Кисломолочный напиток обогащенный продуктами глубокой переработки виноградной косточки

Алиментарные технологии биокоррекции пищевого статуса и физиологических состояний организма человека требует развития фундаментальных и прикладных научных исследований по медико-биологической оценке безопасности новых источников пищи и ингредиентов, внедрения инновационных технологий, включающих физико-химические, био- и нанотехнологии, расширения ассортимента новых пищевых системс использованием природных алиментарных биокорректоров и разработкой критериев для оценки их эффективности. Наиболее актуальными, эффективными и перспективными средствами для коррекции пищевого статуса и профилактики патологических состояний являются природные формы из растительного сырья, получаемые в процессе их глубокой переработки, в частности мука виноградной косточки, а также пробиотические микроорганизмы, позволяющие усилить действие целевых биологически активных веществ [1–3].

Виноградные косточки – каплевидные твердые образования небольших размеров, обладающие вяжущими и с небольшой горчинкой вкусовыми качествами. Они практически не имеют запаха, но иногда можно ощутить легкий аромат с ореховыми нотками. Ядра легко раскусываются, так как обладают низким уровнем прочности. Цвет косточек зависит от сортовых особенностей и варьируется от светло-коричневого до зеленого.

Виноградные косточки в своем составе содержат набор нехарактерных ни для одного продукта питания химических соединений. В состав виноградных косточек входят и различные дубильные вещества, протеин, ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты, фитостеролы, флавоноиды, аминокислоты и многие другие полезные вещества.

В таблице 1 приведены данные, характеризующие химический состав семян винограда (сорто-смесь белых и красных сортов) с учетом отделения выжимок до брожения и высушивание семян.

Виноградные косточки обладают ярко выраженными антиоксидантными свойствами. Они борются с негативным воздействием свободных радикалов, являются отличной профилактикой возникновения и развития злокачественных опухолей, улучшают состояние кожи, волос, зубов и ногтей, замедляют естественные процессы старения.

Косточки винограда нормализуют и ускоряют обменные процессы, происходящие в организме, положительно влияют на работу нервной системы, помогают бороться с раздражительностью, апатией, усталостью и нервным напряжением, повышают умственную активность и уровень концентрации внимания.

Таблица 1.

Химический состав семян винограда

Table 1.

Chemical composition of grape seeds

Показатель Indicator	Значение Value
Массовая доля (Mass fraction), %. влаги и летучих веществ (moisture and volatile substances)	6,5–6,8
липидов (lipids), в том числе (including): полиненасыщенных жирных кислот (polyunsaturated fatty acids) фосфолепидов (phospholipids)	15,9–16,9 9,9–10 8 0,6–0 7
белков (proteins), в том числе (including): водорастворимых (water-soluble) солерастворимых (salt-soluble) щелочерастворимых (alkali-soluble) нерастворимых (insoluble)	16,5–17 8 4,2–4,6 7,2–7,8 3,6–3,9 1,4–1,5
Углеводов (carbohydrates), в том числе (including): глюкозы (glucose) гемицеллюлозы (hemicelluloses) целлюлозы (cellulose) пектина (pectin) протопектина (protopectin)	49,5–50 7 0,3–0 6 16,6–17 5 24,8–25 5 1,9–2,1 4,6–5,2
дубильных веществ (tannins), в том числе (including): танина (tannin) пикатехина (picatechina) рутина (routine)	4,8–5,5 3,2–3,8 1,0–1,5 0,4–0,5
органических кислот (organic acids), в том числе (including): яблочной (apple) винной (wine)	1,5–2,0 1,2– 1,7 0,2–0,3
золы (wine)	2,6–3,0

Благотворно продукт влияет и на пищеварительную систему. Он улучшает перистальтику, очищает организм от токсинов, радионуклидов и шлаков, снимает воспалительные процессы, нормализует выработку желудочного сока и желчи. Для повышения усвояемости виноградной косточки проводится ее механическая активация [1–4].

Вводимая в рацион биомасса пробиотических микроорганизмов также обладает биокорректирующим эффектом, в частности трофическое и энергетическое обеспечение макроорганизма, энергообеспечение эпителия, стимуляция иммунной системы, образование иммуноглобулинов, регулирование перистальтики кишечника, участие в регуляции, дифференциации и регенерации эпителия кишечника, обеспечение цитопротекции, детоксикация, выведение эндо- и экзогенных токсичных соединений, разрушение мутагенов, активация лекарственных соединений, образование сигнальных молекул (нейро-и трансмиттеров), поддержание ионных, физических и химических параметров гомеостаза приэпителиальной зоны, поставка субстратов для липо- и глюкогенеза [1, 4, 5–20].

В настоящее время большинство научных школ, специализирующихся на обеспечении здоровья человека, осознают важность применения пробиотических продуктов питания. Доказана роль пробиотиков в восстановлении здоровой микрофлоры кишечника (поддержание гомеостаза кишечника), улучшении иммунитета и борьбе с различными метаболическими, неврологическими, аутоиммунными, сердечнососудистыми, онкологическими заболеваниями.

Материалы и методы

Объектом исследования являлся кисломолочный напиток, содержащий 1–3% муки виноградной косточки в комбинации с 97–99% биомассы консорциума пробиотических микроорганизмов на основе Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus с концентрацией активных клеток не менее 10⁹ КОЕ/мл, титруемая кислотность составляла 80–100^о Т, рН 4,61–4,65. Рост биомассы проводили на обезжиренном молоке в диапазоне температур 37–42 ℃ до рН 4,4–4,7, нормативное время ферментации составляло 8–10 часов. Количество вносимой биологически активной добавки соответствовало 50% рекомендуемой суточной норме их потребления со 100 г продукта.

В ходе экспериментальных исследований виноградные косточки подвергали дезинтеграционно-волновому воздействию с помощью опытноэкспериментального полупромышленного дезинтегратора марки ДВП «Кедр 3601» в опытноэкспериментальной лаборатории нанотехнологий ВГУИТ, при линейной скорости 300 м/сек, и слабо модулирующем воздействии СВЧ-КВЧ излучения, путем одно – и двукратного пропускания измельчаемого объекта через дезинтегратор.

В качестве контрольного образца принят кисломолочный напиток без внесения растительных биологически активных добавок.

Антиоксидантную активность определяли амперометрическим методом с помощью прибора «Цвет Яуза-01-АА». Определение динамической вязкости проводилось на вискозиметре серии SV / SV-A. Микробиологические показатели определяли в соответствии с СанПин 2.3.2.1078–01. Степень гидратации муки виноградной косточки определяли с помощью ПКН-2.

Результаты и обсуждение

В процессе экспериментальных исследований проведена органолептическая оценка обогащенного кисломолочного напитка с целью установления оптимальной концентрации вносимой муки виноградной косточки в диапазоне 1–3% масс. Обогащенный кисломолочный напиток был оценен по следующим параметрам: вкус, аромат, текстура и цвет (рисунок 1).

Установлено, что увеличение концентрации муки виноградной косточки свыше 2% приводит к снижению органолептических показателей в готовом продукте. Результаты органолептической оценки показали, что кисломолочный напиток с включением муки виноградной косточки имеет более выраженный кислый вкус по сравнению с кисломолочным напитком без включения добавки. Были отмечены свежий аромат и мягкая текстура продукта.

Результаты исследования антиоксидантной активности кисломолочного напитка с включением муки виноградной косточки различной степени измельчения приведены в таблице 2. Установлено, значения антиоксидантной активности в опытных образцах варьируются в диапазоне 11,14–11,87 мг/г, в контрольном образце 4,32 мг/г. Выявлено, что кисломолочный напиток с механически активированной мукой виноградной косточки обладает более высокими численными значениями антиоксидантной активности по сравнению с контролем в 2,57–2,74 раза.

Мука виноградной косточки, благодаря содержанию в ней гидрофильных высокомолекулярных соединений – белков и полисахаридов, активно проявляет важные технологические свойства, связанные с гидратацией, в частности, влагоудерживающая способность. Это позволяет прогнозировать и направленно формировать не только структурно-механические характеристики конечных пищевых продуктов на ее основе, но и их хранимость. Данные обстоятельства создают предпосылки для ее применения не только в качестве биологически-активной добавки, но и в качестве функционально-технологического фактора при производстве различных категорий продуктов питания.

При проведении исследований количественных характеристик процесса гидратации проводилось выделение фракции нерастворимых в воде компонентов муки виноградной косточки, которая составила 50,0–51,0% от содержания сухих веществ. С этой целью мука виноградной косточки подвергались сушке до стабилизации массы, последующему промыванию большим количеством воды и повторному высушиванию до постоянной массы.

В качестве модельных образцов для исследования влияния рН на процессы гидратации мукой виноградной косточки применялись: вода дистиллированная, сыворотка творожная и нормализованная смесь с массовой долей жира 2,5%.

Полученные в результате экспериментальных исследований кинетические зависимости степени гидратации в исследуемых средах имели вид экспоненциально-возрастающей зависимости, и свидетельствовали, что период возрастающей скорости гидратации имел продолжительность – 120–140 с, после чего система характеризовалась равновесным состоянием – степень гидратации стабилизировалась и принимала постоянные значения.

Степень гидратации муки виноградной косточки со степенью дисперсности 0,8–1,0 мм в воде дистиллированной, сыворотке творожной и нормализованной смеси с массовой долей жира 2,5% составила 1,9, 2,2 и 2,4 г/г соответственно. Для образцов муки из виноградной косточки со степенью дисперсности 0,3–0,5 мм аналогичные значения степени гидратации в исследуемых средах составили 1,7, 1,9 и 2,1 г/г. Периоды достижения равновесного состояния муки виноградной косточки со степенью дисперсности 0,8–1,0 мм и 0,3–0,5 мм в процессе гидратации в исследуемых технологических средах варьируются в диапазоне 220–245 с и 205–230 с соответственно.

На основе анализа полученных данных можно сделать вывод, что лучшей сорбционной способностью обладает опытный образец с размером частиц 0,8–1,0 мм.

«■■■■■■в Цвет

■■■■■■■в Запах

«■■■■■■в Вкус

^^^^^в Консинстенция

Рисунок 1. Органолептическая оценка кисломолочного напитка с включением муки виноградной косточки (концентрация 1–3%)

Figure 1. Organoleptic evaluation of cultured milk beverage with inclusion of grape seed meal (concentration 1–3%)

Таблица 1.

Антиоксидантная активность кисломолочного напитка с включением муки виноградной косточки

Table 1.

Antioxidant activity of cultured milk beverage with inclusion of grape seed meal

Образец Sample	Площадь выходной кривой исследуемого образца, см 2 Area of the test sample output curve, сm 2	Антиоксидантная активность, мг/г Antioxidant activity, mg/g	Содержание антиоксидантов, мг/г Content of anthioxidants, mg/g
Контроль (без растительной добавки) Control (without plant additive)	2720,14	4,32	0,012
Кисломолочный напиток с включением муки виноградной косточки (степень дисперсности 0,8–1,0 мм) Cultured milk beverage with inclusion of grape seed meal (dispersion degree 0,8–1,0 mm)	4583,18	11,14	0,043
Кисломолочный напиток с включением муки виноградной косточки (степень дисперсности 0,3–0,5 мм) Cultured milk beverage with inclusion of grape seed meal (dispersity 0,3–0,5 mm)	4654,88	11,87	0,064

Микробиологические показатели кисломолочного напитка с включением муки виноградной косточки соответствуют требованиям ГОСТа и не превышают допустимых норм. Количество молочнокислых бактерий составило 1,1 x 109 КОЕ/мл, что подтверждает безопасность и качество продукта (таблица 3).

По сравнению с контрольным образцом кисломолочный напиток, обогащенный растительным биокорректором проявил большую устойчивость к микроорганизмам, что говорит о его лучшей микробостойкости и соответственно хранимоспособности.

Пожидаева Е.А. и др. Вестник ВГУИТ, 2024, Т. 86, №. 2, С. 153-159                           post@vestnik-vsuet.ru

Таблица 2.

Микробиологические показатели кисломолочного напитка с включением муки виноградной косточки

Table 2.

Microbiological indicators of cultured milk beverage with inclusion of grape seed meal

Показатель Index	Результаты Rеsults
	В соответствии с ТР ТС 033/2013 In accordance with TR CU 033/2013	В начале процесса хранения At the beginning of the storage process	По истечении 10 дней хранения After 10 days storage
S. aureus	–	не обнаружено в 1 см3 not detected in 1 сm3	не обнаружено в 1 см3 not detected in 1 сm3
БГКП (колиформы) BHKP (colifor)	не допускается в 10 см3 does not allow 10 сm3	не обнаружено в 0,01 см3 not detected in 0,01 сm3	не обнаружено в 0,01 см3 not detected in 0,01 сm3
Дрожжи, КОЕ/мл Yeast, CFU/mL	не более 10 not more than 10	менее 10 less than 10	менее 10 less than 10
Молочнокислые микроорганизмы, КОЕ/мл Lactic acid microorganisms, CFU/mL	не менее 1 x 107 not less than 1 x 107	более 1,1 x 108 more than 1.1 x 108	более 1,1 x 108 more than 1.1 x 108
Патогенные, в т. ч. сальмонеллы Pathogenic, including salmonella	не допускается в 10 см3 does not allow 10 сm3	не обнаружено в 25 см3 not detected in 25 сm3	не обнаружено в 25 см3 not detected in 25 сm3
Плесени, КОЕ/мл Molds, CFU/mL	не более 10 not more than 10	2,1	4,2

Заключение

Можно сделать вывод о целесообразности введения муки виноградной косточки в состав пищевых систем, что позволит не только улучшить потребительские свойства продуктов питания, но и расширить их функциональные свойства.

На основе результатов экспериментальных исследований выявлено, что разрабатываемый продукт обладает повышенными потребительскими характеристиками и может быть рекомендован для включения в ежедневный рацион различных категорий граждан, в том числе работающих во вредных и экстремальных условиях, при повышенных умственных и физических нагрузках, подвергнутых антибиотико – и химиотерапии, спортсменов.

Благодароности

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-26-00256,