Применение метода сферификации в технологии безалкогольных смешанных напитков повышенной пищевой ценности

Автор: Арпуль О.В., Усатюк Е.М., Пономаренко Ю.О., Самчук Б.Б., Протченко А.С.

Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu

Статья в выпуске: 4 (109), 2015 года.

Бесплатный доступ

В статье рассмотрены актуальность и перспективы использования вторичного сырья пищевой промышленности, а именно молочной сыворотки, в технологиях безалкогольных смешанных напитков для повышения их пищевой ценности. В качестве инновационного метода получения напитков, который позволяет изменить традиционное представление о процессе их потребления, использован метод молекулярной гастрономии - сферификация с элементами замораживания. Предложенные решения, которые позволяют расширить ассортимент безалкогольных напитков, представляют практическую ценность для ресторанного бизнеса.

Молекулярная гастрономия, сферификация, молочная сыворотка, безалкогольные напитки, органолептические свойства

Короткий адрес: https://sciup.org/140204829

IDR: 140204829

Текст научной статьи Применение метода сферификации в технологии безалкогольных смешанных напитков повышенной пищевой ценности

Приготовление напитков и культура их потребления является неотъемлемыми составляющими культуры питания и непосредственно отражает общий уровень цивилизованности. Трудно переоценить роль безалкогольных напитков в здоровом образе жизни, что способствует расширению их ассортимента, а также активному продвижению производителями своей продукции на рынке.

Приготовление блюд и напитков во все времена считалось большим искусством и требовало высокого мастерства, опыта и знаний. Одним из основных направлений расширения ассортимента для владельцев заведений ресторанного хозяйства является использование инновационных способов и техник, что способствует привлечению новых потребителей. В последнее время большинство рестораторов отдают предпочтение различным методам молекулярной гастрономии или, как ее еще называют, «экспериментальной кухни». Молекулярная кухня -это направление трофологии, непосредст- венно связанное с изучением физико-химических процессов, происходящих в продуктах при их приготовлении, и использование результатов исследований на практике с целью получения готового продукта с заранее заданными свойствами.

Исследователи пищевой отрасли большое внимание уделяют использованию в технологиях вторичного сырья, которое может одновременно выполнять несколько функций: повышать пищевую и биологическую ценность, улучшать потребительские свойства, стабилизировать качественные показатели и продлевать срок хранения. Одним из таких видов вторичного сырья является молочная сыворотка. Опыт иностранных производителей подтверждает тенденцию к увеличению производства и потребления низкокалорийных молочных напитков на основе сыворотки.

В связи с вышесказанным, нами предложено использовать молочною сыворотку в качестве основного сырья и сферификацию, как инновационный метод молекулярной гастрономии, для создания нового безалкогольного напитка для заведений ресторанного хозяйства.

Объекты и методы исследований

Молочная сыворотка – это продукт, получаемый в процессе производства твердых сыров и творога. Она имеет большое значение в питании: в ее состав переходит более 50% сухих веществ молока, в том числе 30% белков, более 200 микроэлементов, витаминов и биологически активных веществ, которые при ежедневном употреблении компенсируют 2/3 суточной потребности в кальции, 1/2 – в калии, 80% – в витамине В2, 1/3 – в витаминах В1, В6,

В12. Иммуностимулирующее действие сыворотки можно объяснить аминокислотным составом: содержание цистеина, по сравнению с казеином молока, в 4 раза больше, триптофана – в 19 раз больше. Это обеспечивает регенерацию белков печени, образование гемоглобина и белков плазмы крови. Как стало известно, сывороточный протеин повышает уровень глутатиона – одного из важнейших антиоксидантов в организме [1]. Ниже приведены данные химического состава цельного коровьего молока жирностью 3,6% и полученной на его основе молочной сыворотки (табл. 1).

Таблица 1 – Сравнительная характеристика химического состава коровьего молока и молочной сыворотки

Наименование показателя	Содержание на100 г
Наименование показателя	Сыворотка	Молоко
Вода, г	93,42	87,3
Белки, г	0,76	3,2
Жиры, г	0,09	3,6
Углеводы, г	5,12	4,8
Энергетическая ценность, ккал	24	65
Витаминный состав
Витамин А, мкг	2	32
Бета-каротин (мкг)	-	20
Витамин D, ME (IU)	-	2
Витамин Е, Альфа-токоферол, мг	-	0,09
Витамин С, Аскорбиновая кислота, мг	0,1	1,5
Витамин В₁, Тиамин, мг	0,04	0,04
Витамин В₂, Рибофлавин, мг	0,14	0,15
Витамин В₅, Пантотеновая кислота, мг	0,38	0,38
Витамин В₆, Пиридоксин, мг	0,04	0,05
Витамин В₉, Фолаты, мкг	2	5
Витамин В₁₂, Кобаламин, мкг	0,18	0,4
Витамин Н, Биотин, мкг	-	3,2
Витамин РР, Ниацин, мг	0,08	0,1
Витамин РР, НЭ	0,35	0,9
Витамин В₄, Холин, мг	16	23,6
Макроэлементный состав
Калий, К, мг	143	146
Кальций, Са, мг	103	120
Магний, Mg, мг	10	14
Натрий, Na, мг	48	50
Фосфор, Р, мг	78	90
Микроэлементный состав
Железо, Fe, мг	0,08	0,07
Йод, И, мкг	-	9
Кобальт, Co, мкг	-	0,8
Марганец, Mn, мг	-	0,01
Медь, Cu, мг	-	0,01
Молибден, Mo, мкг	-	5
Цинк, Zn, мг	0,43	0,4
Селен, Se, мкг	1,8	2
Хром, Cr, мкг	-	2
Фтор, F, мкг	-	20

Анализируя литературные и экспериментальные данные, можно утверждать, что энергетическая ценность сыворотки несколько ниже, чем у цельного молока, а биологическая - почти такая же, это и подтверждает рациональность использования данного пищевого ингредиента [2].

В современных условиях требования потребителей услуг ресторанного хозяйства растут с каждым днем - и удивить гостей заведения очень непросто. Одной из наиболее впечатляющей и одновременно доступной техникой молекулярной гастрономии считают сферификацию.

Сферификацию, как метод молекулярной гастрономии, впервые представил испанский шеф-повар ресторана «El Bulli» Ферран Адриа в 2003 году. В основе сферификации лежит контролируемый процесс гелеобразования: вкусовая жидкость погружается в специальный раствор, образуя сферы (капсулы), жидкие внутри, с тонкой мембраной на поверхности, которая позволяет сохранить форму [3].

Различают два вида сферификации: основную (базовую) и обратную (реверсивную). Основную сферификацию осуществляют погружением вкусовой жидкости, в которой растворен альгинат натрия, в ванну с кальцием, обратную - погружением раствора со смесью глюконата кальция и лактата кальция в ванну с альгинатом натрия [4, 5]. Техника получения конечного продукта (сфер) в обоих методах одинакова.

Мерной ложкой нужного размера (в зависимости от формы и размеров продукции) осторожно вливают смесь в подготовленную ванну (кальциевая/алигинатовая соответственно) в горизонтальном положении с минимальным расстоянием между водой и мерной ложкой для создания идеально круглых форм.

Через 1...2 мин после получения желаемой текстуры сферу осторожно удаляют с помощью мелкого сита (шумовки) и промывают в сосуде с чистой водой, вынимают и выкладывают сразу на блюдо, подают.

Каждый из видов сферификации имеет свои преимущества и недостатки. Базовая техника сферификации идеально подходит для получения сфер с очень тонкой мембраной, которая почти не ощущается во рту, но после того как сфера удаляется из ванны с кальцием, процесс гелеобразования продолжается даже после промывания сферы водой.

Поэтому сферы, полученные с помощью основной сферификации, необходимо подавать сразу, или они превратятся в шарик геля без жидкости внутри. Также базовую технику сферификации не используют для приготовления сфер из продуктов, имеющих высокий уровень кислотности, поскольку при таких условиях процесс гелеобразования не происходит. Преимущество обратной сферифика-ции - в возможности предварительного приготовления сфер. Недостатком же обратной сферификации считают то, что сферы имеют толстые мембраны (кроме неповторимых органолептических характеристик самого блюда, ощущается также твердая оболочка вокруг сферы).

Суть метода обратной сферификации. На первом этапе нужно подготовить альнатовую ванну, для этого альгинат натрия растворяю в воде с помощью блендера (рекомендуемая концентрация альгината натрия - 0,5%). Параллельно добавляют глюконат и лактат кальция (1/3 от количества основного ингредиента), а также ксантан (0,5...1 г) для сгущения смеси. Прежде чем использовать полученный раствор, необходимо его выдержать при температуре 4…6 С в течение 12...24 ч, чтобы удалить пузырьки воздуха. Также готовят сосуд с чистой водой, которая используется для промывки сфер от остатков альгинат натрия.

С целью совершенствования процесса создания идеальных сфер, а также продления срока их хранения, была предложена разновидность обратной сферификации с элементами замораживания, так называемая, холодная обратная сферификация. Этот метод, кроме основных этапов обратной сфери-фикации, включает в себя замораживание при температуре -18°С. Для этого подготовленный раствор с кальциевыми солями помещают в силиконовые формы в виде полусфер и отправляют в морозильную камеру до полного замерзания. При необходимости продукт, получивший форму, высвобождают из силиконовых форм и погружают в альгинатовую ванну так, чтобы сферы не касались друг друга, с постоянным помешиванием. Время образования оболочки при обратной сферификации с элементами замораживания зависит от скорости размораживания и колеблется от 2 до 5 минут с последующим промыванием сфер в чистой воде. Нагревание раствора (ванны) до 60 °С сократит процесс до 2…3 мин. Благодаря использованию этой техники мы получаем сферу с желеобразной оболочкой, которая разрушается в ротовой полости, высвобождая вкус основных ингредиентов готового блюда или напитка [5].

Именно на обратной сферификации с элементами замораживания мы и остановили свой выбор. Молекулярные текстуры, которые мы использовали для реализации нашей цели, это «Альгин», «Глюко» и «Ксантан».

Текстуру «Альгин» (альгинат натрия), которая является загустителем, желирующим веществом, гелеобразователем и стабилизатором, получают из красных и бурых водорослей. Как и другие полисахариды природного происхождения, альгиновая кислота обладает целым рядом полезных свойств, но в то же время ее отличают и неповторимые, присущие только ей качества. Альгиновая кислота имеет способность адсорбировать воду, весом почти в 300 раз больше собственного, поэтому альгинаты образовывают особо прочные коллоидные растворы (гели), отличающиеся кислотоустойчивостью. Растворы альгинатов безвкусны, почти без цвета и запаха. Они не коагулируют при нагревании и сохраняют свои свойства при охлаждении, замораживании и последующем оттаивании.

Текстура «Глюко», которая состоит из смеси двух кальциевых солей (глюконата кальция и лактата кальция), обогащает продукт кальцием, необходимым для техники обратной сферификации. Текстуру «Глюко», которая не влияет на вкус готового продукта, можно применять в кислой, алкогольной или маслянистой среде.

Текстура «Ксантан» – мелкий порошок, который получают ферментацией кукурузного крахмала с помощью бактерии Xanthomonas campestris. Получаемый продукт является высокоэффективным загустителем, который обладает способностью удерживать газ, растворяется в холодной и горячей жидкости, очень хорошо переносит процессы замораживания и/или размораживания, стойкий к действию высоких температур [6].

Результаты и их обсуждение

С целью расширения ассортимента напитков собственного производства для заведений ресторанного хозяйства был разработан безалкогольный напиток, в состав которого входят сыворотка молочная, мята свежая, сок лайма, сахар белый, текстуры «Альгин», «Глюко» и «Ксантан». Нами было предложено 4 варианта рецептур, которые отличались содержанием молочной сыворотки: 25% – в образце № 1, 50% – в образце № 2, 75% – в образце № 3 и 100% – в образце № 4. В качестве контроля была взята рецептура безалкогольного напитка «Мохито». Технологическая схема производства молекулярных сфер «Мохито» представлена рис. 1.

В результате серии экспериментов было получено 4 исследуемых образца, которые дегустационная комиссия оценила по органолептическим показателям (табл. 2).

Проанализировав данные таблицы 2, можно сделать вывод, что соотношение компонентов в образце № 3 является наиболее оптимальным с точки зрения вкусовых предпочтений.

Следующим этапом исследований стало определение содержания питательных веществ в разработанных напитках и сравнение их количества с суточной потребностью человека в макро- и микронутриентах за счет потребление порции напитка. Расчеты были осуществлены с учетом рекомендуемых суточных потребностей в питательных веществах взрослого человека (женщины), преимущественно умственного труда, калорийность рациона которого составляет 2000 ккал/сутки, в соответствии с принятыми «Нормами физиологических потребностей населения Украины в основных питательных веществах и энергии», утвержденных Приказом Министерства здравоохранения Украины № 272 от 18.11.99 г. (табл. 3).

Итак, анализируя данные таблицы 3, можно сделать выводы об удовлетворении суточной потребности человека в питательных веществах за счет потребления каждого из напитков.

Рис. 1. – Технологическая схема производства молекулярных сфер «Мохито»

Таблица 2 – Органолептическая оценка молекулярных сфер «Мохито»

Наименование показателя	Требования к качеству напитка
Наименование показателя	Контроль	Образец №1	Образец №2	Образец №3	Образец №4
Внешний вид	Небольшие капсулы в форме сферы с гладкой эластичной поверхностью и слегка мутной жидкостью внутри	Небольшие капсулы в форме сферы с гладкой эластичной поверхностью и слегка мутной жидкостью внутри	Небольшие капсулы в форме сферы с гладкой эластичной поверхностью и слегка мутной жидкостью внутри	Небольшие капсулы в форме сферы с гладкой эластичной поверхностью и слегка мутной жидкостью внутри	Небольшие капсулы в форме сферы с гладкой эластичной поверхностью и слегка мутной жидкостью внутри
Запах	Без выраженного запаха	Слабовыраженный запах лайма и мяты	Слабовыраженный запах лайма и мяты	Слабовыраженный запах сыворотки, лайма и мяты	Запах характерный для сыворотки
Цвет	Однородный, со слабым зеленоватым оттенком, слегка мутный	Однородный, с зеленоватым оттенком, слегка мутный	Однородный, с зеленоватым оттенком, слегка мутный	Однородный, с желтозеленым оттенком, слегка мутный	Однородный, с желто зеленым оттенком, мутный
Вкус	Присущий ингредиентам сфер, без посторонних привкусов	Присущий ингредиентам сфер, без посторонних привкусов	Присущий ингредиентам сфер, без посторонних привкусов	Присущий ингредиентам сфер, без посторонних привкусов	Присущий ингредиентам сфер, с кислым послевкусием
Консистенция	Оболочка сферы – гелеобразная, внутри сферы – жидкая	Оболочка сферы – гелеобразная, внутри сферы – жидкая	Оболочка сферы – гелеобразная, внутри сферы – жидкая	Оболочка сферы – гелеобразная, внутри сферы – жидкая	Оболочка сферы – гелеобразная, внутри сферы – жидкая

Таблица 3 – Сравнительная характеристика содержания питательных веществ в напитках с суточной потребностью (на 100 г)

Наименование показателя	Контроль		Образец №1		Образец №2		Образец №3		Образец №4
Наименование показателя	Содержание	РСП, %	Содержание	РСП,%	Содержание	РСП,%	Содержание	РСП,%	Содержание	РСП%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Макронутриенты и энергетическая ценность
Белки, г	0,24	0,37	0,34	0,52	0,45	0,69	0,56	0,86	0,66	1,02
Жиры, г	0,05	0,07	0,06	0,09	0,07	0,10	0,08	0,11	0,10	0,14
Углеводы, г	12,06	4,02	12,78	4,26	13,49	4,50	14,27	4,76	14,92	4,97
Энергетическая ценность, ккал	47,18	2,25	50,53	2,41	53,87	2,57	57,51	2,74	60,55	2,88
Витамины
А, мкг	7,06	0,7	7,34	0,73	7,61	0,76	7,92	0,79	8,17	0,82
С, мг	9,91	11,01	9,93	11,03	9,94	11,04	9,96	11,07	9,97	11,08

В 2 , мг	0,01	0,56	0,03	1,67	0,05	2,78	0,07	3,89	0,09	5,00
В 5 , мг	0,05	1,00	0,10	2,00	0,15	3,00	0,21	4,20	0,26	5,20
В₁₂, мкг	0,00	0,00	0,03	1,00	0,05	1,67	0,08	2,67	0,10	3,33
Макроэлементы
К, мг	51,80	2,07	71,72	2,87	91,63	3,67	113,35	4,53	131,45	5,26
Са, мг	12,68	1,27	26,61	2,66	40,53	4,05	55,72	5,57	68,38	6,84
Mg, мг	5,18	1,30	6,43	1,61	7,68	1,92	9,05	2,26	10,19	2,55
Р, мг	6,33	0,79	17,19	2,15	28,05	3,51	39,90	4,99	49,77	6,22
Микроэлементы
Fe, мг	0,43	4,30	0,44	4,40	0,45	4,50	0,47	4,70	0,48	4,80
Mn, мг	0,04	2,00	0,04	2,00	0,04	2,00	0,04	2,00	0,04	2,00
Cu, мг	0,02	2,00	0,02	2,00	0,02	2,00	0,02	2,00	0,02	2,00
Zn, мг	0,06	0,50	0,12	1,00	0,18	1,50	0,24	2,00	0,30	2,50
Se, мкг, мг	0,03	0,05	0,28	0,51	0,53	0,96	0,81	1,47	1,03	1,87

Из таблицы 3 видно, что повышается пищевая ценность исследуемых напитков за счет добавления в рецептуру сыворотки. Ценные для физиологического развития организма витамины, макро- и микроэлементы, эссенциальные, входят в состав сыворотки. Включение в ежедневный рацион питания населения безалкогольного «Мохито» с содержанием сыворотки в количестве 50…100% позволит сбалансировать его нутриентный состав и предупредить дефицит биологически активных веществ, но образцы 4 (75 % сыворотки) и № 5 (100% сыворотки) имеют неудовлетворительные органолептические характеристики.

Исходя из результатов органолептического и нутриентного анализа, можно сделать вывод, что оптимальным, как с точки зрения вкусо-ароматического профиля, так и пищевой ценности, является образец № 3, в состав которого входит 50% молочной сыворотки.

Заключения, выводы

Представленная технология безалкогольного напитка на основе молочной сыворотки, полученного с использованием метода молекулярной гастрономии – сферификации, позволяет расширить ассортимент напитков с улучшенными органолептическими показателями и повышенной пищевой ценностью для ресторанного бизнеса в сфере молекулярной миксологии. Внедрение предложенной технологии в заведениях ресторанного хозяйства позволит рестораторам изменить представление гостей о культуре употребления напитков, удовлетворить эстетические и гастрономические потребности, а также потребность в эссенциальных биологически активных веществах, ценным источником которых является сферический безалкогольный «Мохито» на основе молочной сыворотки.

Список литературы Применение метода сферификации в технологии безалкогольных смешанных напитков повышенной пищевой ценности

Храмцов, А.Г. Феномен молочной сыворотки/-СПб.: Профессия, 2011. -802с.
Скурихин, И.М. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания: Справочник/И.М. Скурихин, В.А. Тутельян. -М.: ДеЛи принт, 2007. -276 с.
Colman, A. Reinventing Food. Ferran Adria: The Man Who Changed the Way We Eat/A. Colman. -London: Phaidon Press Limited, 2012. -351 p.
Antoniewicz, H. Verwegen kochen -Molekulare Techniken und Texturen/H. Antoniewicz, K. Dahlbeck. -Dresden: Matthaes, 2008. -240 p.
Арпуль, О.В. Молекулярные технологии ресторанной продукции: Курс лекций для студ. спец. 8.05170112 «Технологии питания» дневной формы обучения/О.В. Арпуль, Е.М. Усатюк -К.: НУХТ, 2013. -85 с.
Трусов, Р. Стуктуры/Р. Трусов . Режим доступа: -http://cook-alliance.ru/article/show.php?aid=25.

Статья научная