Обоснование и экспериментальное определение ингредиентов, корректирующих химический состав и органолептические показатели молочных биологических продуктов

Создание специальных продуктов питания – приоритетная задача сегодняшнего дня, которую решают специалисты, используя различные подходы: гигиенические, медицинские, общепрофилактические, технологические и другие. В борьбе за генетическое здоровье человека существенную роль играет пищевая комбинаторика, с помощью которой можно конструировать пищевые продукты [1].

Особое внимание уделяется выбору продукта – основы пищевой композиции, а также ингредиентам.

На кафедре продуктов питания и пищевой биотехнологии Омского государственного аграрного университета имени П.А. Столыпина ведется научная работа по теме «Научные и практические основы оптимизации использования растительных ингредиентов в технологии биологических продуктов».

Сырье для получения молочных биологических продуктов должно отвечать следующим требованиям:

• –    балансировать все или отдельные компоненты готового продукта в соответствии с теорией сбалансированного и адекватного питания;

• –    гарантировать гигиеническую безопасность получаемого продукта;

• –    при комбинировании с другими наполнителями не придавать продукту выраженных неприятных оттенков вкуса и запаха;

• –    обеспечивать получение продукта с высокими потребительскими свойствами;

• –    обогащать продукт биологически активными веществами [2].

Этим требованиям отвечает коровье молоко, сбалансированное по всем незаменимым аминокислотам, содержащим в своем составе весь набор необходимых витаминов, микроэлементов.

Обсуждение

Для производства молочных биологических продуктов было выбрано обезжиренное молоко, являющееся ценным источником животного белка, витаминов, минеральных веществ. Однако питание людей различных возрастных групп должно предусматривать сочетание белков животного и растительного происхождения. Учитывался данный факт, а также результаты теоретических и практических исследований ученых, доказавших, что плоды, ягоды и овощи играют важную роль в питании людей различных возрастных групп и прекрасно сочетаются с молочным сырьем. В работе в качестве биокорректирующих добавок были выбраны фрукты, плоды, лекарственные травы, которые чаще всего используются в виде пюре, отваров, сиропов, концентратов, настоев и экстрактов, обладающие как приятным вкусом, так и ценным химическим составом. В частности, они являются источником флавоноидов (сложные органические вещества, относящиеся к растительным полифенолам, действуют подобно витамину Р, уменьшают ломкость кровеносных сосудов и предотвращают подкожные кровоизлияния). Особенно ими богаты яблоки (их содержание достигает 71,5 мг%), вишня (44,5 мг%), земляника (15,2 мг%).

Плоды фруктов в данной работе используются в виде концентрированных неосвет-ленных соков, представляющих вязкие непрозрачные жидкости с органолептическими показателями, соответствующими используемым плодам: яблокам, вишне.

Основные показатели химического состава плодов яблок и вишни приведены в табл. 1.

Таблица 1

Химический состава плодов и их концентрированных соков (100 г)

Показатель	Плоды*		Концентрированные соки**
	яблоки	вишня	яблоки	вишня
Сухие вещества (г/100 г продукта), в том числе	13,50 ± 0,50	14,5 ± 0,5	52,0 ± 1,0	54,0 ± 0,5
белки	0,40	0,80	2,0 ± 0,1	2,5 ± 0,1
углеводы	11,30	11,30	46,8 ± 0,2	43,9 ± 0,1
клетчатка	0,60	0,50	–	–
органические кислоты	0,70	1,30	2,0 ± 0,1	6,1 ± 0,2
зола	0,50	0,60	1,2 ± 0,1	1,5 ± 0,1
Минеральные вещества, мг/100 г продукта Na	26,00	20,00	12,00	12,50
K	248,00	256,00	184,00	275,00
Ca	16,00	37,00	32,00	38,00
Mg	9,00	26,00	20,00	24,00
P	11,00	30,00	28,00	21,00
Fe	2,20	1,40	1,10	1,20
Витамины, мг/100 г продукта β -каротин	0,03	0,10	–	0,20
В 1	0,01	0,03	0,01	0,01
В 2	0,03	0,03	0,02	0,02
РР	0,30	0,40	0,38	0,30
С	13,00	15,00	1,85	0,65

Литературные данные [3].

*

Опытные данные.

Цель данного этапа научно-исследовательской работы – установить предельные количества фруктовых добавок, обеспечивающих коррекцию как химического состава, так и органолептических показателей: вкуса, цвета, аромата напитков.

Учитывали, что напитки предназначены для диетического питания людей, вместо сахарозы использовались ее заменители.

Как видно из табл. 1, яблоки содержат (в среднем) 13,5% сухих веществ (колебания от 10% до 18%), в том числе сахаров 7–15%, 0,2–1,2% органических кислот, 0,4–0,5% золы, 0,5– 1,0% пектина и 0,20–0,35% дубильных веществ, а также витамины С, В, никотиновую кислоту.

Химический состав вишни (%): сухих веществ – 14–15, сахара – 7,5–14,5, кислот (в пересчете на яблочную) – 0,2–0,4, пектиновых веществ – 0,5. Мякоть вишни составляет 80–89% массы плода. В вишне содержатся в основном глюкоза, фруктоза и в малом количестве сахароза, из кислот преобладает яблочная. Витамина С в вишне 10–20 мг%, кроме витамина С, установлены витамины β -каротин, В 1 , В 2 , РР, а также ряд минеральных веществ Na, K, Ca, Mg, P, Fe.

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) было определено, что важными составными частями семечковых и косточковых плодов ягод являются фенольные ингредиенты, в том числе соединения гидроксикоричной кислоты и флавоноиды. Это активные биологические вещества, обладающие антиканцерогенным, антиоксидантным, антивирусным, антиаллергенным и антимутагенным свойствами.

Употребление флавоноидов снижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Установлено снижение относительного риска и смертности от коронарных заболеваний сердца у людей, принимающих большое количество флавоноидов [4].

Растительные фенолы, содержащиеся в плодах, – биологически активные вещества. Многие из них оказывают сильное влияние на активные формы кислорода (свободные радикалы кислорода), образование которых может привести к окислительному изменению ДНК, протеинов и липидов.

Как биокорректирующие добавки при создании биологических продуктов применяли также травяное и плодово-ягодное лекарственное сырье в виде фитоэкстрактов, приготовленных на основе мелиссы лимонной, плодов шиповника и боярышника.

В качестве экстрагента использовали молочную сыворотку. Экстракты содержат аминокислоты, витамины, минеральные вещества и имеют приятный вкус и цвет. Фитоэкстракты применяли в сочетании с обезжиренным молоком для приготовления фито-молочной смеси. Предварительно фито-молочную смесь ферментировали закваской, приготовленной на основе бактериального препарата «Бифилакт-А».

Как показали клинические исследования, недостаточность антиокислительных реакций в организме приводит к развитию таких заболеваний, как рак, атеросклероз, инсульт, диабет и катаракта. Данные о содержании фенольных соединений в плодах яблок и вишни в сравнении с черной смородиной приведены в табл. 2.

Таблица 2

Содержание фенольных соединений в различных плодах, мг/кг свежего плода

Плоды	Сложный эфир н-кумаровой и хинной кислот	Кофейная кислота	Катехин	Эпикатехин	Флавонолгликозиды
					кемпферол	кверцетин
Яблоко	5–30	50–500	0–15	20–80	0	30–110
Вишня	40–225	130–500	8–30	40–150	25–35	17–30
Черная смородина	19–30	25–70	0–5	1–5	10–30	30–190

Анализ результатов (табл. 2) свидетельствует, что в большинстве ягод обнаружена незначительная концентрация сложного эфира н-кумаровой и хинной кислот – до 5 мг/кг (в черной смородине 19–30 мг/кг), тогда как в вишне этот показатель достигает максималь- ного значения – 225 мг/кг. Плоды яблок и вишни широко используются в производстве мороженого в виде вишневого сока, вишневого экстракта, сиропов товарных, а также в детском питании.

В технологии молочных биологических продуктов, помимо фитоэкстрактов, использовали концентрированные неосветленные соки, которые, как свидетельствуют данные табл. 1, отличаются ценным химическим составом. Количество концентрированных неосветленных соков (КНС), добавляемых к фито-молочной смеси, варьировало от 1 до 10%. Оценивали физико-химические и органолептические показатели композиций.

Результаты исследований влияния яблочного КНС на химический состав композиций приведены в табл. 3.

Таблица 3

Химический состав композиций с добавлением яблочного КНС

Вариант	Количественный состав композиции, %		Химический состав композиций, %
	фито-молочная смесь	яблочный КНС	сухие вещества	жиры	белки	углеводы
Контроль	100	0	10,24	0,14	3,50	5,52
Опыт 1-й	99	1	10,66	0,13	3,49	5,93
Опыт 2-й	97	3	11,38	0,13	3,46	6,76
Опыт 3-й	95	5	12,33	0,13	3,43	7,58
Опыт 4-й	93	7	13,17	0,13	3,40	8,51
Опыт 5-й	90	10	14,42	0,12	3,35	9,65
Опыт 6-й	85	15	16,51	0,11	3,28	11,71

Примечание . Отклонение сухих веществ, жира, белков, углеводов составляет ± 0,1%.

Результаты исследований влияния вишневого КНС на химический состав композиции представлен в табл. 4.

Таблица 4

Химический состав композиции с добавлением вишневого КНС

Вариант	Количественный состав композиции, %		Химический состав композиций, %
	фито-молочная смесь	вишневый КНС	сухие вещества	жиры	белки	углеводы
Контроль	100	0	10,24	0,14	3,50	5,52
Опыт 1-й	99	1	10,68	0,14	3,49	5,90
Опыт 2-й	97	3	11,40	0,13	3,47	6,71
Опыт 3-й	95	5	12,36	0,13	3,43	7,43
Опыт 4-й	93	7	13,20	0,13	3,40	8,43
Опыт 5-й	90	10	14,44	0,12	3,36	9,36
Опыт 6-й	85	15	16,53	0,11	3,28	11,28

Примечание. Отклонение сухих веществ, жира, белков, углеводов составляет ± 0,1%.

Анализ данных, приведенных в табл. 3 и 4, свидетельствует о положительном влиянии как яблочного, так и вишневого КНС на содержание сухих веществ в композиции; наиболее заметно оно отражено в показателях углеводов.

Исследование влияния количественных доз КНС на титруемую кислотность композиций представлено на рисунке.

Как видно из рисунка, добавление КНС оказывает некоторое влияние на титруемую кислотность композиций, увеличивая ее, при этом 10–15%-процентные дозы соков увеличивают титруемую кислотность на 6-8 ° Т.

Органолептическая оценка композиций также показала, что при больших дозах КНС в композициях появляется легкий кисловатый вкус.

Новые молочные биологические продукты предназначены для диетического и профилактического питания людей, вследствие чего необходимо подобрать вещества, влияющие на вкус и аромат продукта и одновременно не содержащие углеводы: полисахариды, дисахариды, моносахариды, они являются собственно пищевыми продуктами. Для придания ощущения вкуса (сладости) в работе были подобраны такие сахарозаменители, как ксилит и сорбит. Для определения оптимальной дозы внесения сахарозаменителя (ксилит и сорбит) изучено его влияние на вкус в составе композиции, состоящей из фитомолочной смеси и яблочного КНС.

Влияния количественных доз КНС на титруемую кислотность фито-молочных композиций

Кроме вкуса, оценивали и цвет продукта. Для молочного биологического продукта с добавлением вишневого КНС выбран ароматизатор «Вишня», придающий продукту приятный, интенсивно-розовый цвет.

Для молочного биологического продукта с добавлением яблочного КНС – ароматизатор «Яблоко», при его применении у продукта нежный светло-желтый «солнечный» цвет. Количество ароматизаторов принимается 0,5%-ным по отношению к общей массе молочных продуктов (на основе рекомендаций производителей вкусоароматических веществ).

Выводы

Таким образом, составлены ориентировочные композиции, состав которых впоследствии будет уточнен путем математического моделирования на основании учета всех факторов, научно обоснованных в требованиях, предъявляемых к новым продуктам для диетического и профилактического питания людей различных возрастных групп (в процентах от общей массы композиции):

• –    фитокомпозиция – не более 5%;

• –    яблочный и вишневый соки – не более 7%;

• –    подсластители ксилит или сорбит – не более 3%;

• –    ароматизатор «Вишня» или «Яблоко».