Обоснование технологических параметров производства и потребительские свойства новой формы специализированного напитка

Важной задачей, стоящей перед пищевой, перерабатывающей промышленностью и общественным питанием является разработка специализированных продуктов различной функциональной направленности для обеспечения полноценного питания и профилактики алиментарных заболеваний [1, 4]. Этот вектор государственной политики закреплен распоряжением Правительства РФ № 1873-р от 25.10.2010 г. «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года».

Неотъемлемой частью питания современного человека являются безалкогольные, ком- позиционные напитки на основе растительного и плодово-ягодного сырья, обогащенные эссенциальными микронутриентами и их премиксами [7]. Представляется целесообразным расширение ассортимента концентратов напитков отечественного производства, достоинством которых является возможность транспортировки на длительные расстояния и сохранение своих полезных свойств при отсутствии особых условий хранения и специальных способов приготовления [5]. Немаловажное значение приобретают вопросы научного обоснования регулируемых параметров производства новых технологий, в том числе гранулированных быстрорастворимых напитков [2, 3, 6, 8].

Объекты и методы исследований

В качестве рецептурных ингредиентов и объектов исследования использовались свежие плоды (облепихи, яблок, ягоды лимонника китайского), соки плодовые и ягодные концентрированные (яблочный, облепиховый, лимон-никовый), свежий топинамбур, порошок из клубней топинамбура, «Свита» 100 % (Sweta) натуральный низкокалорийный заменитель сахара на основе экстракта стевии, мука овсяная, крахмал картофельный сорт «Экстра».

Объектами испытаний служили лабораторные и опытные образцы функционального быстрорастворимого киселя (ФБК), обогащенного эссенциальными нутриентами.

Применяли общепринятые и специальные методы оценки качества и технологических свойств разработанной продукции.

Модифицирован метод определения витамина Е, особенностью является экстракция микронутриентов органическим растворителем после щелочного омыления субстрата или непосредственное растворение, упаривание полученного экстракта и перевод сухого остатка в другой растворитель, введение экстракта на ВЭЖХ колонку для хроматографического разделения и последующего определения с помощью флуоресцентного и спектрофотометриче- ского детекторов.

Гранулометрический состав гранулированных быстрорастворимых продуктов оценивали методом ситового анализа с учетом международных стандартов ИСО/Р-565-ТС-24.

Для статистической обработки экспериментальных данных использовались стандартные методы статистического, корреляционного анализа (пакет прикладных программ MS Excel).

Результаты и их обсуждение

Проведены маркетинговые исследования потребительских предпочтений в отношении функциональных быстрорастворимых напитков.

Рассмотрены причины потребления рассматриваемой группы пищевых продуктов, (рис. 1).

Основанием для употребления функциональных пищевых продуктов является корректировка рациона питания биологически активным веществам (витаминам, минеральным компонентам и т. д.) – 48 %, вследствие потери последних в процессе длительной тепловой обработки при изготовлении продуктов питания, курения, вредных привычек, употребления алкоголя и т. д.

На втором месте – укрепление и поддержание здоровья вследствие нарушений функций основных органов из-за стрессов, травм, корректировка

Рис. 1. Причины употребления функциональных пищевых продуктов, %

приема лекарственных средств и т. п. (36 %).

10 % опрошенных отмечают тенденцию «дань моде», которая рассматривает функциональные продукты питания как пищу для повседневного употребления и должна приносить организму ощутимую пользу, альтернативу приема многочисленных БАДов. Под своим вариантом подразумевали «любопытство», «отсутствие в магазине альтернативных продуктов», «стоимость».

В ходе проведенных исследований выявлено, что большинство респондентов (48,1 %) положительно относятся к функциональной быстрорастворимой продукции и только 17,3 % опрошенных выразили свое отдельное отношение, которое связано, прежде всего, со сложившимся необоснованным стереотипом «быстроприго-товленные продукты – значит ненатуральные». Необходимо отметить, что 34,6 % опрошенных нейтрально относятся к данной группе продуктов, отмечая недостаточность информации о быстрорастворимых продуктах.

Анализируя потребительские предпочтения при употреблении продуктов быстрого приготовления можно констатировать, что основная часть опрошенных предпочитают пищевые концентраты – 46,4 %, безалкогольные напитки – 36,8 %, кондитерские изделия – 16,8 %.

Рецептурный состав ФБК подбирался с учетом содержания в сырье биологически активных веществ, характеризующих действующее начало растительных компонентов для обеспечения функциональных свойств продукции. Ингредиенты ФБК подбирались с учетом их синергического влияния на обменные процессы организма.

Ниже приводится химический состав местного плодоовощного сырья, определяющий его пищевую ценность и функциональную направленность.

В табл. 1 представлен химический состав свежего плодоовощного сырья.

Установлено, что облепиха, лимонник, яблоки, топинамбур являются источником природных высокоэффективных комплексов витаминов, других биологически активных веществ, поэтому их использование для производства продуктов здорового питания является обоснованным.

Разработана базовая технология производства быстрорастворимых гранулированных напитков на примере ФБК с использованием метода окатывания в тарельчатом грануляторе. Технологическая схема производства представлена на рис. 2.

В состав разрабатываемого ФБК включен витаминный премикс 994 EU, производимый

Таблица 1

Химический состав свежего плодоовощного сырья

Показатель	Облепиха	Яблоки	Лимонник	Топинамбур
Сухие вещества, %	16,0 ± 2,4	16,6 ± 2,3	18,6 ± 2,9	22,0 ± 3,1
Органические кислоты, %	2,8 ± 0,14	1,2 ± 0,04	6,4 ± 0,44	0,1 ± 0,01
Сахара, %	6,8 ± 0,33	11,9 ± 0,49	9,8 ± 0,50	12,9 ± 1,11
Азотистые вещества, %	0,6 ± 0,02	0,4 ± 0,02	0,1 ± 0,01	2,4 ± 0,12
Липиды, %	3,2 ± 0,50	0,3 ± 0,01	0,1 ± 0,01	0,2 ± 0,01
Пектиновые вещества, %	1,4 ± 0,05	2,6 ± 0,15	1,6 ± 0,05	3,2 ± 0,19
Зола, %	0,7 ± 0,03	0,5 ± 0,01	0,4 ± 0,01	0,5 ± 0,02
Натрий, мг /100 г	4,2 ± 0,22	28,0 ± 3,1	5,4 ± 0,21	2,8 ± 0,32
Калий, мг/100 г	182,0 ± 8,40	284,0 ± 10,1	59,0 ± 2,9	210,0 ± 8,90
Кальций, мг /100 г	23,0 ± 3,90	15,0 ± 2,3	5,0 ± 0,21	18,0 ± 3,10
Магний, мг /100 г	32,0 ± 4,40	10,0 ± 0,54	6,0 ± 0,29	11,1 ± 2,60
Фосфор, мг /100 г	10,0 ± 0,51	12,0 ± 0,64	12,5 ± 0,55	81,0 ± 4,70
Витамин С, мг /100 г	231,1 ± 11,4	34,1 ± 4,9	67,4 ± 0,32	26,2 ± 1,70
β-каротин, мг /100 г	163,0 ± 8,21	31,4 ± 4,0	0,2 ± 0,01	8,4 ± 0,68
Витамин Е, мг /100 г	5,2 ± 0,27	0,25 ± 0,01	2,2 ± 0,14	0,14 ± 0,01

Рис. 2. Схема технологического процесса производства ФБК

ЗАО «Валетек-Продимпекс» (г. Москва), который представляет собой гомогенную смесь 10 различных витаминов, полностью идентичных природным. По своей чистоте и эффективности они отвечают требованиям государственной фармакопеи. Для обеспечения стабильности качества и безопасности киселей функционального назначения определен перечень контрольных точек и контролируемых параметров производства.

Для подтверждения правильности выбранных технологических режимов определены физико-механические свойства ФБК, полученных гранулированием с использованием метода окатывания.

В результате проведенных исследований установлено:

– насыпная плотность ФБК составляет 650–875 кг/м3, с повышением размера гранул насыпная плотность повышается;

– с увеличением размера гранул киселя механическая прочность их также повышается. Это объясняется тем, что в крупных агломератах частички гранулируемого материала располагаются более компактно (плотнее друг к другу). При этом в начальный период сушки происходит частичное уменьшение прочности гранул, что связано с незначительным плавлением фруктозы, которая в дальнейшем кристаллизуется;

– угол естественного откоса с повышением влажности изменяется незначительно (в пределах 27–31,5º).

– коэффициенты внутреннего и внешнего трения (по стали, дереву, резине) с увеличением влажности до 10–12 % плавно возрастают.

– фракционный состав гранулята напитка подчиняется закону нормального распределения, так как плотность имеет одновершинный симметричный вид при d = 1,5 мм.

Проведенные исследования подтвердили правильность выбранных технологических параметров и режимов производства ФБК, позволяющих сохранить биологически активные компоненты продукции и обеспечивающих заданные потребительские свойства, что согласуется с результатами других испытаний [9–20].

Представляется целесообразным рассмотреть процесс структурообразования (восстановления) киселя. С этой целью, изучая механизм превращения исходных компонентов в структурированную систему, выявлено влияние температуры восстановления на качество готового продукта.

Проведенные исследования позволили определить диапазон температур восстановления ФБК, при которых необходимо исследовать вязкость. Напитки восстанавливались при заданной температуре, затем охлаждались до

20 °С и при этой температуре проводили дальнейшие исследования образцов. Полученные результаты представлены на рис. 3 и 4. Анализ кривых течения показал, что значения предельного напряжения сдвига в интервале температур от 20 до 60 °С имеют практически линейную зависимость, при повышении температуры до 60 °С и более происходит значительное увеличение значений предельного напряжения сдвига.

Установлено, что у образцов киселей разведенных при температурах 80–90 °С достигается наиболее оптимальная структура с большей вязкостной составляющей в отличие от образцов при 50–70 °С. Восстановление киселя при t = 90 °С, с последующей его выдержкой в течении 10 минут (для образования стабильной однородной консистенции продукта) и быстрое охлаждение до t = 20 °С, увеличивает вязкость киселя в 2 раза, через 24 ч – 2,5 раза по сравнению с начальным значением.

Проведенные исследования позволили определить оптимальную температуру восстановления ФБК с наиболее выраженными структурно-механическими свойствами в режиме t опт .= 90 °С. Учитывая, что в процессе заваривания происходит частичная потеря тепла, необходимо обеспечить первоначальную температуру приготовления киселя в пределах 95–100 °С, при которых происходит максимальное растворение сухих веществ, что способствует получению более вязкой структуры и подтверждается материалами других авторов [9–20].

Преимуществами разработанного продукта являются:

• •    хорошие органолептические свойства: приятные вкус, цвет, запах;

• •    функциональность и эстетичность упаковки, быстрота, удобство в приготовлении и использовании;

• •    точно установленные (стандартизованные) технологические показатели (технология изготовления, наличие конкретного функционального ингредиента в определенных физиологических концентрациях);

• •    безопасность при длительном применении в традиционной форме и физиологических количествах;

• •    рекомендованы к использованию Роспотребнадзором и апробированы в условиях производства.

На основании проведенных испытаний определены регламентируемые показатели пищевой ценности разработанного продукта, определяющие его функциональную направленность (табл. 2).

Потребление рекомендованного количества продукта (200 см3 восстановленного киселя) гарантирует необходимое поступление в организм эссенциальных микронутриентов (с учётом их содержания в базовом суточном рационе) и позиционирует напиток как специализированный.

Разработана и утверждена техническая документация. Технология внедрена на предприятиях НПО «Здоровое питание» (г. Кемерово) с организацией массового производства.

Рис. 3. Кривые течения ФБК:

1 - 50° С; 2 - 60° С; 3 - 70° С; 4 - 80° С; 5 - 90° С

Рис. 4. Зависимость минимальной эффективной вязкости ФБК от температуры

разведения

Таблица 2

Регламентируемая пищевая ценности гранулированного быстрорастворимого ФБК (1 порция – 25 г)

Показатель	Значение
Углеводы, г	1,91
Белки, г	0,19
Жиры, г	0,08
Органические кислоты, г	0,06
витамин С, мг, не менее	30,00 (33,3)
витамин Е, мг, не менее	5,00 (33,3)
витамин В 1 , мг, не менее	0,7 (46,7)
витамин В2, мг, не менее	0,85 (47,2)
витамин В 6 , мг, не менее	1,0 (50)
Витамин В 12 , мкг, не менее	5,0 (166,7)
Фолиевая кислота, мкг, не менее	100,0 (25,0)
Пантотеновая кислота, мг, не менее	3,0 (60,0)
Ниацин, мг, не менее	9,0 (45,0)
Биотин, мкг, не менее	75,0 (150,0)
Энергетическая ценность, ккал	9,31

* В скобках % от суточной потребности для взрослых

Выводы

Показано, что гранулирование ФБК методом окатывания позволяет получать продукцию с высокими потребительскими свойствами, в том числе пищевой ценностью и гарантированным содержанием микронутриентов, отвечающих требованиям по качеству и безопасности. Доказательством целесообразности разработанной технологии является определение насыпной плотности, прочности, угла естественного откоса, сыпучести, гранулометрического состава и подбор оптимального способа приготовления готовой продукции – соответственно 650–875 кг /м2, 33–49 Н /мм2, 33–37 град, 8,5–9,8 г/с, 0,5–2,0 мм с температурой воды 95–100 °С и её количеством в объёме 200 см3.