкуса, может применяться в мясных продуктах, не оказывая заметного влияния на органолептические и реологические показатели. Сдерживающим фактором его широкого использования является отсутствие отечественной продукции и высокая цена импортной.

Специалистами лаборатории технологии детских, лечебно-профилактических и специализированных продуктов ВНИИМПа проведены комплексные исследования по обоснованию состава различных композиций смесей нутрицевтиков для диетических и функциональных продуктов на мясной основе, куда входит инулин. При разработке композиций, обладающих очищающим эффектом [3], нами установлено, что в условиях хронической интоксикации тяжелыми металлами нерастворимые пищевые волокна, такие как пшеничная, соевая клетчатка, свекловичное волокно, микроцеллюлоза (МКЦ), в составе мясного сырья хорошо выводят соли свинца и кадмия из всех тканей и органов лабораторных животных, однако при этом выводится кальций из костей, снижается содержание гемоглобина в крови, что свидетельствует и о выведении из организма солей железа. Включение в состав композиции комплексной добавки инулина или животного белка коллагена в виде препарата ТИПРО позволили не только исключить потери кальция и железа, но и повысить выводящий эффект с одновременным обогащением продукта. Для обоснования этого было сформировано 8 опытных групп животных (по 10 крыс в группе) Контрольные группы содержали на общевиварном рационе (15 г каши, 10 г комбикорма в сутки). Каждой крысе опытной группы давали 5 г испытуемого образца в день, перемешивая его с 10 г каши. Группа 1.1 получала смесь мясного фарша и пищевых волокон (пшеничная клетчатка и коллагеновый белок ТИПРО); группа 1.2 - смесь мясного фарша и пищевых волокон (пшеничная клетчатка и инулин); группа 1.3 (контроль 1) – общевиварный рацион, группа 1.4 получала смесь мясного фарша, пищевых волокон (пшеничная клетчатка и Типро) и комплекс витаминов, минеральных веществ (БАД), включающий следующие ингредиенты: обогатитель минеральный из скорлупы куриных яиц; витамины (В1, В2, РР, С); красное пальмовое масло Carotino как природный источник каротиноидов, токоферолов; селенсодержащий препарат Селенактив; группа 1.5 - смесь мясного фарша, пшеничной клетчатки (Витацель) и БАД; группа 1.6 - смесь мясного фарша, пищевых волокон (Витацель, инулин) и БАД; группа 1.7 - мясной фарш; группа 1.8 (контроль2) - общевиварный рацион.

В корм всем группам добавляли растворы солей тяжелых металлов (сульфат кадмия, цитрат свинца) из расчета1/100LD50 для крыс: сульфат кадмия - 0,6 мг/кг, цитрат свинца – 1,17 мг/кг.

Результаты исследования крови лабораторных животных, представленные в табл.1, свидетельствуют о том, что для 1 серии опыта самый высокий уровень гемоглобина наблюдали в группе 1.2, получавшей мясной фарш с инулином, в группе 1.1, получавшей животный белок – на уровне контроля. Высокий уровень гемоглобина в крови подтверждается и высоким содержанием железа в мышечной ткани животных, получавших инулин.

Самый низкий гемоглобин отмечен в группе 1.4. Как и в 1 серии опытов уровень гемоглобина для образца с инулином был выше, чем для образца с животным белком.

Таблица 1

Результаты биологической оценки эффекта очищения организма за счет выведения тяжелых металлов свидетельствуют, о том, что обогащение мясного продукта пищевыми волокнами значительно повышает уровень выведения тяжелых металлов из организма животных, причем по эффективности инулин превосходит животный белок, и оба они превосходят нерастворимые пищевые волокна (рис. 1 и 2). Дополнительное введение витаминно-минерального комплекса БАД позволяет усилить очищающие свойства пищевых волокон. Как видно из приведенных данных, в мышечной ткани животных всех опытных групп, кроме образца чистого мясного фарша (группа 1.7), свинец практически отсутствовал, в печени уровень свинца в сравнении с контролем снижался для группы 1.1 на 27%, для группы 1.2 - на 54%, а уровень кадмия снижался соответственно на 81% и 93%. При обогащении смеси мясного фарша и пищевых волокон аналогичного состава витаминно-минеральным комплексом (группы 1.4 и 1.6) уровень свинца снижался соответственно на 62% и 92% а кадмия – на 75% и 97% в сравнении с контролем.

Рисунок 1 - Кадмий в органах и тканях животных

Рисунок 2 - Свинец в органах и тканях животных

Самый высокий уровень накопления тяжелых металлов для группы 1.7 свидетельствует о низкой сорбционной способности мяса и необходимости его дополнительного обогащения пищевыми волокнами и витаминно-минеральным комплексом с целью усиления очищающих свойств продукта.

Результаты исследований содержания микроэлементов в тканях лабораторных животных представлены в следующей таблице.

Таблица 2

Содержание кальция в кости для группы 1.2, получавшей фарш с Витацелью и инулином выше, чем в контроле на 22%, а для группы 1.1, получавшей фарш с Витацелью и животным белком ТИПРО – только на 5,0%.

По результатам выполненных исследований разработан комплект технической документации "Смеси пищевые для обогащения мясных и мясосодержащих продуктов "КомБиоМикс" (ТУ 9197-993-00419779-10) ,предназначенные для применения в мясной промышленности в продуктах, рекомендуемых для профилактики заболеваний, вызываемых вредным воздействием окружающей среды и профессиональной деятельности, а также в продуктах пониженной калорийности и для профилактики сердечно-сосудистой патологии. Содержание инулина в составе этих смесей 35-40%. Кроме того, инулин в количестве 10% входит в состав "Белково-минерального обогатителя БМО ВНИИМП" (ТУ 9213-007-00419779-10) предназначенного для использования в продуктах для пожилых людей, предрасположенных к заболеваниям опорно-двигательного аппарата. С использованием этих комплексных добавок разработана техническая документация на консервы, полуфабрикаты, колбасные изделия. Инулин входит также в состав рецептур "Блюда обеденные вторые с мясом страуса быстрозамороженные для детского питания" (ТУ 9165-970-00419779-08),

"Консервы мясорастительные из мяса кролика и птицы с овощами для питания детей" (ТУ 9217-934-00419779-07).

Использование сухого топинамбура предусмотрено в рецептурах консервов для беременных и кормящих женщин (ТУ 9217-357-00008064-2001), рубленых мясных полуфабрикатах - котлеты и биточки низкокалорийные детские (ТУ 9214-786-00419779-2003), консервах на мясной основе для энтерального питания детей (ТУ 9217-868-00419779).

Промышленный выпуск высококачественного топинамбура и продукта его переработки – инулина будет способствовать решению задач, поставленных в "Доктрине продовольственной безопасности РФ", "Основах государственной политики РФ в области здорового питания населения на период до 2020 года" по увеличению объемов производства продуктов группы здоровья - детского, диетического и функционального назначения.

А.В. Устинова А.В., д.т.н., профессор, А.С. Дыдыкин, к.т.н., доцент

ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова

Литература

1. Пасько Н.М. Топинамбур – биотехнологический потенциал для пищевых, лечебных, технических, кормовых и экологических целей. Спецвыпуск "ЮГАГРО-2011"

2. Шендеров Б.А.. Современное состояние и перспективы развития концепции "Функциональное питание//Пищевая промышленность, 2003.-№5.-С.4-7

3. Устинова А.В., Белякина Н.Е, Хвыля С.И., Сурнина А.И., Мотылина Н.С. Бокова Е.М. Медико-биологическая оценка диетических свойств пищевых волокон. Мясная индустрия, 2008, № 7.