Исследование возможности применения сиропов на основе растительного сырья в технологии консервированных молочных продуктов

В статье рассмотрен вопрос возможности применения сиропов, полученных путем гидролиза из растительного злакового сырья. Представлена характеристика сиропов, возможные варианты их качественного и количественного состава. Получены данные об активности воды и массовой доле сухих веществ, установлено, что наименьшим значением активности воды из исследованных сиропов характеризуется рисовый сироп. Исследованы образцы молочного консервированного продукта с частичной заменой сахарозы на овсяный сироп в диапазоне от 0 до 30 % с шагом в 10 %. Получены данные об активности воды и массовой доле сухих веществ этих образцов. Установлено, что с увеличением массовой доли сиропа овса в составе образцов наблюдается незначительное снижение активности воды, что подтверждает возможность использования овсяного сиропа в качестве осмотически деятельного вещества в технологии производства консервированного молочного продукта, полученного путем рекомбинирования.

При производстве сгущенных и рекомбинированных молочных консервов важную роль при определении сроков годности продукта играет консервирующий эффект, создаваемый осмотически активными веществами [1].

В настоящее время наиболее активно для этих целей используется сахароза, которая традиционно входит в состав сгущенного молока с сахаром, и ее доля в нем составляет не менее 43,5 % [2].

В последние несколько лет активно формируется массовое сознание, акцент в котором направлен на здоровое питание, активный образ жизни, занятия спортом. Все это полностью согласуется с целями государственной политики в области сохранения населения, здоровья и благополучия людей [3]. Так, согласно плану реализации госпрограммы, к 2024 году доля людей, занимающихся спортом и ведущих здоровый образ должна составлять 55 %, а к 2023 году ‒ 70 % [4].

Одной из причин снижения качества жизни и развития ряда заболеваний населения является широкое распространение и массовое употребление пищевой продукции с низкими потребительскими свойствами. Основными недостатками такой пищи является необоснованно высокая калорийность, сниженная пищевая ценность, избыточное содержание насыщенных жиров, дефицит микронутриентов и пищевых волокон [5].

В государственной программе, направленной на достижение национальных целей развития РФ, отмечены в качестве основных векторов приоритетное развитие научных исследований в области питания населения, в том числе в области профилактики наиболее распространенных неинфекционных заболеваний и разработки технологий производства, направленных на повышение качества пищевой продукции, а также продвижение принципов здорового питания [4].

О необходимости снижения содержания таких ингредиентов, как сахар, соль, трансизомеры жирных кислот, ученые говорят уже на протяжении десятилетий. Однако полностью исключить из рациона сахарозу очень затруднительно в силу того, что она входит в состав множества привычных пищевых продуктов. Широта ее применения связана с тем, что сахароза кроме придания продукту сладкого вкуса выполняет еще множество технологических функций. Она участвует в формировании консистенции и более глубокого, обволакивающего вкуса продукта, выступает в качестве консерванта за счет понижения активности воды, взаимодействует с белками при протекании реакции Майара и т.п.

Группой авторов [6] предложено использовать в качестве осмотически деятельного компонента при производстве консервированного молочного продукта композицию, состоящую из сахарозы, стевиозида и сиропа калины. Предлагаемое изобретение позволяет повысить пищевую ценность продукта, однако стевиозид не производят из отечественного сырья, в связи с чем его использование не является целесообразным.

Использование витаминизированных сиропов ягод совместно с сахарозой изучено авторами [7].

Авторами [8] предложено применение крахмальной патоки совместно с сахарозой в технологии консервированных молочных продуктов. Установлено, что при введении в состав продукта крахмальной патоки достигается снижение калорийности. Недостатком данного способа производства является проведение технологического процесса получения крахмальной патоки с применением химически агрессивных реактивов.

В качестве подслащивающего вещества коллективом авторов предложено использовать сахарозу, глюкозно-фруктозный сироп и сухой экстракт топинамбура [9]. Изобретение направлено на снижение калорийности и повышение пищевой ценности.

Таким образом можно заключить, что исследование консервирующей способности сладких веществ, альтернативных сахарозе, в технологии сгущенных и восстановленных молочных консервов является актуальной задачей. Кроме того, следует отметить, что во всех существующих способах производства сгущенных и консервированных молочных продуктов с композициями углеводов в их составе содержится сахароза.

В условиях ограничений поставок импортных ингредиентов особый интерес вызывает отечественное и региональное сырье. Перспективным в этом отношении является растительное злаковое сырье, объемы производства которого на протяжении последних пяти лет находятся на стабильно высоком уровне [10]. Злаки содержат в своем составе порядка 55–70 % крахмала, из которого, путем ферментативного гидролиза, возможно получение различных продуктов. Для производства сиропов наиболее распространено использование пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, гречихи и овса [11]. При изменении параметров процесса гидро- лиза (рН, температура, время выдержки) возможно получение сиропов с различным углеводным составом из одной и той же злаковой культуры. Возможные варианты качественного состава сиропов, полученных при гидролизе ржи и овса, представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Варианты качественного состава сиропов, полученных при гидролизе ржи и овса

Наименование углевода	Содержание углеводов в сиропах, %
	ржи	риса	овса
Глюкоза	28,6	3,5	10,9
Мальтоза	31,3	45,0	51,2
Ксилоза+арабиноза	0,8	н/д	19,9
Три- и тетрасахара	17,7	н/д	н/д
Крахмал +декстрины	20,0	30,0	5,0
Фруктоза	н/д	н/д	0,6

На основании данных, представленных в таблице, можно сделать вывод, что сиропы, полученные в ходе гидролиза злаковых культур, содержат множество разных фракций, которые обладают различными свойствами, такими как сладость, гликемический индекс и другие.

Кроме разнообразного углеводного состава сиропы содержат полезные вещества, переходящие в них из исходного растительного сырья: белки, минералы, витамины и биологически активные вещества.

С учетом вышеизложенного целью исследования является изучение возможности использования сиропов, полученных из растительного сырья, в технологии консервированных молочных продуктов.

На начальном этапе исследований были произведены измерения показателя активности воды и массовая доля сухих веществ в овсяном и рисовом сиропах, а также в сиропе сахарозы ( табл. 2 ).

Таблица 2 – Показатели активности воды в сиропах

Вид сиропа	Массовая доля сухих веществ, %	Значение активности воды, Aw
Овсяный	75,0±0,10	0,676±0,005
Рисовый	80,0 + 0,10	0,587±0,005
Сахарозы	75,0 + 0,10	0,679±0,005

На основании данных, представленных в таблице, можно заключить, что наименьшая активность воды отмечена в сиропе, полученном при гидролизе риса. Значения активности воды в сахарном сиропе и в сиропе, полученном при гидролизе овса, имеют близкие значения.

Принимая во внимание наибольшую распространенность выращивания овса в сравнении с рисом на территории России наиболее целесообразно исследовать возможность его применения. Кроме того, стоимость овсяного сиропа на 12,5 % ниже в сравнении с сиропом, полученным из риса [12].

В лабораторных условиях были произведены выработки образцов консервированного молочного продукта с частичной заменой сахарозы на овсяный сироп. Массовая доля овсяного сиропа в образцах изменялась от 0 до 30 % с шагом 10 %. Продукт производился способом рекомбинирования. Во всех полученных образцах были определены массовая доля сухих веществ и значение показателя активности воды ( табл. 3 ).

При проведении исследования использовали стандартные методы контроля: массовую долю сухих веществ определяли рефрактометрически по ГОСТ 8764-73 [13], активность воды определялась с помощью гигрометра фирмы Rotronic модификации HydroPalm HP 23, внесенного в Госреестр средств измерения РФ под № 2637910, вязкость определяли с применением вискозиметра Гепплера с падающим шариком по ГОСТ 27709-2015 [14].

Таблица 3 – Значения физических показателей в образцах продукта с частичной заменой сахарозы на овсяный сироп

Показатель	Доля замены сахарозы на овсяный 0 (кон-        10          20 троль)			сироп, % 30
Массовая доля сухих веществ, %	70,10±0,10	70,30±0,10	70,20±0,10	70,00±0,10
Значение активности воды, Aw	0,759±0,005	0,756±0,005	0,754±0,005	0,752±0,005
Вязкость, Па·с	2,92 + 0,06	3,27 + 0,06	3,55 + 0,06	3,71 + 0,06

На основании данных, представленных в таблице, можно заключить, что введение в состав образцов продуктов овсяного сиропа приводит к изменениям активности воды и вязкости. Возрастание вязкости вероятно связано со структурой части сахаров, входящих в состав овсяного сиропа, а именно крахмала и декстринов. Имея полимолекулярную природу, они могут оказывать влияние на вязкость за счет сил физического взаимодействия с другими компонентами продукта, такими как белковые мицеллы.

Зависимость значений активности воды от доли замены сахарозы овсяным сиропом представлена на рисунке .

Рисунок 1 — Зависимость активности воды в образцах консервированного молочного продукта от массовой доли овсяного сиропа в составе

На основании полученной зависимости можно заключить, что с увеличением в составе образцов массовой доли овсяного сиропа происходит незначительное снижение активности воды, в среднем на 0,0025 единиц на каждые 10 % добавленного сиропа. Полученные данные подтверждают возможность использования овсяного сиропа в качестве осмотически деятельного вещества-консерванта при производстве консервированного молочного продукта. Кроме того, полученные значения активности воды позволяют предположить, что срок годности полученных образцов будет соизмерим с контрольным образцом, при условии сохранения показателей качества на высоком уровне.