Kemerovo, Kemerovo, Russian Federation
Kemerovo, Kemerovo, Russian Federation
In order to expand the range of balanced, high-quality, and safe dairy products, constant work is required to create new technologies, control the quality, as well as to develop new methods for the identification of plant additives. The paper presents some results of the development and quality assessment of cottage cheese mousse with pumpkin puree using physicochemical methods and molecular genetic analysis. An analysis of organoleptic and physicochemical methods revealed that the quality and safety of Adagio pumpkin (S. rero.) corresponds with the State Standard 7975-2013 and Sanitary Regulations 2.3.2.1078-01. The authors introduce a new method for pumpkin puree production. An experiment demonstrated that pumpkin puree meets organoleptic and physico-chemical indicators stated in the requirements of State Standard 32742-2014. The composition of biologically active nutrients was determined as follows: the content of pectin substances was 2.27 g/100 g, fiber – 1.5 g/100 g, and β-carotene – 2.97 mg/100 g. The paper describes a scientifically-based formula and a new technology for the production of a high nutritional value product, i.e. curd mousse with pumpkin puree. The research also included a quality and safety assessment of the developed mousse. A molecular genetic analysis was used to identify pumpkin in the semi-finished product and dairy product. Based on the GenBank NCBI database, the matK chloroplast genome gene was chosen as the target gene. With the help of various software packages based on the matK gene, universal primers were developed and designed. Optimal parameters for amplifying fragments of species-specific pumpkin DNA were defined experimentally. Electrophoregrams were made to visualize the presence of pumpkin in the puree and cottage cheese mousse. As a result, the classical polimerase chaim reaction (PCR) method was recommended to identify pumpkin in food products with the determination of amplification products in agarose gel using primers developed on the basis of the matK gene of the chloroplast genome.
Dairy products, vegetable raw materials, quality control, safety, identification of raw materials, PCR
Обеспечение рациона питания населения России качественными, безопасными и сбалансированны- ми по составу продуктами является одним из основ- ных направлений социальной политики государства. В связи с этим разработка и создание новых видов молочных продуктов, в частности обогащенных физиологически функциональными ингредиента- ми, а также разработка методов оценки их потреби- тельских свойств является приоритетной задачей. Одним из перспективных направлений развития ассортимента молокосодержащих продуктов явля- ется применение растительного сырья. Об этом сви- детельствуют ряд научных разработок, связанных с обоснованием использования растительного сырья в производстве; с исследованием функциональной направленности молочных продуктов на основе раз- личных видов растительного сырья; совершенство- ванием технологий и улучшением пищевой ценности и качественных показателей [1–7]. Важной, но не до конца решенной, проблемой остается отсутствие ме- тодов идентификации растительных компонентов в составе продуктов и, как следствие, регламентиро- ванных стандартизованных показателей для целей идентификации. Основные положения по процедуре установления подлинности и выявлению фальсифи- кации молока и продуктов его переработки приве- дены в Техническом Регламенте Таможенного союза
«О безопасности молока и молочной продукции» [8] и Методических указаниях по оценке подлинности и выявления фальсификации молочной продукции [9]. Но данные методы не всегда эффективны для иден- тификации молочных продуктов, не в полной мере учитывают ускоренные темпы развития сырьевой и технологической базы, современные требования к ка- честву молочных продуктов.
В научной литературе обсуждаются вопросы, касающиеся контроля качества молокосодержащих продуктов. Для них необходимы разработка и стан- дартизация новых современных методов контроля. В противном случае ситуация на рынке пищевых про- дуктов будет оставаться сложной и незаконной, так как все производимые продукты должны проходить тщательный контроль и подтверждение соответ- ствия. При этом недобросовестные производители будут фальсифицировать продукцию [10].
В настоящее время разрабатываются высокоэф- фективные методы контроля и идентификации мо- лока и молочных продуктов, о чем свидетельствуют ряд разработок российских и зарубежных ученых [11–25].
При выявлении фальсификации молочных и молокосодержащих продуктов используются орга- нолептические, аналитические, физические и физи- ко-химические методы анализа.
В последние годы ведется активная разработка методов идентификации растительных ингредиен- тов в продуктах питания с использованием молеку- лярно-генетического анализа [26–30].
Разработан метод идентификации растительно- го сырья в молочных продуктах сложного состава, основанный на ДНК-диагностике. Метод позволяет выявить следующее плодово-ягодное сырье: Rubus idaeus, Fragaria ananassa, Ríbes úva-críspa, Prunus fruticosa, Rosa majalis Herrm, Actinidia deliciosa, Músa paradisiaca [31].
Таким образом, на современном этапе форми- руется ассортиментная база «здоровых» молоко- содержащих продуктов питания с растительными добавками, методическая и технологическая база по применению молекулярно-генетических методов, в частности основанных на ПЦР, для идентификации плодового и ягодного сырья в пищевых системах.
Однако для расширения ассортимента сбаланси- рованных по составу, качественных и безопасных молокосодержащих продуктов необходима дальней- шая работа по созданию новых технологий, контро- лю качества молокосодержащих продуктов, а также по разработке и дополнению методов идентифика- ции вносимых растительных добавок.
Цель исследования – разработка и оцен- ка качества творожного мусса с пюре из тыквы с применением физико-химических методов и молеку- лярно-генетического анализа.
Объекты и методы исследования
Исследования выполнены на кафедре бионано- технологий ФГБОУ ВО «Кемеровский государствен- ный университет».
Отдельные этапы работы выполнены в рамках федеральной целевой программы «Научные и науч-
Moskvina N.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 1, pp. 32–42
но-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 годы» ГК № 14.740.11.1219 по теме: «Мо-
лекулярно-генетический анализ ДНК растительного происхождения с целью разработки ПЦР-тест-си- стем для идентификации фальсификации продук- тов на их основе», соглашение № 4.В37.2.968.
Объектами исследований являлись: плоды тык- вы среднеспелого сорта Адажио (бренд СеДек) рай- онированного в Сибири, разновидность твердокорой тыквы (С. реро L.); пюре, приготовленное из тыквы продовольственной свежей сорта Адажио; модель- ные образцы творожного мусса без внесения и с вне- сением пюре тыквы; самостоятельно полученные препараты ДНК из тыквы свежей, продуктов ее пе- реработки (пюре) и готового молочного продукта – мусса творожного с тыквенным пюре.
При выполнении работы использовали стан- дартные, общепринятые и специальные мето- ды исследований: систематизация и анализ, физико-химические, микробиологические и органо- лептические. Гигиенические требования к качеству и безопасности сырья и пищевых продуктов удовлетво- ряли требованиям, изложенным в ТР ТС 021/2011 [32]. Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica-6,0, Microsoft Excel [33]. Все ис- следования проводили в 5-кратной повторности и об- рабатывали с вычислением средних арифметических величин, их стандартных отклонений и доверитель- ных интервалов.
Для разработки метода идентификации плодов тыквы в продукте проведен анализ имеющихся в Генбанке NCBI нуклеотидных последовательностей тыквы гена matK хлоропластного генома.
Праймеры подобраны с использованием програм- мы PrimerQuest (http://eu.idtdna.com/Primerquest/ Home/Index). Компьютерная обработка, выравнива- ние последовательностей проведена в программах ClustalW и GeneDoc.
Видоспецифичные праймеры для проведения ПЦР синтезированы в ООО «БиоСинТек» (г. Новоси- бирск).
Идентификацию плодового сырья тыквы в пюре и творожном муссе проводили методом ПЦР согласно методическому руководству Ю. В. Голубцовой [34]. При выделении ДНК плодов тыквы пользовались на- бором «Сорб-ГМО-А».
Реакцию амплификации проводили в объеме
15 мкл в реакционном буфере следующего соста- ва: 40–100 нг ДНК, праймеры (олигонуклетидные затравки) 0,1 мМмоль, 0,2 mMdNTP, буфер для ам- плификации (10 мМТрис-HCl (рН 8,9), 55 мМKCl;
2,5 мМMgCl2, 0,01 % Tween 20), 0,5 е.а./реакцию тер- мостабильной Taq-полимеразы. Реакцию амплифи- кации проводили на термоциклере «Терцик» (НПФ
«ДНК-Технология», Россия). Режим амплификации подбирали экспериментально. Детекцию результатов амплификации проводили с помощью электрофоре- тического разделения продуктов амплификации в 3 % агарозном геле. Образцы считали положитель- ными (содержащими ДНК плодов тыквы), если на
электрофореграмме присутствовала четко окрашен- ная полоса. В анализе использовали «отрицательный контроль» (ионизированная вода) для контроля ре- агентов ПЦР-анализа на предмет контаминации ам- пликонами. Дорожка с отрицательным контролем на электрофореграмме должна отсутствовать.
Результаты и их обсуждение
В последние годы в технологиях производства продуктов питания широко применяется плодо- во-ягодное растительное сырье, которое оказывает положительное влияние на потребительские свой- ства готового продукта. Такие товароведные харак- теристики плодов тыквы, как высокое содержание углеводов, минеральных веществ, витаминов, со- лей кальция, калия, магния, фосфора, кремние- вой кислоты, железа [35], каротина [36], простота в подготовке к производству, позволяют эффективно использовать их в различных пищевых технологи- ях, в том числе в технологиях получения молочных продуктов. При проведении экспертизы свежих пло- дов основной целью является подтверждение соот- ветствия должным образом идентифицированной продукции требованиям нормативных документов (НД) по качеству и безопасности и, следовательно, пригодности для непосредственного употребления. Органолептическая оценка качества плодов тык- вы показала отсутствие дефектов. Внешний вид, степень зрелости и размер плодов соответствуют стандарту. Тыква сорта Адажио имеет специфиче- ский, ванильный запах; вкус – средней сладости; отсутствуют посторонние привкусы и запахи. Ре- зультаты органолептической оценки свидетельству- ют о соответствии исследуемой тыквы требованиям ГОСТ 7975-2013 [37]. Химический состав плодов тыквы, характеризующий ее пищевую и биологиче- скую ценность, представлен в таблице 1.
Анализ данных химического состава плодов ты- квы показал, что она является источником простых сахаров, пектиновых веществ: суммарное содержа-
Таблица 1 – Химический состав исследуемой свежей твердокорой тыквы сорта Адажио
|
Москвина Н. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 1 С. 32–42
Таблица 2 – Содержание токсичных элементов в плодах тыквы сорта Адажио
Table 2 – The content of toxic elements in the Adagio pumpkin
Таблица 4 – Состав биологически активных нутриентов в пюре тыквы
|
|
Плоды |
Наименование элемента, мг/кг |
|||
|
свинец |
мышьяк |
кадмий |
ртуть |
|
|
Мякоть |
0,023 |
Менее 0,02 |
0,011 |
Менее 0,00002 |
|
ДУ, мг/кг согласно СанПин 2.3.2.1078-01 |
Не более 0,4 |
Не более 0,2 |
Не более 0,03 |
Не более 0,02 |
ние сахаров в пределах 6,3 %, содержание клетчатки
– 1,12 %. Общее количество золы составляет – 0,7 %. В ее составе обнаружены такие физиологически цен- ные макроэлементы, как калий, магний, кальций, натрий, фосфор, железо. Содержание витамина С со- ставляет 15 мг/100 г.
Содержание токсичных элементов – свин- ца, мышьяка, кадмия и ртути в плодах тык- вы не превышает допустимый уровень согласно СанПин 2.3.2.1078-01 (табл. 2).
Предложен способ производства тыквенного пюре, особенностью которого является сокращен- ное время тепловой обработки при разваривании для сохранения биологически активных веществ, добав- ление лимонной кислоты и сорбата калия в качестве консервантов. Органолептическая оценка пюре пока- зала, что оно имеет однородную, равномерно протер- тую массу, вкус и запах соответствуют тыквенному, цвет однородный желто-оранжевый, присущий зре- лым плодам. Физико-химические показатели ты- квенного пюре представлены в таблице 3.
Массовая доля сухих веществ соответствует требованиям ГОСТ 32742-2014 [38], посторонние примеси не обнаружены. Экспериментально уста- новлено, что по органолептическим и физико-хими- ческим показателям тыквенное пюре соответствует ГОСТ 32742-2014 и может использоваться в качестве добавки для создания творожного мусса.
С целью обоснования применения тыквенного пюре для повышения пищевой ценности молочного
Таблица 3 – Физико-химические показатели качества тыквенного пюре
|
продукта было исследовано содержание биологи- чески активных нутриентов в разработанном пюре (табл. 4).
Табличные данные свидетельствуют о том, что в тыквенном пюре в значительных количествах со- держатся такие биологически активные нутриенты, как пектиновые вещества (суточная потребность со- ставляет 2г), β -каротин (суточная потребность 5 мг), калий (суточная потребность от 400 для детей, до 2500 мг для взрослых), клетчатка.
Для разработки мусса творожного с тыквенным пюре в качестве исходных компонентов использо- вали: творог обезжиренный, молоко сухое обезжи- ренное, воду, желатин, цитрат натрия, сахар, пюре из тыквы. В ходе разработки рецептуры подбирали оптимальные концентрации ингредиентов, обеспе- чивающие высокие органолептические и физико-хи- мические показатели качества готового продукта. В качестве основы и контрольного образца служил мусс творожный без внесения тыквы. Рецептура контрольного образца мусса творожного включала (масса, %): творог обезжиренный – 35,0; молоко су- хое обезжиренное – 6,0; сахар – 20,0; желатин – 1,5; вода – 37,5. Содержание сухих веществ контроль- ного образца составляет 34 %. Творог, используе- мый для приготовления модельных образцов, имел характеристики, соответствующие требованиям ГОСТ 31453-2013 «Творог. Технические условия» [39]. В ходе разработки рецептуры подбирали оп- тимальные концентрации ингредиентов, обе- спечивающие высокие органолептические и физико-химические показатели качества готового продукта. Методом органолептического анализа обосновано количество внесения тыквенного пюре в рецептуру мусса. Оно соответствует 35 % от массы
(табл. 5).
С целью подбора соотношения компонентов и составления научно-обоснованной рецептуры мусса творожного с тыквенным пюре рассматривали со-
Moskvina N.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 1, pp. 32–42
Таблица 5 – Характеристика органолептических показателей образцов мусса творожного, в зависимости от массовой доли вносимого тыквенного пюре
Table 5 – The organoleptic properties of curd mousse samples according to the mass fraction of the pumpkin puree
|
№ образца |
Количество тыквенного пюре ,% |
Наименование показателя качества, оценка в баллах |
||||
|
Вкус |
Запах |
Цвет |
Консистенция и внешний вид |
Общий балл |
||
|
1 |
0 (контроль) |
5,0 ± 0,01 |
5,0 ± 0,00 |
4,9 ± 0,24 |
4,9 ± 0,10 |
19,8 ± 0,02 |
|
2 |
5 |
4,4 ± 0,15 |
4,5 ± 0,20 |
4,1 ± 0,21 |
4,4 ± 0,22 |
17,4 ± 0,65 |
|
3 |
10 |
4,3 ± 0,19 |
4,3 ± 0,19 |
3,6 ± 0,16 |
4,3 ± 0,18 |
16,5 ± 0,43 |
|
4 |
15 |
4,3 ± 0,22 |
4,4 ± 0,21 |
3,8 ± 0,18 |
4,5 ± 0,22 |
17,0 ± 0,62 |
|
5 |
20 |
4,5 ± 0,21 |
4,0 ± 0,8 |
4,0 ± 0,21 |
4,5 ± 0,23 |
17,0 ± 0,70 |
|
6 |
25 |
4,5 ± 0,20 |
4,0 ± 0,20 |
4,5 ± 0,20 |
4,8 ± 0,20 |
17,8 ± 0,68 |
|
7 |
30 |
4,5 ± 0,21 |
4,5 ± 0,16 |
4,5 ± 0,22 |
4,6 ±0,22 |
18,1 ± 0,84 |
|
8 |
35 |
5,0 ± 0,00 |
5,0 ± 0,00 |
5,0 ± 0,00 |
5,0 ± 0,00 |
20,0 ± 0,00 |
|
9 |
40 |
4,8 ± 0,23 |
5,0 ± 0,00 |
4,8 ± 0,21 |
5,0 ± 0,02 |
19,6 ± 0,40 |
|
10 |
45 |
4,5 ± 0,22 |
4,5 ± 0,15 |
4,7 ± 0,20 |
4,6 ± 0,23 |
18,3 ± 0,72 |
Таблица 6 – Соотношение компонентов в составе разработанного мусса творожного с пюре из тыквы
Table 6 – The mixing ratio in the composition of the mousse
|
Компоненты |
Масса, % |
Содержание сухих веществ, % |
|
Творог обезжиренный |
16,0 |
3,2 |
|
Молоко сухое обезжиренное |
3,0 |
2,88 |
|
Желатин |
2,0 |
1,68 |
|
Натрия цитрат |
0,65 |
0,46 |
|
Сахар |
22,0 |
22,0 |
|
Пюре тыквы |
35,0 |
4,55 |
|
Вода |
21,35 |
|
|
Итого: |
100 |
34,77 |
вместное влияние на органолептические показатели массовой доли влаги, количества вносимых желати- на и сахара при заданных значениях концентрации наполнителя с использованием трехмерных графи- ков – поверхностей откликов.
Изучение влияния концентрации сахара, жела- тина, влажности на органолептические показатели мусса творожного с наполнителем из тыквы в кон- центрации 35 % показало, что наилучшие баллы консистенции ( > 4,0) и показателя «вкус + запах» ( > 9,0) наблюдаются при концентрации желати- на в продукте – 1,8–2,4 %, концентрации сахара
– 20,0–24,0 %. При этом влажность моделируемо- го продукта в первом случае варьирует в пределах 66–72 %, во втором – в пределах 62–72 %. На осно-
вании проведенных исследований разработана ре- цептура мусса творожного с пюре из плодов тыквы (табл. 6).
При заданных концентрациях тыквенного пюре, сахара и желатина массу творога, цитрата натрия, сухого молока и воды подбирали с учетом того, что- бы влажность продукта была в пределах 65–66 %, активная кислотность в диапазоне рН 5,4–5,8.
Согласно разработанной рецептуре предложена технология производства мусса творожного с пюре из плодов тыквы. Проведены товароведные иссле- дования показателей качества готового продукта по органолептическим, физико-химическим и микро- биологическим показателям. Установлены сроки хранения разработанного продукта.
Результаты свидетельствуют, что мусс творо- жный имеет высокие органолептические показатели качества на протяжении первых 9 суток хранения и оценивается на «отлично»/ К 12 суткам наблюдает- ся незначительные изменение вкуса, запаха, цвета и консистенции продукта: консистенция становится более липкой, слишком мажущейся, вкус и запах вы- ражены слабее, продукт оценивается на «хорошо».
Увеличение содержания массовой доли влаги во время хранения происходит после 6 суток хранения, но остается в пределах нормы до 9 суток хранения. При хранении до 12 суток содержание влаги имеет предельное значение (68 %), при дальнейшем хра- нении продукта содержание влаги увеличивается, ухудшаются органолептические показатели. В про- цессе хранения повышается активная кислотность и к 12 суткам рН составляет 4,21.
Таблица 7 – Микробиологические показатели безопасности разработанных муссов творожных в течение хранения
Table 7 – Microbiological safety indicators of the mousse
|
Наименование показателя норма |
Значение показателя при хранении, сут. |
||||||||
|
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
18 |
21 |
|
||
|
Масса продукта (г), в которой не допускается: |
БГКП (колиформы) |
0,01 |
Не обнаружены |
||||||
|
S. aureus |
1,0 |
Не обнаружены |
|||||||
|
Патогенные, в том числе сальмонеллы |
25,0 |
Не обнаружены |
|||||||
|
Дрожжи, КОЕ/ г, не более |
50 |
не обн. |
4 |
12 |
17 |
40 |
55 |
||
|
Плесени, КОЕ/ г, не более |
50 |
не обн. |
6 |
19 |
26 |
44 |
58 |
||
Москвина Н. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 1 С. 32–42
Таблица 8 – Показатели безопасности мусса творожного с наполнителем из тыквы
Table 8 – Safety indicators of the mousse
|
Наименование элемента |
ДУ содержания, мг/кг, (для радионуклидов - Бк/кг), не более |
Фактические значения |
|
|
Токсичные элементы |
Свинец |
0,3 |
Менее 0,01 |
|
Мышьяк |
0,2 |
Менее 0,05 |
|
|
Кадмий |
0,1 |
Менее 0,01 |
|
|
Ртуть |
0,02 |
Менее 0,001 |
|
|
Микотоксины |
Афлатоксин М1 |
0,0005 |
Менее 0,0005 |
|
Радионуклиды |
Цезий-137 |
100 |
0,7 |
|
Стронций-90 |
25 |
0,2 |
|
|
Пестициды |
Гексахлорциклогексан (α β γ – изомеры) |
1,25 |
Менее 0,02 |
|
ДДТ и его метаболиты |
1,0 |
Менее 0,06 |
|
Таблица 9 – Показатели качества мусса творожного с наполнителем из тыквенного пюре
|
Изменение микробиологических показателей и показателей безопасности разработанных муссов творожных в течение их хранения приведены в та- блицах 7 и 8. Анализ табличных данных показыва- ет, что микробиологические показатели творожного мусса остаются в пределах нормы до 18 суток хра- нения. По микробиологическим показателям, со- держанию токсичных элементов, радионуклидов разработанный продукт соответствует требовани- ям СанПиН 2.3.2 1078-01 и требованиям безопас- ности и пищевой ценности пищевых продуктов по ТР ТС 021/2011. Разработаны регламентируемые показатели для продукта. По органолептическим и физико-химическим показателям продукт должен соответствовать требованиям, указанным в табли- це 9. Показатели пищевой ценности на разработан- ный продукт представлены в таблице 10.
На основании полученных результатов мож- но отметить, что уровень удовлетворения суточ- ной потребности при потреблении 100 г продукта по таким нутриентам, как пектиновые вещества, составляет 40 %, по β-каротину – 15 % от реко- мендуемой НИИ питания адекватной нормы, что
Таблица 10 – Показатели пищевой ценности мусса творожного с наполнителем из тыквенного пюре, г/100г
Table 10 – Nutritional values of the mousse, g/100g
|
Наименование нутриента |
Суточная потребность [MP 2.3.1.2432-08] |
Содержание в 100 г продукта |
Уровень удовлетворения суточной потребности, % |
|
Белки, г |
58–117 |
4,5 |
– |
|
Жиры, г |
60–154 |
0,3 |
– |
|
Углеводы, г |
170–420 |
24,5 |
14–5 |
|
Клетчатка,г |
20 |
0,5 |
2,5 |
|
Пектиновые вещества, г |
2,0 |
0,8 |
40 |
|
Калий, мг |
2500 |
135,0 |
5,4 |
|
Кальций, мг |
1200 |
63,6 |
5,3 |
|
Магний, мг |
400 |
11,3 |
2,8 |
|
Фосфор, мг |
800 |
70,0 |
9,0 |
|
Железо, мг |
10 |
0,3 |
3,0 |
|
β-каротин, мг |
5 |
0,8 |
15,2 |
|
Витамин С, мг |
90 |
3,75 |
4,2 |
Moskvina N.A. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 1, pp. 32–42
Таблица 11 – Использованные в работе номера NCBI представителей рода Cucurbita.
|
Таблица 12 – Оптимальные параметры амплификации фрагментов видоспецифичной ДНК тыквы
при использовании различных видов праймеров
Table 12 – Optimum parameters for the amplification of pumpkin orphan gene according to various types of primers
|
Наименование параметров |
Праймеры, разработанные на основе гена matK хлоропластного генома |
||
|
Концентрация праймеров, пкмоль |
10 |
||
|
Режим амплификации |
1. 2. циклов |
95 °С – 3 мин. 95 °С, 10 с 60 °С, 10 с 72 °С, 20 с |
40 |
позволяет позиционировать продукт не только как продукт повышенной пищевой ценности, но и как обогащенный. На данный вид продукта разработаны и утверждены технические условия (ТУ 9282-250- 020683315-2018) и технологическая инструкция (ТИ 9282-250-020683315-2018).
Для идентификации плодов тыквы в муссе тво- рожном использована полимеразно-цепная реакция (ПЦР). На основе базы данных GenBank NCBI в ка- честве гена-мишени выбран ген matK хлоропластно- го генома (табл. 11). На основании выбранных в базе Genbamk NCBI нуклеотидных последовательностей видов рода Cucurbita проведен поиск презентатив- ных нуклеотидных последовательностей гена matK хлоропластного рода Cucurbita.
С помощью различных программных пакетов на основе гена matK разработаны и сконструированы универсальные праймеры, подобраны условия про- ведения амплификации (табл. 12).
Результаты по апробации оптимизированного метода ПЦР с использованием разработанных прай- меров на основе гена matK хлоропластного генома представлены на электрофореграмме (рис. 1) где отмечаются четкие полосы, соответствующие мо-
Рисунок 1 – Электрофореграмма продуктов амплификации ДНК тыквы в пюре и муссе творожном с использованием праймеров, разработанных на основе
гена matK хлоропластного генома: К(–) – отрицательный контроль; Т – свежие плоды тыквы; П – пюре из тыквы; М – мусс творожный; м.в. – маркер молекулярного веса
Figure 1 – Electrophoregram of amplification products of pumpkin DNA in the mousse using primers developed on the basis of the matK gene of the chloroplast genome: К(-) – negative test; T – fresh pumpkins; П – pumpkin cream; M - cottage cheese mousse;
м.в. – molecular weight marker
лекулярной массе длин ампликонов используемых праймеров (297 bp – для фрагмента гена matK).
Результаты проведенных исследований позволя- ют рекомендовать для идентификации плодов тык- вы в пищевых продуктах классический метод ПЦР с определением продуктов амплификации в агароз- ном геле с использованием праймеров, разработан- ных на основе гена matK хлоропластного генома.
Выводы
Проведенная экспериментальная работа позво- лила определить комплекс методических аспектов контроля качества молочных продуктов с раститель- ными добавками на примере мусса творожного с пюре из тыквы.
К ним относят оценку биологической ценности и качества по органолептическим и физико-хими- ческим показателям, а также оценку подлинности применяемого в технологии растительного сырья и полуфабрикатов с использованием молекуляр- но-генетического анализа. Установлено, что тыква твердокорая сорта Адажио, широко районируемая в Кемеровской области, является источников биоло- гически активных веществ: β-каротина, клетчатки, пектиновых и минеральных веществ. Оценка каче- ства плодов тыквы по органолептическим и физи- ко-химическим показателям показала соответствие требованиям ГОСТ 7975-2013. Содержание токсич- ных элементов (свинца, мышьяка, кадмия и ртути) в плодах тыквы не превышает допустимый уровень и соответствует требованиям СанПин 2.3.2.1078-01.
Экспериментально установлено, что по органо- лептическим и физико-химическим показателям тыквенное пюре соответствует ГОСТ 32742-2014 и может использоваться в качестве добавки для созда- ния творожного мусса.
Установлено, что в тыквенном пюре в значи- тельных количествах содержатся такие биологиче- ски активные нутриенты как пектиновые вещества, β-каротин, калий и клетчатка. В переработанном продукте плодов и овощей практически невозможно идентифицировать вид используемого сырья, приме- няя органолептические и физико-химические методы анализа, а вкус и запах можно имитировать внесен- ными пищевыми добавками. Органолептические ме- тоды не пригодны в силу измельчения плодов, а физико-химические показатели, такие как содержа- ние сухих веществ, сахаров, пектиновых веществ, ор-
Москвина Н. А. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 1 С. 32–42
ганических кислот, титруемая кислотность, у многих видов переработанного сырья очень близки.
Научно-обоснованы и разработаны рецептура, технология производства мусса творожного с пюре из тыквы с учетом сбалансированности компонен- тов, комплиментарности органолептических по- казателей (гармоничный вкус и привлекательный внешний вид), а также влияния вносимого плодово- го сырья на физико-химические показатели.
Определено оптимальное количество тыквен- ного пюре, вносимого в рецептуру (35 % от массы), совместное влияние рецептурных компонентов и плодового сырья на показатели качества готового продукта.
Проведены товароведные исследования показа- телей качества готового творожного мусса с пюре из тыквы по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям и содержанию токсичных элементов, радионуклидов. Показано, что внесение плодового сырья позволяет получить продукт повышенной пищевой ценности с высокими потребительскими свойствами. Показатели пищевой ценности мусса творожного с пюре из тыквы свиде- тельствуют, что уровень удовлетворения суточной потребности при потреблении 100 г продукта по та- ким нутриентам, как пектиновые вещества, состав- ляет 40 %, по β-каротину – 15 % от рекомендуемой НИИ питания адекватной нормы, что позволяет по- зиционировать продукт не только как продукт повы-
шенной пищевой ценности, но и как обогащенный. Установлены оптимальные сроки хранения разра- ботанного мусса творожного с наполнителем из ты- квенного пюре – 7 суток, на протяжении которых продукт сохраняет свои первоначальные свойства.
Для идентификации тыквы в полуфабрикате и молочном продукте применен молекулярно-гене- тический анализ. На основе базы данных GenBank NCBI в качестве гена-мишени выбран ген matK хло- ропластного генома. С помощью различных про- граммных пакетов на основе гена matK разработаны и сконструированы универсальные праймеры. Экс- периментальным путем подобраны оптимальные параметры проведения амплификации фрагментов видоспецифичной ДНК тыквы. Результаты электро- фореграмм показывают, что плоды тыквы надежно идентифицируются в пюре и муссе творожном при использовании праймеров, синтезированных на ос- нове гена matK хлоропластного генома.
Результаты проведенных исследований позволя- ют рекомендовать для идентификации плодов тык- вы в пищевых продуктах классический метод ПЦР с определением продуктов амплификации в агарозном геле с использованием праймеров, разработанных на основе гена matK хлоропластного генома.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте- ресов.
1. Baulina MA, Silantyeva LA. Technology development of fermented milk desserts enriched with whey proteins and germinated beans of lentils. Food Industry. 2014;(9):12–14. (In Russ.).
2. Kablukova EV, Toshev AD. Perspektivy ispolʹzovaniya rastitelʹnogo syrʹya dlya povysheniya pishchevoy tsennosti kislo- molochnykh produktov [Prospects for the use of plant materials to increase the nutritional value of fermented milk products]. Ma- terialy 66-y nauchnoy konferentsii “Nauka YUUrGU” [Proceedings of the 66th Scientific Conference “Science of the South-Ural State University”]; 2014; Chelyabinsk. Chelyabinsk: South Ural State University; 2014. p. 364–367. (In Russ.).
3. Maloeva EN, Khodakova EE. Sovremennye tendentsii razrabotki molochnykh produktov lechebno-profilakticheskogo naznacheniya [Modern trends in the development of dairy products for therapeutic and prophylactic purposes]. Kachestvo pro- duktsii, tekhnologiy i obrazovaniya: materialy X Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Quality of products, tech- nologies, and education: Proceedings of the X International Scientific Practical Conference]; 2015; Magnitogorsk. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University; 2015. p. 83–86. (In Russ.).
4. Omarova A, Mashanova N. Sovershenstvovanie tekhnologii natsionalʹnykh molochnykh produktov s ispolʹzovaniem ras- titelʹnogo syrʹya [Improving the technology of national dairy products with plant materials]. International student research bulletin. 2016;(3–1):151–152. (In Russ.).
5. Pilipenko TW. The use of vegetable raw materials in the creation of food with functional properties. Science Almanac. 2016;21(7–1):427–430. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17117/na.2016.07.01.427.
6. Roshchupkina OE. Perspektiva sochetaniya vtorichnogo syrʹya molochnoy promyshlennosti i rastitelʹnogo syrʹya pri sozdanii kislomolochnogo produkta [Perspective combining of secondary dairy and plant raw materials when creating a fermented milk product]. Scientific research. 2017;12(1):13–14. (In Russ.).
7. Ryabchenko IB, Silantieva LA. Possibility of use of additives of a phytogenesis by manufacture of sourmilk products. Processes and Food Production Equipment. 2011;(2):222–226. (In Russ.).
8. TR TS 033/2013 O bezopasnosti moloka i molochnoy produktsii [Technical Regulations of Customs Union 033/2013 On safety of milk and diary products]. 2013. 107 p.
9. MU 4.1./4.2.2484-09 Otsenka podlinnosti i vyyavlenie falʹsifikatsii molochnoy produktsii: Metodicheskie ukazaniya [Recommended Practices 4.1./4.2.2484-09: Assessment of authenticity and detection of falsification of dairy products: Recom- mended Practices]. 2009. 30 p.
10. Kobzeva TV, Yurova EA. Control of the quality of products containing milk. Dairy Industry. 2011;(2):48–49. (In Russ.).
11. Baranova ML. Mnenie ehksperta. Neobkhodimo vnesti izmeneniya v normativnuyu bazu [Expert opinion. Changes to the regulatory framework are necessary]. Production Quality Control. 2016;(7):58–59. (In Russ.).
12. Budanina LN, Vereshchagin AL, Bychin NV. Application of DSC method for canned milk product identification. Food Processing: Techniques and Technology. 2015;37(2):98–104. (In Russ.).
13. Dunin SA. Kontrolʹ kachestva molochnoy produktsii po zhirnokislotnomu sostavu [Quality control of dairy prod- ucts according to fatty acid composition]. Metody otsenki sootvetstviya [Methods of Conformity Assessment]. 2012;(5):18–23. (In Russ.).
14. Ivakhnenko TE. Investigation the identification and detection of milk and dairy products falsification problem. Oso- bennosti gosudarstvennogo regulirovaniya vneshnetorgovoy deyatelʹnosti v sovremennykh usloviyakh: materialy nauchno-prak- ticheskoy konferentsii [State regulation of foreign trade activities in modern conditions: Proceedings of the scientific-practical conference]; 2015; Rostov-on-Don. Rostov-on-Don: Rostov Branch of Russian Customs Academy; 2015. p. 206–214. (In Russ.).
15. Kalamkarova LI. K voprosu o falʹsifikatsii moloka i molochnoy produktsii v respublike Kazakhstan [On the issue of fal- sification of milk and dairy products in the Republic of Kazakhstan]. Meditsina [Medicine]. 2013;(11):5–8. (In Russ.).
16. Mazaev AN, Shelʹ IA, Popova MA, Uvarova VM, Prokhasʹko LS. O falʹsifikatsii moloka i molochnykh produktov [On the falsification of milk and dairy products]. Young Scientist. 2014;71(12):90–92. (In Russ.).
17. Malykh MA, Poliektova EL. Problemy identifikatsii molochnoy produktsii i puti ikh resheniya [Identification issues of dairy products and their solutions]. Production Quality Control. 2017;(2):6–9. (In Russ.).
18. Serazhutdinova LD, Malykh MA. Identifikatsiya molochnoy produktsii: problemy i resheniya [Identification of dairy products: problems and solutions]. Metody otsenki sootvetstviya [Methods of Conformity Assessment]. 2013;(1):22–25. (In Russ.).
19. Florinskaya EE. Analysis and prospects of development of identification and falsification of dairy products. The Inter- national Scientific Journal. 2017;(4):67–72. (In Russ.).
20. Chmilenko FA, Minaeva NP, Sandomirskij AV, Sidorova LP. Identification of milk products falsification by gas chro- matographic method. Methods and objects of chemical analysis. 2009;4(1):60–66. (In Russ.).
21. Shkolnikova MN. Review of modern methods of whole-milk products identification. The Bulletin of KrasGAU. 2017;130(7):90–97. (In Russ.).
22. Botros LL, Jablonski J, Chang C, Bergana MM, Wehling P, Harnly JM, et al. Exploring authentic skim and nonfat dry milk powder variance for the development of nontargeted adulterant detection methods using nearinfrared spectroscopy and chemometrics. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2013;61(41):9810–9818. DOI: https://doi.org/10.1021/jf4023433.
23. Cozzolino D. Recent trends on the use of infrared spectroscopy to trace and authenticate natural and agricultural food products. Applied Spectroscopy Reviews. 2012;47(7):518–530. DOI: https://doi.org/10.1080/05704928.2012.667858.
24. Lu C, Xiang B, Hao G, Xu J, Wang Z, Chen C. Rapid detection of melamine in milk powder by near infrared spectroscopy. Journal of Near Infrared Spectroscopy. 2009;17(2):59–67. DOI: https://doi.org/10.1255/jnirs.829.
25. Onosovskaya NN. Identification of milk and milk products. Magazine cheesemaking and buttermaking. 2011;(3):13–14.
26. Arhipov AN, Mudrikova OV, Masunov NA. Comparative genome analysis of organisms used in the production of food additives. Food Processing: Techniques and Technology. 2010;19(4):77–81. (In Russ.).
27. Prosekov AYu, Mudrikova OV, Bulavina AV, Arhipov AN. The methods of the DNA technologies for the vegetable raw materials identification in milk products. Dairy Industry. 2011;(12):62–63. (In Russ.).
28. Fomina TA. Razrabotka metoda identifikatsii vidovoy prinadlezhnosti myasnykh i rastitelʹnykh ingredientov na osnove polimeraznoy tsepnoy reaktsii v rezhime realʹnogo vremeni [Development of a method for identification of the species of meat and vegetable ingredients based on real-time polymerase chain reaction]. Cand. eng. sci. diss. Moscow: V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences; 2012. 149 p.
29. Kimie I, Shigeru N, Katsutoshi O. Primer and method for detecting specific plant. Patent P2009–174728. 2009.
30. Bautista SC, Jose M. Identification of dna in raw or processed foods and compound feeds. Patent PCT/ES2005/000486. 2006.
31. Golubtsova YuV. Teoriya i praktika vidovoy identifikatsii plodovo-yagodnogo syrʹya v produktakh na molochnoy osnove [Theory and practice of species identification of fruit and berry raw materials in dairy-based products]. Kemerovo: KemIFST; 2017. 140 p. (In Russ.).
32. TR TS 021/2011 O bezopasnosti pishchevoy produktsii [Technical Regulations of Customs Union 021/2011 On food safety]. 2011.
33. Borovikov VP, Ivchenko IG. Prognozirovanie v sisteme Statistica v srede Windows DJVU [Forecasting in the Statistica system in Windows environment DJVU]. Moscow: Finansy i statistika. 2000. 380 p. (In Russ.).
34. Golubtsova YuV. Identifikatsiya plodovo-yagodnogo syrʹya v produktakh pitaniya metodom PTSR [Identification of fruit and berry raw materials in food products by PCR method]. Kemerovo: KemIFST; 2017. 17 p. (In Russ.).
35. Skripnikow YG, Winnitskaya WF, Korowkina MY. Technological peculiarities of pumpkin puree production. Achievements of Science and Technology of AIC. 2008;(8):50–52. (In Russ.).
36. Borisenko VV, Foliyants BV. Izuchenie biokhimicheskogo sostava plodov tykvy sorta “Vitaminnaya” [The biochemical composition of the Vitamin pumpkin]. Young Scientist. 2015;102(22):98–100. (In Russ.).
37. State Standard 7975-2013. Fresh food pumpkin. Specifications. Moscow: Standartinform; 2014. 5 p.
38. State Standard 32742-2014. Semifinished products. Aseptically canned fruit and vegetable puree. Specifications. Moscow: Standartinform; 2014. 10 p.
39. State Standard 31453-2013. Tvorog. Specifications. Moscow: Standartinform; 2013. 8 p.
