Исследование влияния влагосвязывающей способности муки злаковых и бобовых культур на свойства кисломолочного сгустка

Одной из целей Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017‒2025 гг. является создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания [1].

Комплексное использование всех составных частей молока, а, следовательно, рациональное использование вторичного сырья, рассматривается сейчас как главное направление развития молочной промышленности. Оптимизация производства молочных продуктов может быть достигнута за счет расширения ассортимента продуктов, вырабатываемых с использованием обезжиренного молока, которое при минимальной энергетической ценности содержит комплекс биологически активных веществ.

В настоящее время популярностью пользуются комбинированные продукты, имеющие сбалансированный состав за счет сочетания сырья животного и растительного происхождения. Комбинирование молочных продуктов с зерновыми наполнителями позволяет получать продукты, обогащенные пищевыми волокнами, растительными белками, жирами, углеводами, витаминами, макро- и микроэлементами [2].

Пищевая ценность муки зерновых культур представлена в таблице 1 [3].

Таблица 1 ‒ Пищевая ценность муки зерновых культур

Вид муки	Белки, %	Жиры, %	Углеводы, %
Льняная	36	10	9
Рисовая	7	1	79
Соевая	43	9,5	19
Ячменная	10	1	72
Полбяная	14	2,5	70
Гороховая	21	2	49
Кукурузная	7	1,5	72
Гречневая	14	1	70

Известны способы производства молочно-зерновых ферментированных продуктов функционального назначения. Так, О.Б. Федотовой, Д.В. Макаркиным и О.В. Соколовой разработан способ производства ферментированного молочного продукта с мукой, включающий подготовку смеси, пастеризацию смеси, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, сквашивание, внесение пищевых наполнителей и охлаждение, отличающийся тем, что в молочную смесь при перемешивании вводят гречневую, рисовую или кукурузную муку или их смесь с добавлением инулина и/или мальтодекстрина [4].

В изобретении, представленном Н.А. Тихомировой и В.В. Васильевым, описан способ производства кисломолочных продуктов с мукой «Витазар» из зародышей пшеницы, образующихся после отжима масла и содержащих 25‒37% белка, 19‒25% сахара, 6‒8% растительного масла, микро- и макроэлементы, витамины. Муку «Витазар» предварительно растворяют в части нормализованного молока в соотношении 1:3 соответственно, пастеризацию проводят при температуре 90‒95°С в течение 30 мин, сквашивание проводят до кислотности сгустка 75‒80°Т и вязкости 20‒25 с, после сквашивания сгусток перемешивают 3‒9 мин. Повышенная пищевая ценность, гипоаллергенные свойства, богатый витаминно-минеральный состав, хорошие вкусовые качества и легкая усвояемость муки «Витазар» в кисломолочных продуктах делают данный продукт геродиетического питания функционально значимым [5].

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий предлагает способ обогащения молочной основы, где в качестве основы для производства кисломолочных напитков используется смесь комбинированного состава, содержащая обезжиренное коровье молоко и жидкую соевую основу в соотношении 1:1. В качестве биологически активной добавки используется сухой биологически активный концентрат «Золотой шар» в количестве 10% от массы смеси и гречневая мука в количестве 1,5% от массы смеси [6].

К.Т. Шагиев и Б.З. Шагиев разработали состав для производства кисломолочного продукта «Курт», включающий молоко, закваску, приготовленную из чистых культур молочнокислых бактерий, соль. В качестве добавки используют масло черного тмина и рисовую муку. Предлагаемый состав для производства кисломолочного продукта «Курт» позволяет расширить ассортимент функциональных продуктов с содержанием пищевых волокон и жизненно важных полиненасыщенных кислот [7].

Изобретение, представленное И.О. Романчук, Н.Ф. Кигель, Т.В. Рудаковой, С.Г. Даниленко, С.М. Андреус, Л.О. Моисеевой, относится к кисломолочного продукту «Викталакт» для детей, который содержит молоко нормализованное, заквасочный препарат, масло растительное, жировой комплекс «Омега-3», концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 80%, муку рисовая для детского питания, витаминный и минеральный комплексы, наполнитель вкусовой, причем заквасочный препарат изготавливают из грибковой кефирной закваски, ацидофильной палочки ‒ слизистая и неслизистая расы, и лейконостока, а как масло растительное содержит рафинированное подсолнечное или кукурузное масло [8].

На кафедре технологии молока и молочных продуктов ФГБОУ ВО «Вологодская ГМХА им. Н.В. Верещагина» проводятся исследования по разработке технологии нового вида молочно-зернового ферментированного продукта функционального назначения.

На данном этапе объектами исследования являлись опытные образцы молочнокислых сгустков, полученных путем сквашивания обезжиренного молока с добавлением наполнителя растительного происхождения закваской термофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки в соотношении 4:1, а также различные виды муки зерновых и бобовых культур (льняная, рисовая, соевая, ячменная, полбяная, гороховая, кукурузная и гречневая).

Рассматривали внесение муки зерновых и бобовых культур как реологического компонента, влияющего на консистенцию продукта.

Регуляторы консистенции связывают воду, в результате чего пищевая коллоидная система теряет свою подвижность, консистенция изменяется.

Влагосвязывающую способность (ВСС) определяли по следующей методике. Взвешивали центрифужную пробирку, в нее вносили 1 г муки, затем 10 см3 дистиллированной воды с температурой 20 оС, перемешивали 1 мин и оставляли в покое на 30 мин. Затем центрифугировали 5 мин с частотой 4000 об/мин. Полученную надосадочную жидкость сливали, пробирку с гидратированным продуктом взвешивали. ВСС рассчитывали, как отношение массы воды, связанной мукой, к исходной массе муки [9]:

ВСС = G/F (г Н2О/1г муки), где G – масса гидратированного образца после слива воды, г;

F - масса муки, г.

Исследовали ВСС следующих образцов муки: кукурузная, рисовая, льняная, гречневая, гороховая, соевая, полбяная, ячменная. Полученные результаты представлены на рисунке 1.

Рис. 1. ВСС образцов муки: 1 ‒ кукурузная, 2 ‒ рисовая, 3 ‒ льняная, 4 ‒ гречневая, 5 ‒ гороховая,

6 - соевая, 7 ‒ полбяная, 8 ‒ ячменная.

Наибольшей ВСС обладали образцы льняной, гречневой и соевой муки. Гидратированные свойства, в том числе ВСС, обусловлены белками, входящими в состав муки. Льняная и гречневая мука содержат много белков, чем и объясняется высокая ВСС.

Предполагая математическую зависимость, исследовали комплекс структурно-механических показателей, объективно отражающих качество образцов: влагосвязывающую способность, синерезис и условную вязкость.

Для математической обработки экспериментальных данных использовали методы статистического и регрессионного анализа с применением программного пакета для статистического анализа STATISTICA Advanced + QC 10 for Windows.

Выявлена линейная зависимость между влагосвязывающей способностью муки зерновых и бобовых культур и синерезисом кисломолочного сгустка, описываемая уравнением у=0,569+5,0113∙х. Коэффициент корреляции между этими показателями равняется 0,808, что указывает на их тесную взаимосвязь (рис. 2).

Рис. 2. Влияние ВСС на синерезис опытных образцов

Зависимости между влагосвязывающей способностью и условной вязкостью в данном исследовании не выявлено (рис. 3).

Scatterplot of Var4 against Var3

Spreadsheet 10v*10c

Рис. 3. Влияние ВСС на условную вязкость опытных образцов

Органолептическую оценку опытных образцов проводили с использованием профильного метода, представляя показатели качества продукта (консистенцию, вкус, запах и цвет) в виде совокупности составляющих – дескрипторов. Разработана 5-балльная система оценки (табл. 2).

Таблица 2 ‒ Органолептическая оценка модельных образцов

Характеристика	Коэффициент значимости	Балл
		5	4	3	2	1
Консистенция	0,3	Однородная, жидкая, непрозрачная	Однородная, жидкая со слегка заметным осадком	Однородная, жидкая с заметным осадком	Неоднородная, жидкая с видимым осадком	Не соответствует общему описанию
Вкус	0,3	Чистый, кисломолочный с легким привкусом внесенного наполнителя без посторонних привкусов	Недостаточно выраженный кисломолочный с легким привкусом внесенного наполнителя без посторонних привкусов	Слабовыра-женный кисломолочный с заметно выраженным привкусом внесенного наполнителя	Не выраженный кисломолочный с посторонним привкусом или с излишним привкусом внесенного наполнителя	Неприятный со значительными отличиями от общего описания
Запах	0,3	Чистый, кисломолочный с легким ароматом внесенного наполнителя без посторонних привкусов и запахов	Недостаточно выраженный кисломолочный с легким ароматом внесенного наполнителя без посторонних привкусов	Слабовы-раженный кисломолочный с ярко-выраженным ароматом внесенного наполнителя	Нечистый кисломолочный с выраженным посторонним запахом или излишним ароматом внесенного наполнителя	Неприятный со значительными отличиями от общего описания
Цвет	0,2	Молочный с оттенком внесенного наполнителя, равномерный по всей массе	Молочный со слабо выраженным оттенком внесенного наполнителя, равномерный по всей массе	Молочный с выраженным оттенком внесенного наполнителя, равномерный по всей массе	Молочный с сильно выраженным оттенком внесенного наполнителя, слегка неравномерный по всей массе	Неравномерный по всей массе, не характерный данному продукту

Результаты органолептической оценки опытных образцов продукта представлены в таблице 3.

Таблица 3 ‒ Органолептическая оценка модельных образцов

	Наименование показателей				Обобщенный показатель качества	Категория качества
	консистенция	вкус	запах	цвет
Образец с льняной мукой	0,91	1,16	1,08	0,83	3,98	хорошо
Образец с рисовой мукой	1,08	0,75	1,16	1,16	4,15	хорошо
Образец с соевой мукой	0,5	0,41	0,58	0,91	2,4	удовлетворительно
Образец с ячменной мукой	1,08	0,75	1,16	1,08	4,07	хорошо
Образец с полбяной мукой	1,08	0,75	1,16	1,08	4,07	хорошо
Образец с гороховой мукой	1,08	0,5	0,41	0,91	2,9	удовлетворительно
Образец с кукурузной мукой	1,08	0,75	1,16	1,16	4,15	хорошо
Образец с гречневой мукой	1,0	0,66	0,75	1,08	3,49	удовлетворительно

Влияние наполнителей на органолептические показатели напитков с использованием профильного метода показано на рисунке 4. Опытный образец, содержащий в своем составе гороховую муку, имел неприятный ярко выраженный гороховый вкус. Образец с соевой мукой так же отличался неприятным привкусом сои и мучнистой консистенцией. В дальнейшем исследования с данными образцами проводиться не будут.

Рис. 4. Влияние вида муки на органолептические свойства образцов

Таким образом, использование муки зерновых и бобовых культур позволит не только расширить ассортимент кисломолочных продуктов с комплексом заданных функциональных свойств, но и позволит решить проблему экономии сырьевых молочных ресурсов.

На основании проведенных исследований получены математические модели, демонстрирующие зависимость синерезиса кисломолочного сгустка от влагосвязывающей способности муки злаковых и бобовых культур.

Органолептическая оценка показала, что введение муки зерновых и бобовых культур в большей степени оказывает влияние на показатели вкуса и консистенции, и позволила исключить исследуемые образцы с неблагоприятными показателями.