Производство холодного черного чая с натуральным заменителем сахара - стевией [Stevia rebaudiana bertoni (L.)]

Важная роль в поддержании высокого уровня здоровья, увеличении продолжительности жизни, сохранении работоспособности принадлежит питанию человека. Правильное питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма человека, способствует профилактике заболеваний и создает условия для предупреждения преждевременного старения. Успешное решение проблемы здорового питания зависит от разработки и внедрения новейших технологий продуктов питания с использованием натурального растительного сырья с большим содержанием биологически активных веществ, функциональных ингредиентов и антиоксидантов. Отношение человека к еде как к лекарству создало спрос на продукты, известные как функциональные. В настоящее время во многих странах активно проводится замена сахара в рецептурах разных продуктов, что обусловлено необходимостью оптимизации питания человека, а также возможностью решения вопросов рациональ- ного питания людей с определенными заболеваниями [1, 2, 4, 5, 8–14]. Институтом питания неоднократно озвучивалась нарастающая проблема нарушения пищевого статуса человека. Повышенный уровень сахара в крови приводит к перенапряжению функции поджелудочной железы, снижает чувствительность клеток к инсулину. Современный образ жизни и питания человека привел к росту такого заболевания, как сахарный диабет (diabetes mellitus). Когда человек слышит о своём диагнозе, то ему порой бывает трудной изменить свои пристрастия к сладкому и отказаться от потребляемых любимых продуктов и напитков. Поэтому актуальным решением для людей, живущих с определенными заболеваниями, является снижение доли сахара в рецептурах продуктов и напитков, являющихся предпочтительными в их ежедневном рационе.

Напитки являются наиболее удобной пищей, сразу готовой к употреблению. В своем ежедневном рационе люди отдают предпочтение безалкогольным напиткам. Употребле- ние газированных напитков учёными всёго мира подвергается всесторонней критике из-за их вреда здоровью человека. Одним из наиболее предпочтительных негазированных безалкогольных напитков является холодный черный чай. Но этот напиток не всегда был настолько популярным. Холодный чай впервые упоминается в Старой Вирджинии в 1879 году. На сегодняшний день разные виды готовых напитков доступны в более чем 100 странах мира. Однако доминирующими на потребительском рынке являются разновидности безалкогольных напитков, характеризующихся высоким содержанием сахара. Сахар в составе морса, кваса, холодного черного и зеленого чая имеет высокую калорийность (около 4 ккал/г), быстро усваивается организмом, что приводит к резкому скачку глюкозы в организме людей, живущих с определенными заболеваниями [2]. Таким образом, все более острой становится проблема необходимости снижения доли сахара в холодном черном чае, основными направлениями которой являются применение растительных заменителей (например, стевии).

Стевиозид – это натуральный низкокалорийный заменитель сахара, представляющий собой экстракт листьев южно-американского растения стевии. По сладости он превосходит в 200–300 раз сахар. Доктора рекомендуют его как самый безопасный заменитель сахара, так как этот подсластитель не повышает содержание сахара в крови. Стевиозид применяется в пищевой промышленности при производстве хлебобулочных, кондитерских изделий, молокосодержащих продуктов, безалкогольных, слабоалкогольных, алкогольных напитков, пищевых концентратов, фруктовых наполнителей (начинок, подварок, повидла), соусов, кетчупов, компотов, фруктовых и овощефруктовых напитков, нектаров, в том числе при производстве продуктов питания для больных сахарный диабетом и продуктов детского питания для детей старше трех лет. В некоторых странах мира употребление стевии стало уже привычным. На 2018 год продукты и напитки со стевией зарегистрированы во многих странах, таких как Япония, Парагвай и Бразилия, США. В Японии продукты переработки стевии способствовали увеличению продолжительности жизни населения до 90 лет [2, 3].

Перспективным направлением в создании новых видов безалкогольных напитков остается применение отечественного, традицион- ного местного растительного сырья, содержащего широкий спектр веществ различной фармакологической направленности, которые повышают тонус организма, адаптивные возможности нервной системы, устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды, обладают антиоксидантными свойствами благодаря широкому спектру полифенольных веществ в его составе.

Цель исследования – изучить возможность использования заменителя сахара – стевии, традиционного местного растительного сырья в рецептуре при производстве холодного черного чая.

Задачи исследования:

• 1)    изучить мировой опыт развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре и применения растительного сырья;

• 2)    разработать рецептуры производства холодного черного чая с натуральным сахаро-заменителем – стевией и традиционным местным растительным сырьем;

• 3)    разработать технологические схемы производства холодного черного чая с натуральным сахарозаменителем – стевией и традиционным местным растительным сырьем;

• 4)    провести пробную выработку холодного черного чая с натуральным сахарозамени-телем – стевией и традиционным местным растительным сырьем;

• 5)    провести определение органолептических и физико-химических показателей;

• 6)    определить содержание макро- и микроэлементов.

Объекты и методы исследований

Характеристика основных компонентов для разработки рецептуры холодного черного чая представлена в табл. 1.

С целью применения отечественного, традиционного местного растительного сырья, содержащего широкий спектр веществ различной фармакологической направленности, и с целью корректировки органолептических показателей (вкус, цвет, аромат) использованы дополнительные составляющие рецептурного набора (сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины – сбор лета 2018 года).

Для исследования органолептических и физико-химических показателей были выбраны 4 объекта.

Объект № 1. Холодный черный чай, приготовленный по традиционной технологии

Таблица 1

Характеристика основных компонентов

Наименование компонента	Наименование показателя	Характеристика показателя
Чай черный крупнолистовой (Китай)	Массовая доля сухих веществ, %	92,25
	Массовая доля белка, %	0,2–0,6
	Массовая доля жира, %	0,08–0,12
	Массовая доля углеводов, %	0,1–0,5
	Энергетическая ценности, ккал	1,0–5,0
Сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины	Массовая доля сухих веществ, %	92,33
Сухие листья стевии, произведенной по разработанной технологии	Массовая доля сухих веществ, %	93,24
Вода	Содержание двуокиси углерода	Не содержит
Сахар	Массовая доля сахарозы, %	99,8
	Массовая доля влаги, %	0,1
	Массовая доля золы, %	0,03

(Lipton, Nestea), в состав которого входит: сахар, черный байковый чай, вкусообразующий компонент (лесная ягода).

Объект № 2. Холодный черный чай, приготовленный по разработанной технологии, в состав которого входит: стевия (сухие листья стевии, произведенной по собственной технологии 2016 года), черный байковый чай, вкусообразующий компонент (лесная ягода).

Объект № 3. Холодный черный чай, приготовленный по разработанной технологии, в состав которого входит: сахар, черный байковый чай, дополнительные ингредиенты, оказывающие положительное влияние на органолептические показатели и содержащие широкий спектр веществ различной направленности (сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины – сбор лета 2018 года).

Объект № 4. Холодный черный чай, приготовленный по модифицированной технологии, в состав которого входит: стевия (сухие листья стевии, произведенной по собственной технологии 2016 года [6, 7]), черный байковый чай, дополнительные ингредиенты (сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины – сбор лета 2018 года).

В работе использованы теоретические (анализ) и эмпирические методы научного исследования (эксперименты, наблюдение, измерения, сравнение, описание). Выработка пробных образцов объектов 1, 2, 3 и 4 была проведена на базе кафедры «Биотехнология» ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА на основании разработанных рецептур и технологических схем. У всех объектов исследования были оценены органолептические и физико-химические показатели на базе кафедры «Биотехнология» ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА: содержание сухих веществ рефрактометрическим методом и кислотность методом титрования. Определение содержания макро- и микроэлементов образцов проводилось на базе Ярославского НИИЖК – филиала ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-2а (Zn, Cu, Mn,Fe, Mg, Ca – методом абсорбции, K – методом эмиссии).

Результаты и их обсуждение

В соответствии с разработанной методикой были проведены исследования интенсивности сладости сахара и стевии; исследования по корректировке органолептических показателей (вкус, цвет, аромат) с использованием дополнительных составляющих рецептурного набора (сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины – сбор лета 2018 года), разработка рецептур объектов 2, 3 и 4. Результаты определения органолептических показателей качества холодного черного чая представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты определения органолептических показателей холодного черного чая

Наименование показателя	Характеристика показателя по ГОСТ 281882014	Объект №1	Объект № 2	Объект № 3	Объект № 4
Внешний вид	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений. Допускается опалесценция, обусловленная особенностями используемого сырья	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений, с легкой опалесценцией
Вкус и аромат	В соответствии с рецептурами	Нежный ягодный аромат, приятный сладковаты вкус	Нежный ягодный аромат, приятный сладковатый, немного терпкий и травянистый вкус	Нежный фруктовоягодный аромат, приятный сладковатый вкус	Нежный фруктово-ягодный аромат, приятный сладковатый, немного терпкий и травянистый вкус
Цвет		Светлокоричневый	Светлокоричневый	Интенсивный, светлокоричневый	Интенсивный, светлокоричневый

Цвет образцов был светло-коричневый, особую интенсивность цвету придавали листья стевии, мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины. Каждый из образцов обладал выразительным вкусом и ароматом. Вкус и аромат большинства образцов имел фруктовые и ягодные тона, сладость напитку придавали сахар и листья стевии, терпкость напитку придавали листья стевии. Все вкусовые и ароматические ноты хорошо гармонировали, дополняя друг друга. Следовательно, по результатам проведенного органолептического анализа можно сделать вывод о том, что каждый из образцов интересен, у каждого имеются свои особенности, но получившийся купаж образца № 4 обладал полным букетом вкусовых и ароматических показателей. Физико-химические показатели соответствовали требованиям ГОСТ 281882014 (входили в предел рассчитанных показателей при разработке рецептуры). Результаты определения содержания макро- и микроэле- ментов в холодном черном чае представлены в табл. 3.

Результаты исследований выявили повышение содержания макро- и микроэлементов в холодном черном чае, приготовленном по модифицированной технологии, в состав которого входит: стевия (сухие листья стевии, произведенной по собственной технологии 2016 года), черный байковый чай, дополнительные ингредиенты (сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины – сбор лета 2018 года). Употребление разовой порции напитка в 237 мл будет удовлетворять суточной рекомендуемой норме цинка на 1 %, меди – 1,5 %, марганца – 3,9 %, железа – 1,5 %, калия – 0,2 % и магния – 0,9 %, кальция – 1,5 % для взрослого человека. В отличие от холодного черного чая, приготовленного по традиционной технологии (Lipton, Nestea), в холодном черном чае, приготовленном по модифицированной технологии по разработанной нами рецептуре не содержится сахароза, сладость

Таблица 3

Содержание макро- и микроэлементов в холодном черном чае

Макро-/ микроэлемент Объект № 1 Объект № 4 Рекомендуемое суточное потребление, мг Содержание от рекомендуемого суточного потребления в 100 см3 напитка, % Содержание от рекомендуемого суточного потребления в разовой порции (237 мл), % Zn, мг/л 0,09274 0,47476 10…15 0,5 1 Cu, мг/л Следы 0,11989 2 0,6 1,5 Mn, мг/л 0,58698 0,81875 5…10 1,6 3,9 Fe, мг/л 0,40357 0,61773 10…18 0,6 1,5 K, мг/л 4,59800 23,7240 3000…5000 0,08 0,19 Mg, мг/л 7,18120 14,9010 400…500 0,4 0,9 Ca, мг/л 24,0006 32,6840 500…1000 0,7 1,5 напитку придают гликозидные соединения – стевиозид, стевиолбиозид, ребаудиозид А и Е, дулкозид.

Вывод

Использование традиционного местного растительного сырья и сухих листьев стевии [ Stevia rebaudiana BERTONI (L.)] в качестве заменителя сахара при производстве холодного черного чая расширяет ассортимент данного продукта в отечественной и мировой индустрии производства безалкогольных напитков.