Альтернативная замена традиционного консерванта в молочно-консервной отрасли

Введение. Снижение валовых надоев и повышение закупочной цены на сырое молоко характерно для сегодняшнего Российского молочного рынка [1]. При этом прогнозируется, что в связи с продэмбарго возникнет повышенный спрос на отечественные молочные продукты – цены на молоко будут расти. Эта ситуация приводит к необходимости отечественного производителя молочной продукции искать новые недорогие источники сырья. Так, например, в первом полугодии 2015 года прирост производства молочных продуктов на 2,7 % был обеспечен за счет возросшего использования сыворотки. Известны технические решения, позволяющие рационально перерабатывать молочную сыворотку, например, на производство концентрированных молочных продуктов с сахаром [2, 3]. Наряду с этим, необходимо привлечение в качестве сырьевых ресурсов ингредиентов немолочного происхождения. Известно использование солода или солодового экстракта в производстве консервированных молочных продуктов [4, 5]. Однако изменение компонентного состава продуктов влекут за собой, и некоторые изменение показателей качества. Качество молочных консервов должно соответствовать требованиям технической документации в течение всего срока хранения. Неизменность исходного качества устанавливается и подтверждается результатами его оценки по физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям качества, предусмотренным стандартами [6–10].

Целью исследований является разработка концентрированного молочного продукта с сахаром и солодовым экстрактом и оценка его физико-химических, органолептических и микробиологических показателей качества.

Объектом исследований явился концентрированный молочный продукт с сахаром и солодовым экстрактом, выработанный методом рекомбинирования.

Известно, что солодовый экстракт содержит более 70 % углеводов и более 10 % белковых веществ к массе продукта, кроме того он является источником витаминов и минеральных веществ. В работе предлагается вводить солодовый экстракт взамен сухого обезжиренного молока и сахарозы [11, 12]. Для этого была разработана рецептура продукта, в котором 5, 10 и 15 % сухого обезжиренного молока (СОМ), а также 5, 10 и 15 % сахарозы замещалась на сухое вещество солодового экстракта. Рецептура представлена в таблице 1.

Таблица 1. Рецептура разрабатываемого продукта, кг/1000 кг продукта

Компонент	Доля замены сахарозы + СОМ,%
	0	5+5	10+10	15+15
Сухое обезжиренное молоко	223,96	212,76	201,56	190,37
Молочный жир	85	85	85	85
Сахар	435,00	413,25	391,50	369,75
Солодовый экстракт	-	42,24	84,49	126,72
Вода	256,04	246,75	237,45	228,16
Итого	1000	1000	1000	1000

С учетом составленной рецептуры (таблица 1) были выработаны образцы концентрированного молочного продукта с сахаром и солодовым экстрактом и контрольный образец – без добавки солодового экстракта.

Технологию реализуют следующим образом. Сухое обезжиренное молоко полностью растворяют в воде, нагретой до температуры (37±2) ºС при постоянном перемешивании. Полученное таким образом восстановленное молоко нагревают до (62±2) ºС и затем к нему при непрерывном перемешивании добавляют расчетное количество нагретого до температуры (60±5) ºС молочного жира. Смесь тщательно перемешивается до равномерного распределения жира. После эмульгирования в полученную смесь по рецептуре вводят предварительно просеянный через сито сахар, смесь нагревают до (82±2) ºС для полного растворения компонентов. Далее проводят пастеризацию при (82±2) ºС при выдержке 5–15 минут. В пастеризованную смесь вносят предварительно пастеризованный при температуре (82±2) ºС при выдержке 5–15 минут солодовый экстракт. После этого продукт при постоянном перемешивании охлаждают со скоростью 1 град./мин. до температуры массовой кристаллизации лактозы (35±2) ºС и затем в смесь при этой температуре вводят затравку мелкокристаллической лактозы с размером кристаллов не более 4 мкм в количестве не менее 0,02 % к массе продукта. Мелкокристаллическую лактозу перед использованием просеивают и прокаливают в сушильном шкафу при температуре (103±2) ºС. Далее продукт доохлаждают до 20 ºС.

Методика исследований . В образцах были определены физико-химические показатели: массовая доля сухих веществ, вязкость, активная кислотность, активность воды, средний размер кристаллов лактозы, а также органолептические показатели. Массовая доля сухих веществ измерялась рефрактометрическим методом, вязкость – вискозиметром Гепплера, активная кислотность – рН-метром, активность воды с помощью гигрометра Rotronic HygroPalm, гранулометрический состав кристаллов лактозы – с помощью микроскопа BIOLAR. Органолептические показатели качества продукта были оценены по ГОСТ [9], а микробиологические показатели по ГОСТ [10]. Углеводный и витаминный состав продукта был определен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Минеральный состав согласно «Руководству по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище».

Результаты исследований. Полученные данные по физико-химическим показателям качества для свежевыработанных продуктов и в процессе хранения представлены в таблице 2.

Таблица 2. Физико-химические показатели качества продукта

Наименование показателя	Контрольный образец	Замена СОМ и сахара на солодовый экстракт, %
		5	10	15
Свежевыработанный продукт
Массовая доля сухих веществ, %	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10
Вязкость, Па*с	1,11±0,08	2,75±0,08	2,89±0,08	3,01±0,08
Активная кислотность (рН), ед.	6,19±0,05	5,96±0,05	5,83±0,05	5,67±0,05
Активность воды, aw	0,821±0,013	0,801±0,013	0,814±0,013	0,818±0,013
3 месяца хранения
Массовая доля сухих веществ, %	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10
Вязкость, Па*с	1,29±0,08	2,90±0,08	3,27±0,08	3,64±0,08
Активная кислотность (рН), ед.	6,52±0,05	6,21±0,05	6,11±0,05	6,02±0,05
Активность воды, aw	0,818±0,013	0,799±0,013	0,810±0,013	0,812±0,013
6 месяцев хранения

Наименование показателя	Контрольный образец	Замена СОМ и сахара на солодовый экстракт, %
		5	10	15
Массовая доля сухих веществ, %	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10
Вязкость, Па*с	1,62±0,08	3,24±0,08	4,28±0,08	5,18±0,08
Активная кислотность (рН), ед.	6,71±0,05	6,45±0,05	6,37±0,05	6,29±0,05
Активность воды, aw	0,815±0,013	0,796±0,013	0,804±0,013	0,805±0,013
14 месяцев хранения
Массовая доля сухих веществ, %	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10	72,5±0,10
Вязкость, Па*с	1,80±0,08	3,64±0,08	4,96±0,08	5,95±0,08
Активная кислотность (рН), ед.	6,40±0,05	6,14±0,05	5,96±0,05	5,74±0,05
Активность воды, aw	0,818±0,013	0,786±0,013	0,796±0,013	0,800±0,013

Как следует из таблицы 2, массовая доля сухих веществ соответствует требованиям нормативной документации на составные молочные продукты [8].

Поскольку солодовый экстракт содержит в своем составе значительную долю углеводов, была проведена оценка их консервирующего эффекта, которая проводилась путем измерения активности воды. Как следует из таблицы 2, активность воды изменялась в пределах погрешности измерений, что свидетельствует о возможности использования солодового экстракта в качестве осмотически деятельного вещества в производстве молочных консервов.

Некоторое снижение активной кислотности, которое наблюдалось в образцах с добавлением экстракта, обусловлено изначально низкой активной кислотностью солодового экстракта, равной рН = 4,3 единицы. При хранении наблюдается незначительное повышение активной кислотности по отношению к свежевыработан-ным образцам продуктов. В целом значение рН находится в допустимом диапазоне значений для данных продуктов.

Вязкость продукта с добавкой солода увеличивается, но не превышает значений, регулируемых ГОСТ на традиционное сгущенное молоко с сахаром [6]. В контрольных образцах вязкость имеет несколько пониженное значение, и продукт обладает излишне жидкой консистенцией. Таким образом, введением солодового экстракта возможно управление реологическими параметрами, а, следовательно, качеством продукта.

Вкус и запах продуктов в зависимости от доли замены солодовым экстрактом изменялся от молочного с легким вкусом и ароматом солодового экстракта до молочного с сильно выраженным вкусом и ароматом солодового экстракта. Консистенция всех продуктов вязкая и однородная по всей массе. Цвет продуктов изменяется от коричневого до темно-коричневого, характерного для вносимого компонента, равномерный по всей массе.

Микробиологический анализ показал, что продукт соответствует требованиям [13] и содержит КМАФАнМ не более 3,5·104 КОЕ/г, БГКП в 1 г продукта, дрожжи и плесени отсутствуют.

Экспериментально было установлено, что введение солодового экстракта позволяет повысить пищевую ценность разработанного продукта за счет увеличения содержания витаминов и минеральных веществ. Полученные результаты исследо- вания нутриентного состава продукта, а также витаминный и минеральный скор, представлены в таблице 3.

Таблица 3. Минеральный и витаминный состав КМП с заменой 10 % сахара солодовым экстрактом

Наименование вещества	Суточная потребность, мг	Содержание в продукте, мг/100 г	Скор продукта
Минеральные вещества
Калий	3500,0	988,00	28,23
Натрий	2400,0	126,00	4,83
Кальций	1000,0	498,00	49,80
Фосфор	1000,0	315,00	31,50
Магний	400,0	25,70	6,43
Марганец	10,0	0,016	0,16
Витамины
Тиамин (В1)	2,0	0,50	25,00
Рибофлавин (В2)	2,5	0,36	14,40
Пиридоксин (В6)	3,0	1,26	42,00
Витамин Е	10,0	1,50	15,00

Из таблицы 3 следует, что в наибольшей степени разработанный продукт содержит такие минеральные вещества как кальций, фосфор и калий. Процент удовлетворения суточной потребности по этим веществам составляет 49,80; 31,50; 28,23 % соответственно. Витаминный скор продукта показывает, что наибольшее удовлетворение суточной потребности наблюдается по витаминам В6 и В1 (42 и 25 % соответственно). Если же сравнивать витаминный и минеральный состав предлагаемого нами КМП с традиционным сгущенным молоком, то можно сказать о повышении содержания минеральных веществ в целом в 1,5–3 раза, а витаминов в 6–9 раз.

Исследование углеводного состава КМП с заменой 10 % сахара солодовым экстрактом показало, что по сравнению с традиционным продуктом в предлагаемом образце более разнообразный профиль углеводов (таблица 4).

Таблица 4. Углеводный профиль КМП с заменой 10 % сахара солодовым экстрактом

Наименование вещества                     Содержание в продукте, г/л

Сахароза	370,0
Лактоза	118,0
Мальтоза	36,0
Глюкоза	11,6
Фруктоза	4,0

Как следует из таблицы 4, углеводный состав дополняется такими сахарами как мальтоза, глюкоза, фруктоза. Помимо моно- и дисахаридов в состав солодовых экстрактов входят олигосахариды (мальтодекстрины, пектин, гемицеллюлоза и др.) [11, 12]. Таким образом, использование солодового экстракта для замены сахарозы в КМП, приводит не только к разнообразию состава углеводов продукта, но и к стимулированию пищеварительного процесса. Для расщепления части сложных сахаров (ди-, три-, тетрасахариды и декстрины) нужно большее время, следовательно, и бóльшие затраты энергии. Другая же часть олигосахаридов (цел- люлозы и пектины) относится к так называемым балластным веществам, которые способствуют образованию пищевого кома, влияют на двигательную активность кишечного тракта, отвечают за чувство насыщения и обладают защитной функцией, связывая вредные для организма вещества и выводя их из организма.

Выводы

• 1.    Солодовый экстракт может быть использован в качестве заменителя сахара и СОМ в производстве концентрированных сладких молочных продуктов, так как обеспечивает необходимый консервирующий эффект.

• 2.    Повышение вязкости, обусловленное введением солодового экстракта, позволяет исключить энергозатратную операцию гомогенизации в технологическом процессе.

• 3.    Солодовый экстракт способствует повышению пищевой ценности продукта.