Изучение антиоксидантной активности и хранимоспособности молочного мороженого с апельсином, яблоком, цикорием

Российский рынок мороженого является составной частью российской пищевой промышленности. При этом предельный доход от производства этого лакомства выше, чем у других молочных продуктов. По данным Центра развития перспективных технологий (ЦРПТ), оператора системы маркировки «Честный знак», объем продаж мороженого в магазинах и специализированных ларьках в 2024 году в России увеличился в денежном выражении на 34% по отношению к 2023 году [1].

Популярность мороженого растёт, расширяется ассортимент, в том числе за счет разнообразия используемого сырья и наполнителей. При этом потребитель желает получать не только вкусные, но и полезные продукты, восполняющие потребность в витаминах, аминокислотах, макро- и микроэлементах. Люди, ведущие здоровый образ жизни, обращают внимание на калорийность продукта и его состав. Все большую популярность приобретают продукты со сниженной калорийностью, выработанные без использования сахарозы (белого сахара). В качестве вещества, придающего сладость мороженому, можно использовать стевиолгликозиды, получаемые из листьев растения стевии. Стевия становится все более популярной как растительная альтернатива сахару без калорий [2]. Потребители предпочитают стевиогликозиды искусственным подсластителям, таким как сукралоза и аспартам [3].

Состав и свойства подсластителей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Состав и свойства некоторых подсластителей, применяемых в молочной промышленности [4, 5]

Наименование подсластителя	Действующее вещество/ химическая формула	Относительный коэффициент сладости	рН среды	Профиль устойчивости
Аспартам («Нутра Свит» Е 951)	Метиловый эфир z-α-аспартил-z-фенилаланина, химическая формула С14Н18N2О5	175–200	3,5– 4,2	20° – 17 мес 30° – 14 мес 50° – 1 мес
Сукралоза (Е 955)	1,6-дихлор-β-Д-фруктофурано-зил-Н-дезокси-4-хлор-α-Д-галактопиранозид, химическая формула С 12 Н 19 О 8 Сl 3	450–600	2,5– 7,0	20° – 10 мес 30° – 8 мес 50° – 1 мес
Стевиолгликозиды (Е960)	дитерпеновые стевиолгликозиды (СГ): (стевиозид 60%, ребаудозид А 30% дулькозид А и др.)	350–400	2,0– 10,0	СГ термостабильны при температуре до 200 °C

Данные таблицы 1 показывают, что стевиогликозиды являются термостабильными, поэтому при составлении смеси для мороженого могут добавляться в нее до пастеризации, что обеспечит более высокую хранимоспособность продукта. Кроме того, широкий диапазон рН для стевиогликозидов, особенно в кислую сторону, позволяет использовать их в среде с различными немолочными добавками.

В настоящее время большинство покупателей предпочитает натуральные наполнители из растительного сырья.

Разработаны рецептуры нового продукта – мороженого с антиоксидантными свойствами, в состав которого входят растительные компоненты: цикория экстракт, сок апельсина, пюре яблочное, содержащие аскорбиновую кислоту и фитохимические метаболиты растений, обладающие антиоксидантной активностью (АОА) (табл . 2 ).

Таблица 2 – Антиоксидантные соединения изучаемых растительных наполнителей [6, 7]

Наименование	Основные антиоксидантные соединения	Содержание, мг на 100 г продукта
Цикорий	Фенольные соединения	2,3–4,9
Сок апельсина	Аскорбиновая кислота	30,7–47,8
	Антиоксиданты фенольного типа: флавоноиды фенольные кислоты (феруловая, кофейная, p -кумаровая) каротиноиды	25,53–50,36 26,5–43,67 0,9–3,0

Цикорийсодержитинулин,фенолкарбоновыекислоты(цикориевую, кафтаровую, кофейную, хлорогеновую и др.), обладающие АОА [6].

Сок апельсина промышленного производства содержит пектиновые вещества в количестве 0,028–0,083 г/100 мл продукта, а общее содержание флавоноидов варьируется в диапазоне 40–80 мг/100 мл (в основном нарингенин и геспередин). Апельсиновый сок полезен всем возрастным категориям потребителей, его калорийность составляет 36 ккал на 100 г продукта [8]

Яблочное пюре сохраняет многие важные питательные вещества, такие как клетчатка, витамины, минералы и антиоксиданты, и оказывает положительное влияние на пищеварение, уровень сахара в крови и т. д. [9].

Вещества антиоксидантной природы нейтрализуют свободные радикалы, переводя их в малоактивные формы, тем самым препятствуют повреждению клеточных структур [10, 11].

Антиоксидантная активность является важным показателем качества пищевых продуктов нового поколения, так как оказывает положительное влияние как на сохранение качества продукта при хранении, так и на организм человека [12].

С учетом ГОСТ 31457-2012 срок хранения мороженого составляет 6 месяцев при температуре минус 18°С. Пролонгированное хранение, особенно при аггравированной температуре, может приводить к окислительной порче, потере витаминов, изменению органолептических показателей [13].

При производстве новых видов молочной продукции необходимо исследовать микробиологические показатели продукта в процессе хранения для обоснования его безопасности и установления срока годности, поэтому актуальным является изучение динамики микробиологических показателей молочного мороженого со сниженной калорийностью с апельсином, яблоком и цикорием и молочного мороженого со стевией.

Цели работы : исследовать АОА и содержание витамина

С в наполнителях и образцах мороженого с наполнителями и сахарозаменителем растительного происхождения; изучить динамику микробиологических показателей образцов для установления сроков годности нового вида мороженого.

Методика и методы исследования

В качестве объектов исследования изучали: экстракт цикория, апельсиновый сок, яблочное пюре и образцы мороженого со стевией с наполнителями и без них, которые использовали в качестве контрольных. Общее количество растительных компонентов в смеси (сока апельсина, яблочного пюре, цикория и стевии) составляет 42%. Для определения массовой доли витамина С использовали титриметрический метод [14]. АОА анализировали, опираясь на данные Патента РФ № 2170930 С1 [15] и научную литературу [16, 17].

Микробиологические показатели образцов изучали в соответствии со схемой исследования: фон (1-е сутки), половина срока годности (90-е сутки), окончание срока годности (180-е сутки) и с учетом коэффициента резерва (240-е сутки).

Проводили посевы разведений продукта на питательные среды для определения КМАФАнМ, БГКП и стафилококков. Использовали среды МПА, Кесслер, ГРМ соответственно [18, 19]. При изучении посевов проводили подсчет колоний, их микроскопирование и учитывали признаки роста на дифференциально-диагностических средах.

Результаты исследований

Механизмы действия соединений с антиоксидантными свойствами достаточно хорошо изучены, они заключаются в блокировании и связывании кислорода воздуха, высокоактивных радикалов и разрушении перекисей, что способствует увеличению сроков хранения пищевых продуктов [20].

По количеству химических соединений антиоксидантного действия и их биологическому воздействию на организм растительные наполнители занимают одну из основных позиций среди неферментных источников антиоксидантов [21].

Содержание витамина С и АОА измеряли в апельсиновом соке, яблочном пюре и цикории (таблица 3 ).

Таблица 3 – Содержание витамина С и АОА в растительных компонентах мороженого

Пищевая система	Содержание витамина С, мг/100 г	Антиоксидантная активность, мг/г (в пересчете на кверцетин)
Апельсиновый сок	28,7	0,139
Яблочное пюре	2,4	0,229
Цикорий (жидкий экстракт)	0,2	4,167

Как видно из данных, представленных в таблице 3 , наибольшая антиокислительная активность 4,167 мг/г характерна для цикория. Далее по убыванию следуют яблочное пюре и апельсиновый сок.

Наибольшее содержание витамина С – в апельсиновом соке (28,7 мг/100 г), наименьшее – в жидком экстракте цикория (0,2 мг/100 г).

Яблочное пюре и жидкий экстракт цикория – более концентрированные наполнители по сравнению с апельсиновым соком, поэтому количество веществ, отвечающих в них за антиокислительную активность увеличено за счет удаления влаги и повышения сухого остатка. Это флавоноиды, содержание которых в соке составляет 15,61–26,5 мг/100 г [20, 21, 22], в яблочном пюре – 57-97 мг/100 г [20].

В цикории, помимо флавоноидов, антиоксиданты представлены танинами, полифенольными соединениям. Например, в сухом веществе сухих продуктов из цикория содержится флавоноидов 1%, танинов – 2 %, полифенольных соединений – 4 % [21].

При определении АОА и массовой доли аскорбиновой кислоты (витамина С) в молочном мороженом со стевией и наполнителями в качестве контроля использовали образец без наполнителей (таблица 4 ).

Таблица 4 – Антиоксидантная активность и содержание витамина С в мороженом

Пищевая система	Содержание витамина С, мг/100 г	Антиоксидантная активность, мг/г (в пересчете на кверцетин)
Молочное мороженое со сниженной калорийностью с апельсином, яблоком и цикорием	7,24	0,313
Молочное мороженое со стевией	0,54	0,167

Как видно из полученных данных, содержание витамина С в продукте с растительными наполнителями примерно в 13 раз выше по сравнению с молочным мороженым. При этом антиокислительные свойства продукта, в состав которого входят апельсиновый сок, яблочное пюре и цикорий, почти в два раза больше, чем у мороженого без этих наполнителей.

Антиокислительная активность влияет на хранимоспособность мороженого. Изучали микробиологические показатели молочного мороженого с апельсином, яблоком и цикорием по сравнению с контролем (табл. 5; номер образца – 2 и 1 соответственно), в качестве которого служило мороженое без наполнителей. Для придания сладко- го вкуса в контрольном образце также использовали стевию.

Растительные компоненты в составе молочных продуктов – это дополнительный источник обсеменения продукта посторонней микрофлорой, поэтому при разработке технологии нового вида мороженого исследовали микробиологические показатели в динамике при хранении продукта при рекомендуемых режимах.

В соответствии с законодательством в РФ для мороженого, в том числе с наполнителями содержание микроорганизмов составляет масса продукта, в которой не допускаются БГКП - 0,01г; S. aureus - 1,0 г; патогенные, в том числе сальмонеллы – 25 г; листерии – 25г; количество МАФАнМ не более 510⁵ КОЕ/г [18].

Таблица 5 – Микробиологические показатели исследованных образцов при хранении

Номер образца	КМАФАнМ, КОЕ/г, не более	Масса продукта, в которой не допускаются БГКП (коли-формы), г	Масса продукта, в которой не обнаруживается S. aureus, г
Фон
1 – контроль	7,4 103	Отс 0,1	1,0
2 – апельсин, яблоко, цикорий	7,9103	Отс 0,1	1,0
90-е сутки
1 – контроль	1,1104	Отс 0,1	1,0
2 – апельсин, яблоко, цикорий	9,2 103	Отс 0,1	1,0
180-е сутки
1 – контроль	2,8 104	Отс 0,1	1,0
2 – апельсин, яблоко, цикорий	1,5104	Отс 0,1	1,0
240-е сутки
1 – контроль	3,2104	Отс 0,1	1,0
2 – апельсин, яблоко, цикорий	2,3 104	Отс 0,1	1,0

При холодильном хранении образцов продуктов в течение 8 месяцев установлено отсутствие санитарно-показательных и условно-патогенных микроорганизмов как в контрольном образце, так и в исследуемом образце нового вида мороженого.

Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в мороженом и контроле не превышало допустимых нормативов, тем не менее, в мороженом с наполнителями апельсиновый сок, яблочное пюре и экстракт цикория наблюдали замедление роста количества МАФАнМ по сравнению с контролем. Можно предположить, что антиоксидантная активность (по кверцитину) наполнителей препятствует действию оксидазной активности ферментов микроорганизмов, что сказывается на их количестве. Таким образом, установлено, что новое мороженое с антиоксидантными свойствами в течение срока годности является безопасным, имеет лучшую хранимоспособность и предположительно более длительный срок хранения.

Заключение

Использование в молочном мороженом натуральных наполнителей, богатых витамином С и проявляющих антиоксидантную активность (апельсинового и яблочного соков, экстракта цикория) увеличивает антиоксидантные свойства продукта. За счет этого хранимоспособность такого продукта повышается.