Изучение совместимости инулина и низкожирного молочного сырья

Acknowledgments : the material was prepared within the framework of State Assignment № 04102022-0002.

Введение. В современной нутрициологии пищевые волокна, или некрахмальные полисахариды, обязательно рекомендуют вводить в рацион населения. Для данных пищевых веществ применяют и другие термины: неперева-римые полисахариды, балластные вещества и пребиотики (термин предложен Gibson и Rober-froid (от лат. prae- – впереди, перед и от др.-греч. βίος – жизнь), т. е. буквально – предшествующие, способствующие развитию нормальной микрофлоры толстого кишечника). Эти важные компоненты пищи не считаются источниками энергии, поскольку не гидролизуются пищеварительными ферментами человека, но могут быть переработаны нормальной микрофлорой кишечника [1]. Тем самым пищевые волокна стимулируют рост нормальной микробиоты толстого кишечника и существенно влияют на процессы переваривания, усвоения, микробиоциноз и эвакуацию пищи. Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20– 25 г/сут, или 10 г/1000 ккал [2].

По физико-химическим свойствам пищевые волокна могут быть растворимыми (камеди, гидроколлоиды) и нерастворимыми (клетчатка) в воде.

Типичным примером растворимых пищевых волокон является инулин. Молекула инулина состоит из 30–35 остатков фруктозы в фуранозной форме, которые соединены 1,2-О-гликозидными связями. В целом форма макромолекулы линейная, с редкими ответвлениями глюкозы. Молекулярная масса инулина 5000–6000 Да.

Технологически значимые свойства инулина – это растворимость в воде, сладкий вкус, способность образовывать гели при охлаждении горячих растворов, а также формирование особых органолептических ощущений, используемых для имитации жира [1].

По последним данным, инулин способствует повышению устойчивости пищеварительной системы к бактериальным и вирусным инфекциям, в частности при COVID-19, а также оказывает благоприятное влияние на ряд показателей углеводного и липидного обмена у пациентов с метаболическим синдромом [3, 4].

С учетом этой информации использование инулина в составе специализированной пищевой продукции продолжает сохранять свою актуальность. Например, известен запатентованный способ получения кисломолочного напитка с инулином [5]. Для изготовления этого продукта в нормализованное молочное сырье, состоящее из смеси цельного, обезжиренного и сухого обезжиренного молока, вносили инулин в количестве 3 %, а для сквашивания использовали смесь штаммов Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus .

Однако адекватный уровень потребления (АУП) инулина в составе специализированных пищевых продуктов для взрослых составляет 2,5 г в сутки, а верхний допустимый уровень – 8,0 г в сутки [6]. Следовательно, изучение возможности использования инулина в данном диапазоне, например в молочном сырье, представляет научный и практический интерес.

Цель исследования – изучение модельных систем из вторичного молочного сырья, содержащих инулин в количествах, допустимых при производстве специализированной пищевой продукции.

Материалы и методы. Основным сырьем служило обезжиренное молоко, пахта и сухое обезжиренное молоко (СОМ). Эти виды вторичного молочного сырья находят широкое применение в производстве обогащенной и специализированной пищевой продукции [7–10]. Поскольку для многих видов специализированной пищевой продукции рекомендованы пониженная жирность и повышенное содержание белков в сравнении с содержанием в аналогичных традиционных продуктах, в обезжиренное молоко и в пахту вносили СОМ. Еще один вариант проб готовили, восстанавливая СОМ в питьевой воде.

В диапазоне, указанном в нормативной документации, были рассчитаны массовые доли инулина, которые должны присутствовать в продукте, чтобы данный ингредиент служил источником пищевых волокон. Результаты представлены в таблице 1.

Количество инулина, вносимого в молочную основу, %

Таблица 1

Доля инулина от АУП	Массовая доля инулина
15	0,375
30	0,750
50	1,250
70	1,750
100	2,500
100*	8,000

* Доля инулина от верхнего рекомендуемого уровня потребления в сутки, %.

В опытные пробы вносили инулин согласно расчетным данным (см. табл. 1). Образцами сравнения служило молочное сырье без инулина. Все пробы пастеризовали при температуре (88 ± 2) °С, охлаждали и дегустировали.

Органолептические показатели оценивала группа экспертов-дегустаторов из пяти человек стандартным методом (ГОСТ Р ИСО 22935-32011 «Молоко и молочные продукты. Органолептический анализ»). В образцах определяли массовые доли белка, жира и сухих веществ инструментальным экспресс-методом (ГОСТ 32255-2013 «Инструментальный экспресс-метод определения физико-химических показателей идентификации с применением инфракрасного анализатора»), активную кислотность – методом потенциометрии (ГОСТ 32892-2014 «Молоко и молочная продукция. Метод измерения активной кислотности (с Поправкой)»), титруемую кислотность – индикаторным методом (ГОСТ Р 54669-2011 «Молоко и продукты переработки молока. Методы определения кислотности»), плотность – ареометрически (ГОСТ Р 547582011 «Молоко и продукты переработки молока. Методы определения плотности»).

Результаты и их обсуждение. Консистенция всех образцов была однородной, без ко- мочков сухого молока. Цвет проб был белым, ровным по всей массе. По результатам закрытой дегустации высший балл от 4,5 до 5,0 получили образцы, содержащие 1,75 % инулина и больше. Вкус и запах этих образцов был приятным, молочным с выраженным сладким вкусом. Пробы с инулином от 0,375 до 1,250 % имели чистый, молочный вкус и запах с ощутимым привкусом сухого молока, но не имели сладкого вкуса, поэтому оценки были несколько ниже: от 4,0 до 4,5 баллов.

Физико-химические показатели, которые не изменились в зависимости от добавления инулина и были одинаковыми и в контрольных, и в опытных образцах, представлены в таблице 2.

Таблица 2

Показатели молочного сырья

Молочное сырье	Массовая доля, %		Титруемая кислотность, °Т
	жира	белка
Пахта и СОМ	0,35±0,08	5,50±0,06	39,0±1,9
Обезжиренное молоко и СОМ	0,05±0,01	5,50±0,06	41,0±1,9
Восстановленное обезжиренное молоко	0,04±0,01	5,00±0,06	41,0±1,9

Добавление инулина к молочному сырью достоверно повлияло на содержание сухих веществ и плотность. При максимальном количестве инулина в образцах 8,0 г прирост массовой доли сухих веществ составил 9,8 % в образцах из пахты и СОМ и в образцах восстановленного обезжиренного молока и 7,5 % – в образцах из обезжиренного молока и СОМ. Расчетные и экспериментальные значения содержания сухих веществ в контрольных и опытных образцах представлены в таблице 3.

Таблица 3

Массовая доля инулина, %	Пахта и СОМ		Обезжиренное молоко и СОМ		Восстановленное обезжиренное молоко
	экспериментальное	расчетное	экспериментальное	расчетное	экспериментальное	расчетное
0,0	17,5±0,4	17,5	15,1±0,4	15,1	13,6±0,4	13,6
0,375	17,8±0,4	17,8	16,2±0,4	15,4	13,9±0,4	13,9
0,750	20,2±0,4	18,1	17,5±0,4	15,7	14,5±0,4	14,2
1,250	22,3±0,4	18,5	19,1±0,4	16,2	15,6±0,4	14,7
1,750	25,4±0,4	18,9	20,2±0,4	16,6	17,2±0,4	15,1
2,500	26,5±0,4	19,6	21,4±0,4	17,2	18,6±0,4	15,8
8,000	27,3±0,4	24,1	22,6±0,4	21,9	19,0±0,4	20,5

Значения массовой доли сухих веществ в образцах, %

Из таблицы 3 видно, что определяемое практически значение массовой доли сухих веществ в молочном сырье с инулином отличалось от теоретически расчетного. Особенно значимые отличия наблюдали с превышением массовой доли инулина 1,75 %. Следовательно, при ведении производственного процесса судить о количестве добавленного инулина по изменению общего количества сухих веществ молочного сырья не рекомендуется.

Возросшее содержание сухих веществ закономерно повлияло на увеличение плотности молочного сырья, содержащего инулин, как показано на рисунке 1. При этом, несмотря на равные количества инулина в параллельных пробах, прирост плотности в разных видах сырья не был одинаковым. Наибольшее увеличе- ние плотности при внесении инулина наблюдали в комбинации пахты с СОМ, а наименьшее – в пробах восстановленного СОМ, что обусловлено микронутриентным составом этих пищевых систем. Следовательно, показатель плотности, определяемый ареометрическим методом, также не может служить контролирующим технологическим параметром в производстве молочной продукции с инулином для установления количества данного ингредиента в продукте.

Однако увеличение обоих показателей (и массовой доли сухих веществ, и плотности молочного сырья) необходимо учитывать при ведении производственного процесса, поскольку это может повлиять на работу технологического оборудования.

I 11018000

о

о

• ¹    1¹¹0⁰⁰4⁶⁸0⁰⁰ 1 rl H H П п п 1

100*

Содержание инулина в 100 мл молочного сырья, % от АУП

• ■ Пахта и СОМ ■ Обезжиренное молоко и СОМ ■ Восстановленное обезжиренное молоко

Рис. 1. Изменение плотности образцов, содержащих инулин интервал, начиная с нижней границы 15 % от АУП и завершая 100 % от верхнего допустимого уровня в сутки.

Сохранение стабильного показателя активной кислотности в образцах восстановленного молока с инулином, по-видимому, является следствием большей буферной емкости этих систем по сравнению с образцами, приготовленными на основе обезжиренного молока и пахты.

6,55

-О s6,5

56,45

ф л6,4

н о6,35

= X

°6,3

16,25

к П5 X со

X

<

15           30           50           70          100         100*

Содержание инулина в 100 мл молочного сырья, % от АУП

^^^^^^ Пахта и СОМ

Обезжиренное молоко и СОМ шшшшшяш Восстановленное обезжиренное молоко

Рис. 2. Активная кислотность образцов с разным содержанием инулина

Заключение. На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

– в интервале от 1,75 до 8,0 % инулина в образцах молочного сырья наблюдали выраженный сладкий вкус, что следует учитывать при формировании рецептур продуктов с этим пищевым ингредиентом;

– в производстве молочной продукции с инулином показатели массовой доли сухих веществ и плотности молочного сырья не могут служить технологическими параметрами для оперативного контроля с целью установления количества данного ингредиента в продукте;

– повышение содержания сухих веществ в молочном сырье при внесении инулина, начиная с 15 % от АУП и заканчивая 100 % от верхнего допустимого уровня в сутки, необходимо учитывать при дальнейшем ведении технологического процесса, выборе оборудования и режимов производства.