Исследование пенообразующей способности компонентов молочно-растительного модуля

Питание – один из важнейших факторов, оказывающих значительное влияние на здоровье, работоспособность и устойчивость организма к воздействию окружающей среды. Еще Гиппократ говорил, что «…пища должна быть лекарством, а лекарство – пищей» [1].

Исследование структуры потребления пищевых продуктов различными группами населения России показывает отклонения от современных принципов здорового питания. Неполноценное питание приводит к снижению иммунитета, работоспособности и различным заболеваниям населения. Наряду с микронутриентной недостаточностью актуальной проблемой становится гипоксия ‒ кислородное голодание. Известно, что кислородная недостаточность сопровождает практически все хронические заболевания. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышцы сердца, ткани почек и печени, поэтому рекомендуется использование кислородных коктейлей при заболеваниях сердечнососудистой, нервной системы, при гипертонии и гипотонии, ишемической болезни сердца, заболеваниях печени и крови [2].

В настоящее время в практику лечебно-профилактических учреждений и оздоровительных центров внедряются методы энтеральной оксигенотерапии. Появление в последние годы инновационных разработок стало новым возможным решением умеренного лечебно-профилактического насыщения организма кислородом. Одним из таких средств является «Кислородный коктейль», который отлично зарекомендовал себя как в профилактике, так и в комплексном лечении разных заболеваний.

Регулярный прием кислородных коктейлей полезен и для здоровых людей, так как окислительно-восстановительные процессы обусловлены тем количеством кислорода, которое поступает в организм. В результате снижается утомляемость, восстанавливаются обменные процессы, улучшается концентрация внимания и реакция, укрепляется иммунитет, повышается работоспособность. Включение в рацион питания спортсменов кислородных коктейлей широко внедряется в спортивной медицине для восстановления организма после тренировок и соревнований. Благодаря свойствам кислородного коктейля снижать чувство постоянного голода его рекомендуется употреблять людям, желающим снизить свой вес, очистить организм в сочетании с низкокалорийной диетой.

Традиционно компоненты, повышающие пищевую и биологическую ценность кислородных коктейлей, ‒ фруктовые, ягодные соки или сиропы, водный экстракт лекарственных трав, витаминно-минеральные комплексы и витаминизированные сиропы. Внесение данных компонентов в состав рецептуры коктейля обеспечивает нормализующее физиологическое воздействие на организм и оптимизацию микронутриентного статуса. Применение широкого спектра плодово-ягодного сырья, экстрактов и настоев из лекарственных трав и растений позволяет не только значительно расширить традиционный ассортимент кислородных коктейлей, но и обогатить его витаминами, макро- и микроэлементами и другими немаловажными биологически активными компонентами [3].

В качестве пенообразующего компонента используют раствор желатина, белок куриного яйца, сироп корня солодки.

Важная физико-химическая характеристика желатина – высокая степень набухаемости и растворимости в воде. Желатин является одним из источников энергии для жизнедеятельности организма, но применение его в качестве пенообразователя достаточно проблематично и небезопасно. Отмечено, что желатин нежелательно употреблять людям при нарушении водно-солевого обмена и при мочекаменной болезни.

Белок куриного яйца сбалансирован по аминокислотному составу, содержит витамины группы В, А, D, Е, макроэлементы (кальций, фосфор, калий, магний, сера, хлор) и микроэлементы (железо, йод, медь, молибден, фтор, хром, цинк), что обусловливает высокую пищевую и биологическую ценность продукта. Однако отмечено, что яичный белок имеет существенные недостатки и побочные эффекты, такие как гипераллергенность.

Целебные свойства корня солодки обусловлены уникальным химическим составом растения, содержащим углеводы, органические кислоты, эфирное масло, смолы, β-ситостерин, фенолкарбоновые кислоты, кумарины, дубильные вещества, флавоноиды, высшие алифатические углеводороды и спирты, высшие жирные кислоты, алкалоиды [4].

Сироп корня солодки получают из экстракта солодкового корня густого, сахарного сиропа, спирта. Значительным недостатком сиропа корня солодки является наличие неприятного горького привкуса в продукте. Также стоит заметить, что в процессе выработки сиропа применяется сложная технологическая схема получения густого экстракта, и в результате длительного термического воздействия на стадии упаривания происходит частичная потеря многих биологически активных соединений [5].

На основании вышеизложенного выдвинута гипотеза о возможности проектирования композиционного модуля для кислородного коктейля с рациональным соотношением молочного и растительного компонента, что позволит регулировать химический состав продукта в соответствии с современными требованиями науки о питании.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования являлись: сыворотка творожная пастеризованная, соответствующая ТУ 9229-110-04610209-02; основа соевая пищевая стерилизованная, выработанная согласно ТУ 9146-014-004338015-05.

Титруемую кислотность определяли методом титрования по ГОСТ 3624-92. Массовую долю жира определяли кислотным методом Гербера по ГОСТ 5867-90, белка - рефрактометрическим методом по ГОСТ 25179-90, сухого обезжиренного молочного остатка по ГОСТ Р 54761-11. Органолептическую оценку готовых продуктов проводили по ГОСТ 28283-89. Контролировали следующие показатели: цвет, запах и вкус, внешний вид и консистенцию. Определение пенообразующей способности проводили по следующей методике: небольшое количество сыворотки творожной и основы соевой пищевой отмеряли в мерном цилиндре с точностью до 1 мл, затем содержимое цилиндра взбивали с периодичностью 1 минуты для замера объема образовавшейся пены. Пенообразующую способность вычисляли как отношение прироста объема пены к высоте первоначального объема сыворотки творожной и основы соевой пищевой.

Результаты обсуждения

Разработка коктейля на основе молочно-растительного модуля является актуальным направлением для получения продукта со сравнительно невысокой калорийностью и нормативным содержанием белка за счет его процентного показателя в используемых ингредиентах. Особый интерес представляет комбинация творожной сыворотки и основы соевой пищевой, компоненты которых позволяют регулировать содержание в готовом продукте необходимых физиологически активных веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и других компонентов [6].

Творожная сыворотка относится к нежирному молочному сырью, обладает высокой пищевой и биологической ценностью, которая обусловлена содержащимися в ней белковыми азотистыми соединениями, углеводами, липидами, минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами, иммунными телами, микроэлементами. Фракционный состав белков творожной сыворотки включает до 10 наименований, отличающихся содержанием, изоэлектрической точкой и температурой денатурации [7]. Творожная сыворотка обладает высокой пенообразующей способностью за счет содержания β-лактоглобулина, α-лак-тальбумина, иммуноглобулинов, альбумина, лактоферрина и других минорных белков [8], которые являются стабилизаторами межфазных пенных пленок. Это связано с наличием на поверхности пленок заряженных функциональных групп с определенным гидрофильно-липофильным балансом. Сывороточные белки при насыщении сыворотки газом более интенсивно флотируют в межфазную поверхность и удерживаются пленками, что связано с их поверхностно-активными свойствами. Поверхностно-активные вещества характеризуются асимметрично-полярной структурой молекул, способных концентрироваться на межфазных пограничных слоях, уменьшая поверхностное натяжение жидкости. Образуемые при этом вязкие и прочные пленки обеспечивают достаточно высокую кратность и прочность пены [9], поэтому использование творожной сыворотки в качестве компонента модуля было выбрано не случайно.

В настоящее время продукты из сои и соевых ингредиентов рассматриваются как средство, способное помочь человеку избежать весьма распространенные заболевания, что позволяет рассматривать продукты из сои как «продукты здоровья». Сегодня именно так к ним относятся в странах Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР). Соевый белок является высококачественным источником растительного белка, имеющего полноценный сбалансированный аминокислотный состав. Важным компонентом сои являются также жиры, содержащие глицериды жирных кислот, в том числе ненасыщенные и насыщенные. Растворимые углеводы сои представлены дисахаридами и олигосахаридами. В состав нерастворимых углеводов, т.е.

полисахаридов, входят арабинан, кислый пектиноподобный полисахарид, ксилан, галактоманнан и целлюлоза [10]. В семенах сои обнаружена фитиновая кислота, способная образовывать с белками комплексы, изменяя растворимость и снижая величину рН осаждения белка, что является важным биотехнологическим фактором получения многих пищевых продуктов.

Использование продуктов переработки сои как компонента модуля обусловлено ее химическим составом и функциональными свойствами. На начальном этапе проектирования изучена характеристика сыворотки творожной и основы соевой пищевой. Результаты исследования представлены в таблице.

Таблица

Характеристика сыворотки творожной и основы соевой пищевой

Показатели	Наименование продукта
	сыворотка творожная	основа соевая пищевая
Физико-химические показатели
Массовая доля жира, %	0,2 ± 0,02	1,86 ± 0,02
Массовая доля белка, %	0,8 ± 0,03	2,19 ± 0,03
Массовая доля СОМО, %	6,3 ± 0,01	5,27 ± 0,01
Титруемая кислотность, ºТ	58,0 ± 0,5	10 ± 0,5
Плотность, кг/м3	1023,0 ± 1,0	1017,0 ± 1,0
Органолептические показатели
Вкус и запах	в меру кисловатый, молочный	в меру сладкий, с соевым привкусом
Цвет	молочно-желтый	кремовый
Консистенция	однородная жидкость с содержанием белкового осадка	однородная жидкость, без осадка

В целях определения оптимального временного параметра взбивания коктейля изучали пенообразующую способность сыворотки творожной и основы соевой пищевой. Взбивание проводили в течение 10 мин с периодичностью 1 мин. Сравнительная характеристика пенооб-разования исследуемых образцов представлена на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Пенообразующая способность основы соевой пищевой

По результатам исследований отмечено, что наибольшие показатели пенообразования сыворотки творожной были достигнуты при взбивании ее в течение 3 мин. При дальнейшем увеличение времени взбивания пенообразующая способность сыворотки снижалась. Максимальная пенообразующая способность сыворотки творожной – 425 %.

of

о:

(D

Пенообразующая способность, %

Рис. 2. Пенообразующая способность сыворотки творожной

Показатели пенообразующей способности основы соевой пищевой свидетельствуют о том, что максимальное время ее взбивания 5 мин, так как далее массовая доля пены уменьшалась. Максимальная пенообразующая способность основы соевой пищевой ‒ 120 %.

Выводы

На основании изучения физико-химических показателей, органолептической характеристики и пенообразующей способности сыворотки творожной и основы соевой пищевой обоснована возможность их включения в композиционный модуль для кислородного коктейля лечебно-профилактического назначения. По результатам исследования планируется определить наиболее рациональное соотношение молочного и соевого компонента в модуле. Анализ довольно широкого диапазона показателей титруемой кислотности и пенообразующей способности сыворотки творожной и основы соевой пищевой будет особенно учитываться. Рациональное соотношение компонентов будет выбрано не только по вышеперечисленным характеристикам, но и на основании изучения биологической, пищевой и энергетической ценности исследуемых образцов композиционного модуля.

Таким образом, включение соевого и молочного сырья в рецептуру является положительной тенденцией в создании и расширении ассортимента кислородного коктейля, полноценного и сбалансированного по количественному составу физиологически активных компонентов.