Динамика показателей хранимоспособности кисломолочных напитков с овощными наполнителями

Основным направлением повышения биологической ценности молочных продуктов является комбинирование молочной основы с растительными ингредиентами, при этом состав молочной основы может быть модифицирован путем биотехнологических процессов или адаптирован для потребителей с непереносимостью отдельных компонентов молока и пищевой аллергией [1]. В Вологодской ГМХА им. Н.В. Верещагина разработаны низколактозные кисломолочные напитки с овощными наполнителями - морковным и тыквенным пюре. Углеводный состав продуктов адаптирован для людей с непереносимостью лактозы за счет ее гидролиза ферментным препаратом β-галактозидазы таким образом, что глубина гидролиза лактозы в исходной молочной смеси составляет порядка 70%. Образующиеся при этом моносахара глюкоза и галактоза увеличивают сладость смеси, за счет чего количество сахарозы в рецептуре снижается.

Введение овощных добавок на основе моркови и тыквы повышает биологическую ценность продуктов за счет обогащения их витаминами, пищевыми волокнами, макро- и микроэлементами [2]. Морковное и тыквенное пюре содержат в своем составе перевариваемую клетчатку, антиоксиданты. в—каротин и оказывают на организм человека положительное воздействие за счет стимулирования пищеварения и создания энтеральной среды для микробного биоценоза кишечника. Биологическая ценность моркови и тыквы представлена в таблице 1, содержание минеральной составляющей – в таблице 2 [3].

Таблица 1 – Содержание пищевых веществ на 100 г съедобной части

Наименование показателя	Содержание, г Морковь Тыква		Наименование показателя	Содержание Морковь Тыква
Калорийность, кКал	35	22	Витамин PP, мг	1	0,5
Белки	1,3	1	Витамин B1 (тиамин), мг	0,06	0,05
Жиры	0,1	0,1	Витамин B 2 (рибофлавин), мг	0,07	0,06
Углеводы	6,9	4,4	Витамин B 5 (пантотеновая кислота), мг	0,3	0,4
Пищевые волокна	2,4	2	Витамин B 6 (пиридоксин), мг	0,1	0,1
Зола	1	0,6	Витамин B 9 (фолиевая), мкг	9	14
Вода	88	91,8	Витамин C, мг	5	8
Моно- и дисахариды	6,7	4,2	Витамин E (ТЭ), мкг	0,4	14
Крахмал	0,2	0,2	Витамин PP (ниациновый эквивалент), мг	0,06	0,7
Органические кислоты	0,3	0,1

Таблица 2 – Содержание макро- и микроэлементов в тыкве и моркови

Наименование	Содержание		Наименование	Содержание
	Морковь	Тыква		Морковь	Тыква
Кальций, мг	27	25	Железо, мг	0,7	0,4
Магний, мг	38	14	Цинк, мг	0,4	0,24
Натрий, мг	21	4	Йод, мкг	5	1
Калий, мг	200	204	Медь, мкг	80	180
Фосфор, мг	55	25	Марганец, мг	0,2	0,04
Хлор, мг	63	19	Фтор, мкг	55	86
Сера, мг	6	18	Кобальт, мкг	2	1

Каротиноиды моркови участвуют в регуляции уровня сахара крови, а пектины обладают комплексообразующей способностью. Тыква содержит моно- и дисахариды, аскорбиновую кислоту, витамины группы В, никотиновую кислоту, каротин. В тыкве содержатся пищевые волокна, в том числе пектины, целлюлоза, количество которой зависит от вида растений: в плодах и овощах ее 1–2%. Целлюлоза, пектин, гемицеллюлоза, лигнин входят в состав пищевых волокон, обеспечивающих нормальное функционирование желудочно-кишечного тракта. При длительном употреблении пектины выступают как бифидогенный фактор.

При производстве новых видов пищевой продукции актуальным является исследование микробиологических, физико-химических показателей, реологических характеристик продукта в процессе хранения для обоснования его безопасности и установления срока годности.

Цель исследования – изучить хранимоспособность кисломолочных напитков с модифицированным углеводным составом и овощными наполнителями – морковным и тыквенным пюре.

Методика и методы исследования

Исследовали модельные образцы кисломолочных напитков со степенью гидролиза лактозы 70%; дозы вносимых наполнителей составили: для морковного пюре – 20%; тыквенного пюре – 19%; сахарозы – 12%. [4]. Ранее проведенные исследования показали, что при таком сочетании компонентов – овощных наполнителей и сахарозы с кисломолочной основой – сгусток обладал наиболее прочной пространственной сеткой и более выраженными влагоудерживающими свойствами, а органолептические показатели данных модельных образцов получили наивысший балл [5].

В процессе хранения напитков изучали физико-химические параметры: активную, титруемую кислотности и микробиологические показатели определяли по общепринятым стандартным методикам. Реологические показатели изучали на вискозиметре Реотест 2.1, который позволяет изучать свойства течения исследуемого вещества и фикси- ровать кривые течения в больших диапазонах напряжений сдвига и скоростей сдвига [6, 7]. Условную вязкость определяли с помощью вискозиметра ВЗ-2,5 путем измерения времени непрерывного истечения в секундах определенного объема пробы через калибровочное сопло вискозиметра.

Оценку кисломолочных напитков с овощными наполнителями проводили совместно с продуктом, вырабатываемым без наполнителей, который использовали в качестве контрольного образца. Срок годности продукта составляет 5 суток, так как в составе отсутствуют стабилизаторы, регуляторы кислотности, консерванты и т. д., поэтому хранимо-способность напитков обусловлена составом и состоянием молочных и растительных компонентов – молочного жира, белков, углеводов, пектинов и т. д., а также уровнем и характером развития молочнокислых микроорганизмов, их способностью продуцировать экзополисахариды. Хранение образцов проводилось при температуре (4±2)˚С в течение 7 суток с учетом коэффициента резерва 1,2.

Результаты исследований

В процессе хранения напитков исследовали активную и титруемую кислотности как показатели доброкачественности (рис. 1, 2). Наибольший прирост титруемой кислотности наблюдали у напитка с тыквенным пюре, данный показатель увеличился на 11,5 °Т.

Титруемая кислотность продукта без наполнителей и напитка с морковным пюре оставалась практически неизменной к концу срока хранения, прирост данного показателя составил 4 °Т в обоих случаях. Известно, что в молоке после окончания сквашивания остается большое количество живых клеток молочнокислых бактерий [8]. Применяемое охлаждение замедляет развитие микроорганизмов, но не подавляет их жизнедеятельность, поэтому при хранении кислотность незначительно нарастает.

■ без наполнителя     ■ с морковным пюре      ■ с тыквенным пюре

Рисунок 1 – Динамика титруемой кислотности образцов продуктов в процессе хранения

Активная кислотность при этом практически не изменяется, что объясняется наличием в молоке буферных систем - белковой, фосфатной, цитратной и бикарбонатной [9].

■ без наполнителя   ■ с морковным пюре ■ с тыквенным пюре

Рисунок 2 – Динамика активной кислотности образцов продуктов в процессе хранения

Микробиоценоз напитков складывается из остаточной микрофлоры пастеризованной смеси, послепастеризационного обсеменения с упаковки и оборудования и заквасочной микрофлоры, уровень и ин- тенсивность развития которой тормозит процесс размножения посторонней микрофлоры и влияет на хранимоспособность напитка [10, 11]. Поэтому при оценке кисломолочных продуктов в первую очередь определяют количество молочнокислых микроорганизмов, затем санитарно-показательных, в частности бактерий группы кишечных палочек (обсеменение объектов представителями кишечной микрофлоры), а критерием микробиологической безопасности являются патогенные и условно-патогенные микроорганизмы [12, 13]. Результаты исследований приведены в таблицах 3, 4, 5.

Таблица 3 – Изменение микробиологических показателей в процессе хранения напитка без наполнителя

№ п/п	Наименование показателя	Результаты испытаний по продолжительности хранения, суток 1357
1	Количество молочнокислых микроорганизмов (Str. thermophilus), КОЕ/г	4,7 108	4,5 108	3,9 107	2,4 107
2	Дрожжи, КОЕ/г, не более	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
3	Плесени, КОЕ/г, не более	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
4	БГКП в 0,01г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.
5	Патогенные, в т.ч. сальмонеллы в 25 г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.
6	S.aureus в 1 г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.

Таблица 4 – Изменение микробиологических показателей в процессе хранения напитка с морковным пюре

№ п/п	Наименование показателя	Результаты испытаний по продолжительности хранения, суток 1357
1	Количество молочнокислых микро-организмов (Str. thermophilus), КОЕ/г	2,4 108	2,2 108	4,1 107	2,4 107
2	Дрожжи КОЕ/г	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
3	Плесени КОЕ/г	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
4	БГКП в 0,01г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.
5	Патогенные, в т.ч. сальмонеллы в 25 г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.
6	S.aureus в 1 г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.

Таблица 5 – Изменение микробиологических показателей в процессе хранения напитка с тыквенным пюре

№ п/п	Наименование показателя	Результаты испытаний по продолжительности хранения, суток 1357
1	Количество молочнокислых микро-организмов (Str. thermophilus), КОЕ/г	2,3 108	2,2 108	4,2 107	2,3 107
2	Дрожжи КОЕ/г	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
3	Плесени КОЕ/г	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
4	БГКП в 0,01г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.
5	Патогенные, в т.ч. сальмонеллы в 25 г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.
6	S.aureus в 1 г	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.	не обнаруж.

При хранении всех образцов продуктов в течение 7 дней патогенные микроорганизмы, в т. ч. сальмонеллы, и золотистый стафилококк отсутствовали, количество БГКП, дрожжей и плесеней в образцах продуктов не превышало рекомендуемого значения [11], таким образом, установлено, что в течение срока годности все образцы являются безопасными.

Уровень молочнокислого процесса свидетельствует о том, что молочнокислые микроорганизмы, несмотря на модифицированный углеводный состав напитка, активно развиваются и их количество на момент завершения технологического процесса составляет от 2,3 до 4,7108 КОЕ/г. На конец срока годности количество молочнокислых микроорганизмов составило в среднем 2,4107 КОЕ/г, что выше нормируемого показателя в 2,4 раза [12].

Проводили реологические исследования продуктов в процессе хранения, результаты приведены на рисунке 3.

■ Напиток без наполнителей ■ Напиток с морковным пюре   ■ Напиток с тыквенным пюре

Рисунок 3 – Изменение вязкости продуктов в процессе хранения

В первые сутки хранения вязкость напитка без наполнителя значительно была выше, чем у образцов с овощными наполнителями, что связано лучшим удерживанием влаги молочным сгустком, содержащим в процентном отношении большее количество молочного белка.

В дальнейшем в процессе хранения вязкость у всех образцов снижалась. На 5 сутки (ожидаемый срок годности) вязкость у контрольного образца была ниже, чем у напитков с морковным и тыквенным пюре. На седьмые сутки этот показатель был примерно на одном уровне, как у напитка без наполнителей, так и у напитков с овощными наполнителями.

Тиксотропные свойства напитков и их способность оказывать сопротивление механическому воздействию оценивали по таким показателям, как потеря вязкости, коэффициент механической стабильности и восстановление структуры [4, 5], которые приведены в таблице 6. Как видно из представленных данных, в процессе хранения у всех образцов процент потери вязкости уменьшался. При этом у контрольного образца восстановление структуры и коэффициент механической стабильности ухудшались, что свидетельствует о снижении тиксотропных свойств.

Таблица 6 – Тиксотропные свойства напитков в процессе хранения

Образец	Продолжительность хранения, сут.	Потеря вязкости, %	Коэффициент механической стабильности	Восстановление структуры, %
Напиток без наполнителей	1	85	1,7	60,6
	5	83	1,8	65,3
	7	82	1,9	55,6
Напиток с	1	78	1,5	77,3
морковным	5	75	1,3	84,7
пюре	7	74	1,3	86,2
Напиток с	1	76	1,3	86,2
тыквенным	5	74	1,2	87,5
пюре	7	72	1,2	87,2

У напитков как с морковным, так и с тыквенным пюре, коэффи-цент механической стабильности и процент восстановления структуры имели положительную динамику. Овощное пюре, и морковное, и тыквенное имеет анизометрический характер частиц (волокон), облегчающих образование прочных коагуляционных структур из беспорядочно расположенных коллоидных частиц [14]. Кроме того, растительное сырье содержит пектины, которые относятся к группе молочно-активных полимеров. Известно, что молекулы низкометоксилированного пектина взаимодействуют между собой за счет свободных карбоксильных групп, связываемых Са-ионами в прочный каркас, образуя ионносвязанные студни. Высокометоксилированный пектин образует студень за счет побочной валентности, т. е. водородных связей при участии не-диссоциированных свободных карбоксильных групп [15].

Заключение

Оценивая динамику исследованных показателей в процессе хранения образцов напитков, можно сделать выводы.

Уровень молочнокислого брожения в кисломолочных напитках с модифицированным углеводным составом позволяет поддерживать микробиоценоз продуктов на уровне, соответствующем принятым нормативам. Это отсутствие патогенных и условно-патогенных микроорганизмов и подавление микроорганизмов порчи и санитарно-показательных высоким уровнем развития заквасочной микрофлоры.

Количество молочнокислых микроорганизмов на конец срока годности во всех образцах превышает нормируемый показатель для продукта без наполнителя и с наполнителем морковное пюре в 2,4 раза, для продукта с наполнителем тыквенное пюре – в 2,3 раза.

При этом показатель как активной, так и титруемой кислотности не превышает стандартного значения для кисломолочных напитков со схожим составом микрофлоры, титруемая кислотность не превышала

95 °Т, активная не снижалась менее 4,35 ед. рН. Титруемая кислотность у напитка с тыквенным пюре в процессе хранения увеличилась на 11,5 °Т, у продукта без наполнителей и напитка с морковным пюре – на 4 °Т в обоих случаях. Охлаждение и хранение при температуре (4±2) °С замедляет развитие микроорганизмов, но не подавляет их жизнедеятельность, поэтому при хранении титруемая кислотность незначительно нарастает, а активная несколько снижается.

Кисломолочные напитки с морковным и тыквенным пюре сохраняют свою структуру без расслоения за счет сухих веществ молока, гидроколлоидов, продуцируемых молочнокислыми бактериями и пектинами овощных наполнителей, которые улучшают тиксотропные свойства в процессе хранения.

Следовательно, низколактозный маложирный кисломолочный напиток с натуральными овощными наполнителями и без наполнителей без изменения микробиологических характеристик может храниться с учетом коэффициента резерва в течение 5 суток.