Конструирование сливочно-цикориевой основы биопродукта для персонализированного питания в рамках рынка Foodnet

Актуальность исследований. Разработка пищевых продуктов, в том числе и на молочной основе, в рамках рынка FoodNet – глобальная система персонального производства продуктов питания. Продукты с научно обоснованным составом и технологией производства становятся все более востребованными, а в условиях ухудшения здоровья населения и экологии нашей планеты ‒ это один из глобальных рынков будущего.

Персонализированное питание является научным подходом к индивидуальному здоровью каждого человека. В рамках этого подхода особое внимание уделяют категории функциональных продуктов, или «better-for-you» ‒ инновационному поколению продуктов с добавленной пользой для организма [1].

Кроме того, проблема полноценного и здорового питания всегда была одной из самых важных для человечества, в связи с чем одним из перспективных направлений пищевой технологии и диетологии является разработка и организация промышленного производства новых биопродуктов, в том числе и на сливочной основе, сбалансированных в соответствии с физиологической потребностью различных возрастных групп населения страны [2, 3, 4].

В настоящее время в молочной промышленности всё активнее разрабатываются технологии новых многокомпонентных продуктов. При их производстве применяют различные виды добавок, которые вводят с целью регулирования состава, повышения пищевой и биологической ценности, улучшения органолептических показателей, усиления функциональных свойств молочных продуктов. Сочетание молочного и растительного сырья в наибольшей степени соответствует формуле сбалансированного питания [5, 6, 7].

Исходя из вышеизложенного, с целью корректировки состава и формирования органолептических показателей биопродукта в качестве растительного ингредиента использован цикорий растворимый.

Цикорий является природным источником пищевых волокон – инулина, который избирательно стимулирует рост и метаболическую активность определенных видов бактерий (бифидобактерий и лактобацилл), не влияя на рост других групп бактерий (фузобактерий, бактеройдов и др.), и подавляет рост потенциально патогенных бактерий (групп Clostridium perfringens, enterococci) [8].

Цикорий растворимый представляет собой хорошо сыпучий мелкодисперсный порошок от светлого до темно-коричневого цвета, однородного по интенсивности, с достаточно выраженным ароматом, свойственным цикорию и приятным вкусом с мягкой горечью. Содержание сухих веществ составляет не менее 95 %. При этом массовая доля углеводов (в пересчете на сухое вещество, %) составляет: свободной фруктозы (5,0‒20,0); свободной глюкозы (2,0‒5,0); сахарозы (2,0‒5,0) и инулина не менее 30,0 [9, 10].

Необходимо отметить, что инулин обладает выраженным физиологическим действием, функционально-сенсорными эффектами и биотехнологическими свойствами: обогащает продукты питания балластными веществами; снижает уровень триглицеридов в крови; имеет низкую энергоемкость (гипокалорийность); является бифидоактиватором и подавляет рост и развитие патогенной микрофлоры [11, 12].

Целью проводимых научных исследований является конструирование сливоч-но-цикориевой основы (далее СЦО) для производства биопродукта.

Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования использовались: сливки-сырье 10 % и 20 % жирности (согласно ГОСТ Р 53435-2009);

цикорий растворимый по действующей нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.

В ходе исследования использовались: общепринятые математические методы планирования эксперимента; методы математического моделирования и статистики; микробиологические, биохимические и физико-химические методы. Повторность опытов трех- и пятикратная.

Массовую долю сухих веществ определяли по ГОСТ 3626-73; массовую долю белка ‒ по ГОСТ 34454-2018; массовую долю жира ‒ по ГОСТ 5867-90; массовую долю углеводов и золи определяли экспресс-анализатором «МилкоСкан FT 120» (Дания) и расчетным методом.

Результаты и их обсуждение. На первом этапе исследований спроектированы

• 2 серии СЦО с различным содержанием цикория, %:

• -    серия 1 (СЦО 1 – 2%; СЦО 2 – 4%; СЦО 3 – 6%; СЦО 4 – 8%);

• -    серия 2 (СЦО 5 – 2%; СЦО 6 – 4%; СЦО 7 – 6%; СЦО 8 – 8%).

В качестве основного компонента СЦО использованы сливки с массовой долей жира 10 % (серия 1) и 20 % (серия 2), являющиеся источником жиров, жирорастворимых витаминов, вкусовых и ароматических веществ.

Подбор оптимального состава СЦО осуществляли, исходя из влияния цикория на химический состав, титруемую и активную кислотности, а также на органолептические показатели. На втором этапе научных исследований изучен химический состав исследуемых вариантов СЦО, представленный на рисунках 1 и 2 .

.=20 с- й15

X

О св

Sio

Рис. 1. Химический состав СЦО (серия 1)

Рис. 2. Химический состав СЦО (серия 2)

При определении массовой доли золы были установлены следующие значения: серия 1 (СЦО 1 – 0,66%; СЦО 2 – 0,70%; СЦО 3 – 0,76%; СЦО 4 – 0,81%); серия 2 (СЦО 5 – 0,56%; СЦО 6 – 0,62%; СЦО 7 – 0,67%; СЦО 8 – 0,74%).

Таким образом, использование различной массовой доли цикория оказало значительное влияние на химический состав исследуемых вариантов СЦО, что позволяет регулировать показатели пищевой ценности биопродукта.

В ходе исследований было изучено влияние различного количества цикория на титруемую и активную кислотности СЦО. Результаты проведенных исследований представлены на рисунке 3 (а, б).

Регрессионный анализ результатов проведенных исследований представлен в таблице 1 .

Анализ экспериментальных данных, представленных на рисунке и в таблице показывает, что с увеличением массовой доли цикория повышается титруемая и снижается активная кислотности в исследуемых вариантах СЦО, что обусловлено более низким значением рН растительного ингредиента в сравнении со значением данного показателя сливок. Необходимо отметить, что дальнейшее использование СЦО с повышенной кислотностью может привести к возникновению дефектов консистенции (неоднородная, с заметным отделением сыворотки, крупитчатая консистенция) разрабатываемого биопродукта.

На последнем этапе исследований изучали влияние цикория на органолептические показатели СЦО в связи с характерным для данного ингредиента специфическим вкусом и ароматом. Результаты органолептической оценки исследуемых вариантов СЦО представлены в таблице 2 .

а) Серия 1

(сливки 20 %)

• б)    Серия 2

Рис. 3. Изменение титруемой и активной кислотности в зависимости от массовой доли цикория в СЦО

Таблица 1 ‒ Регрессионный анализ изменения титруемой и активной кислотности в зависимости от массовой доли цикория в СЦО

Показатель	Уравнение регрессии	Коэффициент детерминации (R2)
Серия 1
Титруемая кислотность	y = 0,3571x2 + 3,9571x + 12,6	R2 = 0,9965
Активная кислотность	y = 0,0329x2 - 0,4191x + 6,986	R2 = 0,9999
Серия 2
Титруемая кислотность	y = 0,0857x2 + 5,7657x + 11,48	R2 = 0,9953
Активная кислотность	y = 0,0257x2 - 0,3863x + 6,97	R2 = 0,9970

Таблица 2 ‒ Органолептические показатели СЦО

Исследуемые варианты СЦО

Орг	анолептические показатели
Вку	с и запах	Цвет              1	Консисте	ция     1

I Серия 1

Исследуемые П^П1Л^иТ1_1 ^1 111	Орг	анолептические показатели
варианты СЦО	Вку	с и запах	Цвет	Г	Консистенция
Контроль (сливки 10 %)	Выраженный сливочный, с легким привкусом кипячения		Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 1	Выраженный сливочный, с легким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Кремовый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 2	Сливочный, с заметным привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Светло-коричневый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 3	Сливочный, с горьковатым привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Коричневый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 4	Сливочный, с горьким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Темно-коричневый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
Серия 2
Контроль (сливки 20 %)	Выраженный сливочный, с легким привкусом кипячения		Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 5	Выраженный сливочный, с легким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Кремовый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 6	Выраженный сливочный, с заметным привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Светло-коричневый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 7	Выраженный сливочный, с горьковатым привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Коричневый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая
СЦО 8	Выраженный сливочный, с горьким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов		Темно-коричневый, равномерный по всей массе	Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

Результаты органолептической оценки исследуемых вариантов СЦО позволяют заключить, что увеличение массовой доли цикория в исследуемых образцах интенсифицирует процесс цветообразования, насыщенности вкуса и аромата благодаря присутствию дубильных веществ, органических кислот, а также эфирного масла – цикореоля, обладающего специфическим ароматом, свойственным цикорию. Однако при использовании цикория более 4 % отмечено появление горечи, что обусловлено увеличением содержания гликозида – интибина, входящего в состав цикория, следовательно, данное количество является ограничивающим. Таким образом, установлен оптимальный состав СЦО, включающий: сливки с массовой долей жира 10 % и цикорий в количестве не более 4 % от массы СЦО.