Функциональное питание

Functional products 
based on bio-modified food raw materials 
Summary. The article deals with the problems of the effective use of bi-
omodified food raw materials for the production of functional foods with the 
aim of preventing alimentary-dependent diseases. The result shows that, the 
optimal technological parameters of the biomodification of the properties of 
raw meat, characterized by a high content of connective tissue, and as a re-
sult, collagen protein. The composition and ratio of biologically active sub-
stances in fermented raw materials were analyzed. The formulations of func-
tional products based on fermented meat raw materials have been devel-
oped. For the modification of collagen containing in the raw materials, an 
enzyme of plant origin papain with a mass fraction of 0,02%, and the incuba-
tion time of 6 hours at a temperature of (22±2)
0
С, was proposed. 
The kinetics patterns of papain action on food raw materials are re-
vealed. It has been established, that in the process of proteolysis of proteins 
of the muscle and connective tissue of raw meat, polypeptides of various mo-
lecular weights and free amino acids are formed. During proteolysis of con-
nective tissue proteins, hydroxyproline, proline, glycine were predominate, 
whereas during the hydrolysis of muscle tissue, aspartic acid and its amide 
asparagine, glutamic acid and its amide glutamine. 
A novel functional food was developed based on modified meat raw ma-
terials, providing enrichment with essential amino acids, ω-3 and ω-6 fatty 
acids. These products are recommended in the daily diet to supply the people 
with metabolism disorders of protein, lipid and carbohydrate in the human 
body. 
Key words: functional products, fermentation, papin, peptides, amino 
acids, nutritional and biological value. 
В современных условиях жизни человека невозможно адек-
ватное обеспечение потребности организма всеми необходимы-
ми для поддержания его жизнедеятельности макро- и микро-
нутриентами за счёт традиционного питания. Необходимость 
изменения структуры питания человека XXI века связана с 
ухудшением экологии, высоким уровнем компьютеризации, ав-
томатизации и механизации в производственной сфере и быту, 
способствующих гиподинамии и снижению энергозатрат более 
чем в два раза [5, c. 27]. Организация здорового питания населе-
ния России в соответствии с государственной политикой страны 
предполагает создание конкурентоспособных пищевых продук-

---

Функциональное питание 
92 
тов, обогащённых природными биологически активными веще-
ствами, способными корректировать метаболизм в организме 
человека, снижать риск воздействия радиации, пестицидов, ток-
сичных элементов и микотоксинов в условиях неблагоприятной 
экологии и, как следствие, исключать алиментарно-зависимые 
заболевания [2, 3]. В качестве альтернативных источников эс-
сенциальных факторов питания могут выступать продукты био-
технологической модификации сырья животного и растительно-
го происхождения [6, 7, c. 62]. 
Биотехнологическая модификация пищевого сырья позво-
лит: создать мало- и безотходные, экологически безопасные 
технологии; использовать вторичное и малоценное пищевое сы-
рьё, а также сырьё традиционных и нетрадиционных видов жи-
вотных с высоким содержанием соединительной ткани; повы-
сить качество, пищевую и биологическую ценность готовых про-
дуктов заданного химического состава в соответствии с целевым 
назначением; увеличить продолжительность хранения. 
Эффективным современным научно признанным способом 
обогащения пищевого рациона населения незаменимыми мак-
ро- и микронутриентами является потребление функциональ-
ных продуктов питания, производство которых является одной 
из основных задач пищевой индустрии [4, с. 216]. 
Цель работы ― оптимизировать технологические парамет-
ры биомодификации свойств мясного сырья с повышенным со-
держанием коллагена; обосновать выбор компонентов и разра-
ботать рецептуры функциональных продуктов с использованием 
растительного и ферментированного мясного сырья для профи-
лактики нарушения метаболизма макронутриентов. 
Объектами исследования выбраны говядина II категории с 
повышенным содержанием соединительной ткани; ферменти-
рованный мясной фарш продукты; функциональные ингредиен-
ты растительного и животного происхождения и продукты на их 
основе. 
Методы исследования. Для биомодификации свойств мяс-
ного сырья использовали фермент растительного происхожде-
ния папаин (ЕС3.4.22.2), относящийся к цистеиновым протеазам 
и расщепляющий пептидную связь между кислотами arg-, lys-, 
phe-X .Фермент активен в интервале температур (10-90
0
С) и рН 
5,0-9,0 [6, с. 26] .Степень протеолиза белков оценивали по изме-
нению содержания белков соле- и щёлочерастворимых фрак-
ций, определяемых по методике [4, с. 112]. Для оценки физико-

---

Функциональное питание 
93 
химических и органолептических показателей качества функци-
ональных продуктов использовали общепринятые физико-
химические, биохимические, структурно-механические и мик-
робиологические методы [1, c. 24, 37, 53]. Исследовали влияние 
массовой доли фермента(0,005- 0,02%), температуры (2 и 22
0
С) 
и продолжительности ферментации (3-9 ч) мясного фарша на 
содержание белков соле- и щёлочерастворимой фракций. При 
разработке рецептур функциональных продуктов на основе 
ферментированного фарша использовали растительное сырье в 
измельченном виде (грецкий орех, чернослив, морскую капусту 
и сельдерей) отличающееся высоким содержанием антиокси-
дантов фенольной природы, макро- и микроэлементов, пище-
вых волокон, водорастворимых витаминов. Для обогащения 
продуктов полиненасыщенными жирными кислотами ω-3 и ω-6 
использовали оливковое масло. Основываясь на сравнительном 
анализе химического состава указанных компонентов, обосно-
вывали их соотношение и рассчитывали пищевую и биологиче-
скую ценность разрабатываемых продуктов по методике, изло-
женной в работе [4, с. 560]. 
Экспериментальные данные обрабатывали методом мате-
матической статистики с нахождением доверительного интерва-
ла при вероятности 0,95 с использованием стандартных компь-
ютерных программ. 
Исследовали изменения содержания белков солераствори-
мой фракции (актин и миозин) и щелочерастворимой фракции 
(коллаген) от массовой доли папаина, температуры и продолжи-
тельности инкубации. 
На рисунке показана зависимость изменения содержания 
белков щелочерастворимой фракции от исследуемых техноло-
гических параметров ферментирования. 

---

Функциональное питание 
94 
Рисунок ― Изменение содержания белков щелочерастворимой фрак-
ции в зависимости от условий ферментации фарша 
Как следует из рисунка, с увеличением массовой доли папа-
ина до 0,02% происходит наибольшее снижение содержания 
белков щёлочерастворимой фракции при температуре (22±2)ºC 
в процессе инкубации в течение 6 часов. Для протеолиза белков 
солерастворимой фракции( актина и миозина) оптимальными 
параметрами ферментирования являются: массовая доля папа-
ина 0,015%; время инкубации 3 часа при указанной температуре. 
При данных технологических параметрах мясной фарш ха-
рактеризуется высокими адгезионными свойствами, формуемо-
стью и влагоудерживающей способностью. 
Определены константы скорости реакции псевдопервого 
порядка гидролиза соле- и щёлочерастворимых белковых фрак-
ций мясного фарша. Максимальные значения констант скорости 
реакции псевдопервого порядка гидролиза щелочерастворимой 
фракции белков отмечены при 0,02% папаина в течение 6 час. 
выдержки и составили: 
при температуре ферментирования (2±2)ºC 
o 
6,78·10
-2 
ч
-1
для говядины II сорта; 
5
6
7
8
9
10
0
3
6
9