Исследование влияния БАД BIO-AP-IRGA на состав и свойства йогуртов

Питание населения является важным фактором в формировании здоровья нации. В современном мире повсеместно наблюдается дефицит в макро- и микронутриентах у населения, что приводит к развитию хронических заболеваний и проблемам, связанным с болезнями аллергического характера, расстройствами желудочно-кишечного тракта, нарушениями обмена веществ (например, сахарным диабетом, ожирением) и проблемам, связанным с иммунной системой [1].

Для восполнения дефицита организма в полезных нутрицевтиках большим спросом среди потребителей и производителей пользуются продукты функционального назначе- ния. Функциональные продукты — это продукты, которые прошли клинические испытания и имеют определенное профилактическое влияние на здоровье человека. Они представляют собой наиболее востребованные продукты в рационе питания во всем мире, так как имеют приятный вкус и оказывают успокаивающее действие на организм человека. Они могут быть натурального или искусственного происхождения [2]. Согласно данным из общей номенклатуры, в последнее время было зарегистрировано 1109 видов специализированных пищевых продуктов. Среди них 396 видов относятся к интегрированной пищевой продукции для спортсменов, 10 видов представляют собой продукты для специализиро- ванного энтерального питания, 109 видов -специализированные продукты для детского питания, а 437 видов - продукты других целей. Большинство этих специализированных продуктов были произведены в виде молочных продуктов [1]. Тенденцию разработки полезных продуктов питания и определенный рост продуктов питания функционального назначения можно заметить, если обратить внимание на прилавки супермаркетов. Однако среди ассортимента полезных продуктов питания значится малое количесво отечественных, готовых к употреблению молочных продуктов. Для сохранения характеристик кисломолочных продуктов с однородными добавками необходима разработка технологий, учитывающих профилактические меры. Поэтому для поиска оптимальной рецептуры и выбора технических решений необходимы детальные биохимические исследования.

Предпринимателям, занимающимся производством молочной продукции, необходимо устанавливать коммерческие отношения для расширения ассортимента и предоставления потребителям новых конкурентоспособных продуктов с отличными органолептическими характеристиками. Использование сывороточных белков в технологии молочных продуктов позволит повысить биологическую ценность кисломолочных продуктов.

В настоящий момент удельный вес вторичных ресурсов при производстве цельномолочной продукции составляет 2/3 ресурсов молока. По данным Международной молочной федерации из более 80 млн. тонн сыворотки, получаемой в мире, 50% не находит должного применения. В молочной сыворотке содержится более 200 важнейших питательных веществ, включая до 25% белковых соединений, представленных сывороточными белками, такими как лактоальбумин, альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины и протеозопептоны. Кроме того, молочная сыворотка обладает признаками ферментов и богата железосодержащими белками. В сывороточных белках в стабилизирванном состоянии обнаружены незаменимые амифенилаланин и тирозин, создающие фармакологическое воздействие сыворотки [3].

Один из лучших способов достижения оптимального результата в создании молочнорастительных продуктов заключается в освоении простых технологий при использовании немолочных разнообразных ресурсов. Часто бывает, что для улучшения вкуса и консистенции продуктов требуется частичное или полное изменение существующей молочной основы с помощью натуральных компонентов. В состав ингредиентов, используемых при производстве продукции, входят фрукты, ягоды, овощи, зерновые, крахмалистые наполнители, а также съедобные культуры и травы. Более того, при производстве продукции часто используются антиоксиданты, стабилизаторы, ароматизаторы и другие вещества, которые придают им дополнительные свойства. Это лишь некоторые из возможностей, которые предоставляют нам несложные технологии и различные ресурсы для разработки молочнорастительных продуктов [4,5]. Их особенности и функциональные свойства, разнообразие цветов и вкусов, а также их важные медикобиологические свойства продуцируют множество биологически активных веществ, таких как витамины, минеральные элементы и пищевые волокна [6,7], полностью воспроизводимые при создании специальных профилактических продуктов отрасли. Обогащение пищевых продуктов может оказать положительное влияние на состояние здоровья и питания людей. Такми продуктами могут быть кисломолочные продукты с добавлением натуральных ингридиентов, таких как йогурты десерты, коктейли, творожные пасты и другие.

Исследования, проведенные в области производства технологических продуктов, указывают на то, что для создания сложных ингредиентов из молочных продуктов часто применяют различные фруктовые ингредиенты, такие как соки, джемы и конфитюры и другие [8].

Кроме того, при термической обработке продуктов, а также при внесении сахаров теряется пищевая ценность готовых изделий. Определенный интерес в этой области составляют натуральные соки ягод дикорастущего сырья, таких как соки ирги и черноплодной рябины. Внесение соков ягод в виде биологически активных компонентов повысит пищевую ценность готовой продукции. Таким образом, цель данной работы заключалась в обосновании технологических приемов создания комбинированных молочных продуктов обогащенных биологически-активными веществами соков ягод ирги и черноплодной рябины и концентрата сывороточных белков. Исследования в этой области и их анализ подтверждают, что развитие технологии йогуртов с применением биологически активных веществ являются целесообразными и актуальными [9].

Материалы и методы исследований

Экспериментальные исследования по определению физико-химических и органолептических показателей были проведены на базе производственно-экспериментального це-ха по переработке молока и молочных продуктов КазАТИУ им. С. Сейфуллина, а также в научной лаборатории кафедры «Технология пищевых и перерабатывающих производств».

Основные физико-химические анализы, используемые в ходе исследования, представлены ниже:

-Титруемая кислотность молока ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Методы определения титриметрические кислотности. ГОСТ Р 51455-99 Йогурты. Потенциометрический метод определения титруемой кислотности

-Титруемая кислотность йогуртов. ГОСТ 31976—2012. Йогурты и продукты йогуртные.

-Влажность йогуртов определяли на влагомере RADWAG MA 60.3Y.

-Активную кислотность определяли потенциометрическим способом с использованием рН-метра (ГОСТ 8.135 - 2004 Технические и метрологические характеристики. Методы их определения).

• -    Содержание белков, жиров и сухих веществ определяли с использованием лабораторного спектрометра TANGO Bruker ближней инфракрасной области FT-NIR для анализа жидких и твёрдых материалов, спектральный диапазон11500-4000 см-1.

• -    Фенольные соединения в ягодах анализировали с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии, подключенной к диодному детектору и масс-спектрометру (ВЭЖХ-DAD-ESI-MS/MS), работающему в условиях, предложенных Bessada, S. M. F и др. [10]. С этой целью гидроэтанольные экстракты повторно растворяли в этаноле/воде (80:20, об/об) до конечной концентрации 10 мг/мл и фильтровали с использованием одноразового фильтрующего диска диаметром 0,22 мкм. Идентификация соединений была достигнута путем сравнения полученных значений времени удерживания, УФ-видимого спектра и масс-

• спектров с данными доступных стандартов. Идентифицированные соединения количественно определены с использованием калибровочных кривых в диапазоне 200-5 мкг/мл, полученных из стандартов кофейной кислоты, феруловой кислоты и кверцетин-3-О-глико-зида (Extrasynthese, Genay, Франция). Результаты были выражены в мг на г экстракта [11].

• -    Антиоксидантная активность (TBARS) в ягодах. Для определения антиоксидантной активности исследуемых ягод использовали метод, в котором измеряли и регистрировали поглощение при 532 нм содержания компонентов взаимодействия MDA с тиобарбитуро-вой кислотой (ТВА)[12]. Реакцию ТВARS оценивали с использованием тканей клеток головного мозга свиньи в качестве окисляемых субстратов, и результаты выражали в виде половины значений максимальной эффективной концентрации экстракта (EC50), (мг/мл). Значения половинных максимальных ингибирующих концентраций (EC50) (мкг/мл) рассчитывали для временных интервалов (∆t) 60 и 120 мин и переносили концентрацию экстракта, необходимую для сохранения 50% популяции эритроцитов неповрежденными в течение 60 и 120 мин.

Результаты и их обсуждение

В лабораторных условиях КазАТИУ им. С. Сейфуллина, в рамках проекта «Разработка биологически активной добавки BIO-AP с получением комплекса микронутриентов на основе растительного сырья для обогащения продуктов питания» была приготовлена биологически активная добавка БАД BIO-AP-IRGA (далее БАД), на основе сывороточного белка, порошка ягод ирги и порошка ягод черноплодной рябины. Целью использования БАД является обогащение йогурта витаминами и микронутриентами. Для разработки технологии кисломолочных продуктов были подобраны различные дозировки внесения БАД BIO-AP-IRGA [13]. В качестве сырья для получения кисломолочных продуктов применяли коровье молоко. Физико-химические и органолептические показатели молока соответствовали требованиям ГОСТ 314502013. «Молоко и молочные продукты». Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели физико-химического анализа молока

Наименование показателя	Опытный образец	ГОСТ
Плотность, кг/м3	1029	1024-1030
Массовая доля белка, %	2,80	не меньше 3
рН	6,5	3-8
Кислотность, °Т	19	не более 20-21
Жирность, %	3,01	не меньше 2,8
СОМО, %	8,12	не меньше 8,2
Лактоза, %	3,26	не более 4,6

БАД BIO-AP-IRGA на основе концентрата сывороточных белков (далее КСБ), порошка ирги и черноплодной рябины вносили до и после сквашивания. В качестве закваски использовали закваску MicroMilk (Streptococcus thermophilus; Lactococcus Lactis, Lactococcus Cremoris; Leuconostoc Мesenteroides, Subsp.Cremoris; Lac.biovar diacetylactis). Закваску вносили в количестве 5% от объема молока. Процесс сквашивания для йогурта проводили в лабораторных условиях. Температура сквашивания для йогурта составила 2528 0С, продолжительность 6 час. Количество БАД, вносимого в молоко, составило от 1% до 20% с шагом 2% от объема исследуемого молока.

В полученных образцах определены микробиологические показатели. Данные приведены в таблице 2.

Таблица 2. Микробиологические показатели йогурта с внесением БАД BIO-AP-IRGA

Показатели	Йогурт Контроль (без внесения БАД)	Йогурт опыт (с внесением БАД в количестве 10% )
КМАФАаН.КОЕ/г	3*105	6*105
БГКП (колиформы) в 1.0 см3	не обнаружено	не обнаружено
Патогенные, в том числе сальмонеллы в 25 см3 продукта	не обнаружено	не обнаружено

В полученных образцах проведен анализ физико-химических показателей и органолептическая оценка готовой продукции. Согласно проведенным анализам установлено, что варианты образцов с внесением БАД до заквашивания показало лучшие результаты, как по органолептическим показателям, так и по физико-химическим данным. [14,15].

Йогурт с внесением БАД до заквашивания имел однородный цвет, более насыщенный гармоничный вкус, однородную консистенцию. Йогурт с внесением БАД после сквашивания имел кисловатый привкус и неоднородную консистенцию, твердые включения частиц ягод.

Согласно проведенным исследованиям установлено, что внесение БАД в йогурт в дозировке 10% показало лучшие результаты. Йогурт обладает гармоничным вкусом, однородным светло-фиолетовым цветом. В процессе работы, для улучшения однородности консистенции йогурты были подвергнуты ультразвуковой гомогенизации на приборе Гомогенизатор T 18 digital Ultra-Turrax (25000

оборот/ минут), что придало продуктам более нежный вкус и частицы BIO-AP-IRGA были равномерно распределены в объеме продукта.

В полученных образцах были проведены основные анализы по определению качественных показателей йогуртов. Установлено, что титруемая кислотность йогуртов при внесении БАД в дозировке от 2% до 14% от объема молока не превышает 80 0Т. Однако внесение БАД в дозировке 16 %, 18% и 20 % повысило титруемую кислотность выше 125 0 Т. Кроме того, повышенные концентрации БАДа являются экономически невыгодными, вследствие его высокой стоимости.

В результате проведенных исследований было установлено, что наиболее оптимальным по физико-химическим данным и органолептической оценке является способ производства йогурта с внесением БАД до заквашивания в дозировке 10%. Данные исследований физикохимического состава опытного образца йогурта приведены в таблице 3.

Таблица 3. Физико-химические показатели йогурта с внесением БАД BIO-AP-IRGA

Показатели	Йогурт (контроль-без внесения БАД)	Йогурт (опыт - с внесением БАД в количестве 10% )
Титруемая кислотность, 0 Т	83	85
Сухие вещества, %	12,72	17,64
Содержание белка, %	4,16	5,02
Содержание жира, %	2,51	2,57
Влажность, %	87,805	81, 668

Согласно полученным данным установлено, что опытный образец йогурта, полученный путем внесения 10% БАД, показывает повышение содержания сухих веществ и белка, что положительно сказывается на органо- лептических показателях. Учитывая, что ягоды ирги обладают антиоксидантными свойствами, в порошках ирги и черноплодной рябины были определены содержание полифенолов и витамина С. Данные приведены в таблице 4.

Таблица 4. Содержание биологически активных веществ в порошках ягод ирги и черноплодной рябины

№	Показатели, в мг/100г	Порошок ягод ирги	Порошок ягод черноплодной рябины
1	Содержание полифенолов	0,755±0,002	0,362±0,003
2	Содержание антиоксидантов	25,1±6,024	25,3±2,27
3	Содержание витамина С	0,31±0,11	0,55±0,01

С целью исследования влияния БАД на химический состав йогурта было определено содержание витамина С, полифенолов и содержание жирорастворимых антиоксидантов в разработанном йогурте. Исследования были проведены в научно-исследовательской лаборатории по оценке качества и безопасности продовольственных продуктов при АТУ. Данные анализов приведены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Содержание витамина С в йогуртах

Рисунок 2. Содержание полифенолов и жирорастворимых антиоксидантов в йогуртах

Процесс производства йогурта с добавлением БАД включает следующие операци:

Приемка и оценка качсетва молока, охлаждение до температуры резервирования, подогрев до температуры 43 -45 0С, нормализация, гомогенизация молока, пастеризация до температуры 82-85 0С в течение 15 минут, охлаждение до температуры заквашивания, внесение расчетного количества сухого порошка БАД BIO-AP-IRGA, сквашивание, охлаждение до температуры 6-8 0С, розлив и хранение.

Учитывая, что в составе ягод ирги и черноплодной рябины содержатся полифенолы и витамин С, а также ягоды обладают антиоксидантной активностью, выявлено содержание данных компонентов в йогурте с добавлением БАД. Известно, что витамин С является одним из наиболее важных витаминов, участвующих в обмене веществ в тканях организма.. Кроме того, витамин С повышает сопротивляемость организма к инфекциям. В полученном йогурте обнаружено значительное количество полифенолов, а также йогурт имеет хорошие показатели антиоксидантной активности. Применение БАД в технологии йогурта позволит улучшить биологическую и пищевую ценность, функциональность йогурта, обогащенного БАД BIO-AP-IRGA.

Заключение, выводы

Таким образом, в лабораторных условиях были проведены исследования по определению влияния разработанной БАД BIO-AP-IRGA на химический состав и антиоксидантные свойства йогурта. Установлено, что в готовом йогурте значительно повысилось содержание белков, витамина С, полифенолов. Отмечено повышение антиоксидантных свойств. Полученные данные свидетельствуют о биологической ценности разработанного йогурта, обогащенного БАД BIO-AP-IRGA.

Данная работа проведена в рамках грантового проекта ИРН AP14871765 «Разработка биологически активной добавки BIO-AP с получением комплекса микронутриентов на основе растительного сырья для обогащения продуктов питания».