Экспериментальное обоснование использования пищевых волокон "Цитри-Фай" в технологии мягкого творога для специализированного питания
Автор: Демидова В.А.
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 4 (28), 2017 года.
Бесплатный доступ
Научно обоснована актуальность исследований по разработке технологии мягкого творога, обогащенного функциональными ингредиентами, для специализированного питания. Цель работы - экспериментально обосновать эффективность использования пищевых волокон «Цитри-Фай» (Citri-Fi) в качестве функционального ингредиента в технологии нового вида мягкого творога. Основными объектами исследований являлись закваска BY-700 (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus и Bifidobacterium BB-12, Streptococcus thermophilus), пищевые волокна «Citri-Fi 200 FG». Изучены количества от 0,1 до 2,5 % от массы ферментируемых сливок. Пищевые волокна представляют порошок светло-кремового цвета с нейтральным вкусом и запахом, обладающий высокой влагоудерживающей способностью. Их вносили в сливки одновременно с закваской и перемешивали 5-10 мин. Приведены результаты экспериментально-аналитических исследований по изучению влияния пищевых волокон, добавляемых в разных количествах, на химические, микробиологические, органолептические показатели ферментируемых сливок с м.д.ж. 20 %. Определена эффективность использования пищевых волокон «Citri-Fi» в технологии нового вида мягкого творога. Установлены параметры процесса обогащения молочных сливок с м.д.ж. 20 % пробиотической микрофлорой в составе закваски BY-700 в процессе ферментации в течение 3,5-4,0 ч при температуре (36 ± 1) °С. Экспериментально доказано, что пищевые волокна «Citri-Fi» в количестве 1,5-2,0 % от массы сливок с м.д.ж. 20 % позволяют сократить процесс ферментации на 2,0-2,5 ч. В ферментированных сливках обеспечивается количество пробиотической микрофлоры не 8 КОЕ/г, что позволяет считать мягкий творог с их использованием функциональным продуктом.
Мягкий творог, пищевые волокна, ферментация, сливки, пробиотические культуры
Короткий адрес: https://sciup.org/142213460
IDR: 142213460
Текст научной статьи Экспериментальное обоснование использования пищевых волокон "Цитри-Фай" в технологии мягкого творога для специализированного питания
Питание ‒ важнейший фактор, интегрирующий здоровье человека с момента зачатия и в течение всей жизни. Важную роль в обеспечении здоровья человека играет качество и безопасность пищевых продуктов [1]. Для отдельных видов специализированных пищевых продуктов качество и безопасность регламентируются документом ТР ТС 027/2012 [2]. Подчеркнем, что в настоящее время получило развитие производство обогащенных и функциональных продуктов на молочной основе.
В обогащенную пищевую продукцию добавлены одно или несколько пищевых и (или) биологически активных веществ и (или) пробиотических микроорганизмов, не
присутствующих в ней изначально или присутствующих в недостаточном количестве, или утерянных в процессе производства изготовления; гарантированное изготовителем содержание каждого пищевого или биологически активного вещества, использованного для обогащения, доведено до уровня, соответствующего критериям ценности пищевой продукции, или источника пищевого вещества, или других отличительных признаков [3].
Функциональные пищевые продукты предназначены для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, обладают научно обоснованными и подтвержденными свойствами, снижают риск развития заболеваний, связанных с питанием, предотвращают дефицит или восполняют имеющийся в организме человека дефицит пищевых веществ, сохраняют и улучшают здоровье за счет наличия в его составе функциональных пищевых ингредиентов [4; 5; 6].
Традиционный белковый кисломолочный продукт ‒ творог – наиболее востребован при растущем интересе населения к здоровому питанию. Его пищевую и биологическую ценность обусловливает высокое содержание аминокислот, в том числе серосодержащих – метионина и лизина, а также холина, кальция, фосфора, магния и др. [7]. Выбранное направление разработки технологии мягкого творога, обогащенного функциональными ингредиентами, актуально.
Цель работы – экспериментально обосновать эффективность использования пищевых волокон «Цитри-Фай» (Citri-Fi) в качестве функционального ингредиента в технологии нового вида мягкого творога.
Объекты и методы
Исследования проведены в производственных цехах и лабораториях ОАО «Чебар-кульский молочный завод». Объекты исследований:
‒ молоко коровье сырое по ГОСТ 31449‒2013 [8];
-
‒ закваска CH-22, производство Chr. Hansen (Дания);
-
‒ закваска BY-700, производство Chr. Hansen (Дания);
-
‒ пищевые волокна «Citri-Fi 200 FG» (апельсиновое волокно, гуаровая камедь), производитель ‒ компания «Джорджия».
Качество сырья и готовых продуктов определяли с использованием общепринятых стандартных физико-химических, микробиологических и органолептических методов. Экспериментальные исследования проведены в 3‒5-кратной повторности. Для получения достоверных и полных показателей, характеризующих сырье, опытные и готовые продукты, использовали методы математической статистики.
Результаты исследований
Пищевые волокна (ПВ) – неусвояемые полисахариды, их источником служат такие растительные продукты, как зерновые культуры, фрукты, овощи. Учеными ГУ НИИ питания РАМН разработаны рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологических веществ [9] с целью обеспечения единого научно обоснованного подхода к определению количественного содержания в специализированных продуктах биологически активных веществ, к числу которых относят пищевые волокна. Как и для других биологически активных веществ, для пищевых волокон указаны адекватный и верхний допустимый уровни потребления: 2 и 6 г в сутки соответственно.
«Цитри-Фай» рассматривается как новый компонент здорового рациона питания [10]. Это натуральное волокно, извлеченное из клеточных тканей высушенной апельсиновой мякоти без использования химических реагентов, с помощью механической обработки, а именно – путем раскрытия и расширения структуры ячеек апельсинового волокна. Такая структура способна удержать большое количество воды и сохранить ее на протяжении всего времени производственного процесса и хранения продукта [13].
Производство творога раздельным способом предусматривает технологическую операцию его нормализации сливками с массовой долей жира 50‒55 % [7]. При разработке рецептуры и технологии нового вида мягкого творога для специализированного питания низкой калорийности исследованы молочные сливки с массовой долей жира от 15 до 25 %, которые получены путем сепарирования молока-сырья. Для определения среднестатистических показателей химического состава молока-сырья в течение трех лет изучались его качественные показатели трех хозяйств поставщиков. Данное молоко-сырье направлялось на производство творога раздельным способом на предприятие ОАО «Чебаркульский молочный завод». Результаты исследований представлены в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав молока-сырья
Период исследования |
Массовая доля сухих веществ, % |
В том числе, % |
Титруемая кислотность, ° Т |
||
жир |
белки |
углеводы |
|||
ООО СХПК «Уштаганское» |
|||||
2014 г. |
12,50 |
3,75 |
2,99 |
5,2 |
16‒18 |
2015 г. |
12,65 |
3,72 |
3,02 |
5,2 |
16‒18 |
2016 г. |
12,50 |
3,75 |
3,02 |
5,2 |
16‒18 |
Среднестатистические данные |
12,55 ± 0,15 |
3,74 |
3,01 |
5,2 |
17,0 |
СПК «Сарафаново» |
|||||
2014 г. |
12,55 |
3,71 |
3,01 |
5,2 |
16‒18 |
2015 г. |
12,70 |
3,70 |
3,01 |
5,2 |
16‒18 |
2016 г. |
12,50 |
3,58 |
3,07 |
5,2 |
16‒18 |
Среднестатистические данные |
12,6 ± 014 |
3,66 |
3,03 |
5,2 |
17,0 |
СХПК «Черновский» |
|||||
2014 г. |
12,8 |
3,68 |
3,00 |
5,2 |
16‒18 |
2015 г. |
12,60 |
3,70 |
3,02 |
5,2 |
16‒18 |
2016 г. |
12,50 |
3,71 |
3,04 |
5,2 |
16‒18 |
Среднестатистические данные |
12,60 ± 0,14 |
3,70 |
3,02 |
5,2 |
17,0 |
Анализ данных табл. 1 позволяет считать, что молоко-сырье поступает со стабильным химическим составом, особенно по белку, что важно для производства творога. Химический состав и свойства сливок, полученных при сепарировании молока-сырья, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Химический состав и свойства сливок молочных
Объект исследования |
Сухие вещества, % |
В том числе, % |
Кислотность |
|||
жир |
белки |
углеводы |
титруемая, ° Т |
активная, ед. рН |
||
Опыт 1 |
22,6 ± 0,3 |
15,0 ± 0,2 |
2,3 ± 0,1 |
3,6 ± 0,1 |
16,0 ± 0,5 |
6,60 |
Опыт 2 |
27,3 ± 0,3 |
20,0 ± 0,2 |
2,8 ± 0,1 |
3,7 ± 0,1 |
15,0 ± 0,5 |
6,66 |
Опыт 3 |
33,1 ± 0,3 |
25,0 ± 0,2 |
2,4 ± 0,1 |
3,9 ± 0,1 |
14,0 ± 0,5 |
6,68 |
Сливки пастеризовали при температуре (92 ± 2) ° С и охлаждали до температуры ино-кулирования закваски (36 ± 1) ° С. В состав закваски BY-700 входят пробиотические культуры Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus и Bifidobacterium BB-12, а также сопутствующая культура Streptococcus thermophilus. Закваска инокулировалась в активизированном виде. Проводили активизацию на стерильном обезжиренном молоке при температуре (36 ± 1) ° С в термостате в течение двух часов. Цель данного этапа исследования - определить тип сливок для нормализации по жиру и обогащения пробиотической микрофлорой мягкого творога. Критериальными требованиями изучения процесса ферментации сливок являлись титруемая кислотность сливок не более 45 ° Т и слабовязкая консистенция, позволяющая достичь их равномерного распределения в обезжиренном твороге. Результаты исследований представлены в табл. 3 и на рис. 1. Результаты обработаны методами математической статистики и приведены в табл. 4.
Коэффициенты аппроксимации указывают на достоверность экспериментальных данных. Органолептические показатели опытных продуктов свидетельствуют: сливки с массовой долей жира 20 % слабовязкие и хорошо перемешиваются. Это позволяет их использовать для второго этапа исследований с целью определения рационального количества пищевых волокон для обогащения нового вида мягкого творога, а также в виде пре-биотика, способствующего повышению жизнеспособности пробиотической микрофлоры.

Продолжительность ферментации , ч
\> м.д.ж. 15 % □ м.д.ж. 20 % A м.д.ж. 25 %
Рис. 1. Динамика изменения кислотности в процессе ферментации сливок с различной массовой долей жира пробиотическими культурами Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Bifidobacterium BB-12, Streptococcus thermophilus
Результаты исследования процесса ферментации сливок ассоциацией бактериальных культур (закваска BY-700)
Регрессионный анализ результатов исследования процесса ферментации сливок с разной массовой долей жира
Таблица 3
Продолжитель- |
Сливки с массовой долей жира, % |
|||||
ность фермента- |
15 1 |
20 |
] 25 |
15 1 |
20 1 |
25 |
ции, ч |
Титруемая кислотность, ºТ |
Активная кислотность, рН |
||||
0 |
16,0 ± 1,0 |
15,0 ± 1,1 |
14,0 ± 1,3 |
6,60 ± 0,05 |
6,660,05 |
6,68 ± 0,05 |
1 |
22,0 ± 1,0 |
18,3 ± 1,1 |
16,0 ± 1,3 |
6,28 ± 0,05 |
6,44 ± 0,05 |
6,55 ± 0,05 |
2 |
28,0 ± 1,0 |
21,3 ± 1,1 |
19,5 ± 1,3 |
5,89 ± 0,05 |
6,28 ± 0,05 |
6,34 ± 0,05 |
3 |
39,3 ± 1,0 |
30,0 ± 1,1 |
29,5 ± 1,3 |
5,22 ± 0,05 |
5,74 ± 0,05 |
5,74 ± 0,05 |
4 |
41,7 ± 1,0 |
45,0 ± 1,1 |
35,0 ± 1,3 |
4,10 ± 0,05 |
4,78 ± 0,05 |
5,44 ± 0,05 |
5 |
42,3 ± 1,0 |
47,7 ± 1,1 |
41,0 ± 1,3 |
3,51 ± 0,05 |
4,10 ± 0,05 |
5,05 ± 0,05 |
6 |
42,5 ± 1,0 |
48,8 ± 1,1 |
41,1 ± 1,3 |
3,51 ± 0,05 |
4,10 ± 0,05 |
5,05 ± 0,05 |
Таблица 4
Сливки с м.д.ж., % |
Уравнения регрессии |
Величина достоверности аппроксимации (R^2) |
||
титруемая кислотность |
активная кислотность |
титруемая кислотность |
активная кислотность |
|
15 |
y = ‒0,878x2 + 10,05x + 14,38 |
y = ‒0,003x2 – 0,564x + 7,344 |
R² = 0,968 |
R² = 0,956 |
20 |
y = ‒0,451x2 + 8,560x + 11,62 |
y = ‒0,027x2– 0,272x + 7,088 |
R² = 0,863 |
R² = 0,947 |
25 |
y = ‒0,071x2 + 5,671x + 11,92 |
y = 0,004x2 – 0,347x + 7,141 |
R² = 0,957 |
R² = 0,959 |
В исследованиях использованы пищевые волокна «Цитри-Фай» среднего помола.
В соответствии с рекомендациями производителя изучены количества от 0,1 до 2,5 % от массы ферментируемых сливок. Пищевые волокна представляют порошок светлокремового цвета с нейтральным вкусом и запахом, обладающий высокой влагоудерживающей способностью. Их вносили в сливки одновременно с закваской и перемешивали 5‒10 мин. Результаты исследования качественных показателей ферментированных сливок представлены на рис. 2.

Контроль Опыт 1 - 0,5 % ПВ Опыт 2 - 1,0 % ПВ
Опыт 3 - 1,5 % ПВ Опыт 4 - 2,0 % ПВ Опыт 5 - 2,5 % ПВ
Рис. 2. Зависимость изменения титруемой кислотности ферментируемых сливок с м.д.ж. 20 % от количества пищевых волокон «Цитри-Фай»
Анализ данных, представленных на рис. 2, свидетельствует о сокращении времени кислотообразования в ферментируемых сливках по мере повышения количества ПВ до 3,5‒4,0 ч.
Органолептические показатели ферментированных сливок с м.д.ж. 20 % с добавлением ПВ приведены в табл. 5, микробиологические показатели ферментированных сливок с м.д.ж. 20 % ‒ в табл. 6.
Таблица 5
Органолептические показатели ферментированных сливок с м.д.ж. 20 %
Объект исследования |
Количество ПВ, % |
Консистенция, внешний вид |
Вкус, цвет |
Контроль |
0 |
Консистенция жидкообразная |
Вкус чистый кисломолочный; цвет светлокремовый |
Опыт 1 |
0,5 |
Консистенция жидкообразная |
|
Опыт 2 |
1,0 |
Консистенция жидкообразная |
|
Опыт 3 |
1,5 |
Консистенция слабовязкая (после ферментации в течение 4 ч) |
|
Опыт 4 |
2,0 |
Консистенция вязкая (после ферментации в течение 3,5 ч) |
|
Опыт 5 |
2,5 |
Консистенция вязкая, плотная (после ферментации в течение (3,0‒3,5 ч) |
Комплекс показателей (химических, органолептических и микробиологических) позволяет считать целесообразным (рациональным) использование пищевых волокон «Цитри-Фай» в количестве 1,5‒2,0 % от массы сливок.
После определения качества ферментированные сливки, обогащенные пищевыми волокнами «Цитри-Фай» и пробиотическими культурами в составе закваски BY-700, перемешивают в диспергаторе DC 800 с обезжиренным мягким творогом в течение 15‒20‒мин в соотношении 100 кг сливок и 900 кг творога (для 5 %-ного творога) и 820 кг творога и 180 кг сливок (для 9 %-ного творога), охлаждают до температуры (6 ± 2) ° С и расфасовывают.
Таблица 6
Объект исследования |
Общее количество молочнокислых микроорганизмов, КОЕ/см3 |
Бифидобактерии, КОЕ/см3 |
БГКП (колиформы) |
Стафилококки S. aureus |
Дрожжи, плесени, КОЕ/г |
Контроль |
1,2 × 108 |
1,5 × 107 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Менее 10 |
Опыт 1 |
7,5 × 108 |
1,7 × 107 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Менее 10 |
Опыт 2 |
7,8 × 108 |
2,2 × 107 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Менее 10 |
Опыт 3 |
8,2 × 108 |
2,6 × 107 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Менее 10 |
Опыт 4 |
8,8 × 108 |
3,2 × 107 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Менее 10 |
Опыт 5 |
1,3 × 108 |
1,8 × 107 |
Не обнаружено |
Не обнаружено |
Менее 10 |
Микробиологические показатели ферментированных сливок с м.д.ж. 20 %
Новизна технического решения нового способа производства мягкого творога отражена в патенте 2570549 [12]. Технология мягкого творога, предназначенного для специализированного питания, прошла промышленную апробацию на ОАО «Чебаркульский молочный завод».
Заключение
В результате проведенных исследований определена эффективность использования пищевых волокон «Citri-Fi» в технологии нового вида мягкого творога.
Установлены параметры процесса обогащения молочных сливок с м.д.ж. 20 % пробиотической микрофлорой в составе закваски BY-700 в процессе ферментации в течение 3,5-4,0 ч при температуре (37 ± 1) ° С.
Экспериментально доказано, что пищевые волокна «Citri-Fi» в количестве 1,5‒2,0 % от массы сливок с м.д.ж. 20 % позволяют сократить процесс ферментации на 2,0‒2,5 ч. В ферментированных сливках обеспечивается количество пробиотической микрофлоры не < 1,8 × 108 КОЕ/г, что позволяет считать мягкий творог с их использованием функциональным продуктом.
OJSC Chеbarkul Milk Plant, Chelyabinsk region
The experimental rationale of using dietary fibers Citri-Fi in the technology of soft curd for specialized food
Список литературы Экспериментальное обоснование использования пищевых волокон "Цитри-Фай" в технологии мягкого творога для специализированного питания
- Тутельян В.А., Батурин А.К. Безопасность пищевых продуктов -приоритет инновационного развития АПК и формирования у населения здорового типа питания//Продовольственная независимость России. Т. 1/под ред. академика РАН А.В. Гордеева; ООО «Технология ЦД». М., 2016. С. 113-144.
- Технический регламент Таможенного союза «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания» (ТР ТС 027/2012). Принят решением Совета Евразийской экономической комиссии от 15 июня 2012 г. № 34.
- Пирогова Е.Н., Топникова Е.В., Губина И.В. Пищевые волокна «Цитри-Фай» для спредов пониженной жирности//Сыроделие и маслоделие. 2017. № 4. С. 50-51.
- ГОСТ Р 52349-2005. Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. Изменение № 1. М.: Стандартинформ, 2006. 12 с.
- ГОСТ Р 55577-2013. Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности (с Изменением № 1). М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.
- ГОСТ Р 54060-2010. Продукты пищевые функциональные. Идентификация. Общие положения. М.: Стандартинформ, 2011. 8 с.
- Гаврилова Н.Б., М.П. Щетинин. Технология молока и молочных продуктов: традиции и инновации: учебник. М.: КолосС, 2012. 544 с.
- ГОСТ 31449-2013. Молоко коровье сырое. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2013. 8 с.
- Методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ. М.: Минздрав России, 2004. 46 с.
- Губина И. «Цитри-Фай» -новый компонент здорового рациона питания!//Переработка молока. 2010. № 5. С. 51.
- Пирогова Е.Н., Топникова Е.В., Губина И.В. Пищевые волокна «Цитри-Фай» для спредов пониженной жирности//Сыроделие и маслоделие. 2016. № 4. С. 39.
- Пат. 2570549 Российская Федерация, МПК A23C 19/076 (2006.01). Способ производства мягкого творога/Демидова В.А., Гаврилова Н.Б.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Омский гос. аграрный ун-т им. П.А. Столыпина». № 2013143181/10; заявл. 23.09.13; опубл. 27.03.15.