Разработка кисломолочной продукции на основе козьего молока на примере йогурта с пищевыми волокнами

Козье молоко является довольно популярным продуктом в мире. Его относят к козе-иносодержащим, как и коровье. Молоко коз особо полезно для людей, страдающих анемией, потерей зрения, диатезом, желудочными заболеваниями. Козье молоко отличается от коровьего по своему составу. В 100 г. козьего молока содержатся: белки – 3,56 г. (5% суточной нормы), жиров – 4, 14 г. (5% суточной нормы)

и углеводов – 4,45 г. (1% суточной нормы). В козьем молоке присутствуют витамины: A, бета-каротин, D, D3, E и K, C, В1, В2, В3 (PP), В4, В5, В6, В9 и В12 [1–4].

По физико-химическим свойствам и вкусу козье молоко отличается от молока других видов животных. Молоко козы содержит в 6 раз больше кобальта, который входит в состав витамина В12 (0,1 мкг). Как известно данный витамин отвечает за кроветворение и контролирует обменные процессы [5, 6].

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Российский рынок козьего молока активно развивается, однако его объем по сравнению с уровнем потребления традиционных видов молочных товаров пока незначителен. Несмотря на то, что интерес к этой продукции постоянно растет, её до сих пор воспринимают больше как лечебно-профилактическую и используют для детей с аллергией на белки коровьего молока, людей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

В 2019 году объем рынка производства козьего молока вырос на 15,5%, продолжив восходящий тренд нескольких последних лет.

Ассортимент продукции, которая выпускается из козьего молока, довольно широк. Однако в основном в розничных магазинах представлено питьевое молоко и сыры, т. к. они наиболее рентабельны и популярны у потребителей. Доля кисломолочных продуктов, масла, мороженого и . д., находится около 20%, а в сегменте детского питания российские товары отсутствуют совсем [7].

Производству гипоаллергенных продуктов на молочной основе за рубежом уделяется большое внимание, в то же время в России этот вопрос освещался лишь некоторыми исследователями [8–10]. Поэтому увеличение производства молочных продуктов из козьего молока – одна из основных задач молочной промышленности на современном этапе.

Материалы и методы

Работе использовали следующее сырье: молоко козье питьевое пастеризованное с м.д.ж. 2,5% (ООО «Золотой Альянс»); комплекс сухих микроорганизмов пробиотиков «Vivo» (ООО «Виво индустрия»); комплекс сухих микроорганизмов пробиотиков «Эвиталия» (ООО «НПФ «Пробиотика»); комплекс сухих микроорганизмов пробиотиков «Биойогурт» (Genesis laboratories Ltd,

Органолептические показатели определяли с помощью ГОСТ 31986–2012 [11]. Отбор проб для физико-химических исследований проводили в соответствии по ГОСТ 26809–86 [12]. Массовую долю сухих веществ определяли методом высушивания в сушильном шкафу в соответствии по ГОСТ 3626–73 [13]. Общую кислотность определяли методом титрования в соответствии по ГОСТ 3624–92 [14]. Массовую долю сахара определяли на рефрактометре. Кинематическую вязкость определяли на капиллярном вискозиметре. Расчет химического состава пищевой и энергетической ценности проводили по информации на этикетках используемых продуктов и по таблицам химического состава Российских пищевых продуктов [15]. Микробиологические исследования проводили согласно [16–18]. Оценку экономической эффективности производства разработанных йогуртов проводили по методу О.Н. Гегечкори [19].

Результаты эксперимента обрабатывали методами статистики с оценкой достоверности по критерию Стьюдента–Фишера [20].

Цель работы – создание расширенной линейки кисломолочных продуктов на основе козьего молока с использованием пищевых волокон – гуммиарабика и пищевых бамбуковых волокон.

Результаты

Для изучения влияния ПВ на качество йогурта, изготовленного на основе козьего молока, необходимо было подобрать закваску (таблица 1).

Таблица 1.

Подбор заквасок для приготовления образцов йогуртов на козьем молоке

Table 1.

Selection of starter cultures for the preparation of yoghurt samples on goat’s milk

Закваска Starter culture Состав | Composition Производитель Manufacturer Концентрация Concentration Результат закваски Fermentation result Эвиталия Evitalia Сухое молоко, лиофильно высушенные штаммы Streptococcus thermophilus МБ-1, Lactococcus lactis БА-1, Lactobacillus acidophilus БАТ3, Lactobacillus helveticus БАТ4, Propionibacterium freudenrejchii subsp Powdered milk, freeze-dried strains of Streptococcusthermophilus MB-1, Lactococcuslactis BA-1, Lactobacillusacidophilus ВАТ3, Lactobacillushelveticus ВАТ4 ООО «НПФ «Пробиотика» NPF «Probiotica» Ltd. 3,5 г на 1–3 литра 3.5 g for 1–3 liters – Vivo Lactococcus lactis, Streptococcus thermоphilus, Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis, lactose ООО «Виво индустрия» Vivo industry» Ltd 0, 5 г на 1–3 литра 0.5 g for 1–3 liters + Биойогурт Bio yoghurt Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium, Bifidobacterium longum Genesis laboratories Ltd 1 г на 1–3 литра 1 g for 1–3 liters римечание: – йогурт не заквасился; + йогурт заквасился ote: – the yoghurt was not fermented; + yoghurt was fermented

В результате проведенных сравнительных исследований по производству йогуртов на козьем молоке с добавлением коммерческих заквасок «Эвиталия», «Vivo», «Биойогурт» (таблица 1) была отобрана закваска «VIVO», так как консистенция йогурта с использованием такой закваски была однородной, в меру вязкой, кремообразной.

В процессе работы были исследованы опытные образцы йогурта с добавлением гуммиарабика в концентрации 0,3; 0,7 и 1% (образцы 1.1–1.3 соответственно) и опытные образцы йогурта с добавлением ВБК в концентрации 5; 7 и 10% (образцы 2.1–2.3 соответственно).

В качестве контроля была взята технология йогурта на козьем молоке и сухой закваски «Vivo» [21].

В ходе проведенных исследований установлено, что наилучшими органолептическими показателями обладал образец 1.1. (рисунок 1). Кроме этого было отмечено, что при введении гуммиарабика в количестве 0,7 г и 1 г в опытных образцах исчезала «приятная» кислотность. Как видно из таблицы 2, несмотря на высокие органолептические оценки (внешний вид, консистенцию, цвет) образца 2.1, внесение ВБК приводило к слегка мучному привкусу (рисунок 2).

В результате органолептической оценки был отобран образец 1.1, благодаря однородной консистенции, чистому кисломолочному вкусу, равномерному молочному цвету.

Таблица 2.

Оценка дегустации образцов йогуртов на козьем молоке с добавлением ПВ

Table 2.

Рисунок 1. Профиль образцов йогуртов на козьем молоке с добавлением гуммиарабика

Figure 1. Profile of our yoghurt samples on goat’s milk with the addition of gum Arabic

Рисунок 2. Профиль образцов йогуртов на козьем молоке с добавлением ВБК

Figure 2. Profile of our yoghurt samples on goat’s milk with BFC added

Evaluation of tasting samples of our yoghurts on goat’s milk with DF added

Показатели | Indicator	Опытные образцы, г/100 г. | Experimental samples, g/100 g
	Контроль | Control	Гуммиарабик | gum arabic			волокна бамбука концентра bamboo fiber concentrate
		1.1	1.2	1.3	2.1	2.2	2.3
Внешний вид и консистенция Appearance and consistency	5,00±0,00	5,00±0,00	4,80±0,02	4,90±0,02	5,00±0,00	4,90±0,02	4,90±0,03
Вкус и запах | Taste and smell	5,00±0,00	5,00±0,00	4,80±0,02	4,70±0,03	4,90±0,02	4,70±0,02	4,50±0,03
Послевкусие | Aftertaste	5,00±0,00	5,00±0,00	4,80±0,02	4,70±0,03	4,90±0,02	4,70±0,02	4,50±0,03
Цвет | Color	5,00±0,00	5,00±0,00	5,00±0,00	5,00±0,00	5,00±0,00	5,00±0,00	4,90±0,03
Итого | Total	5,00±0,00	5,00±0,00	4,85±0,02	4,83±0,03	4,95±0,02	4,83±0,03	4,70±0,03

Таблица 3.

Физико-химические показатели образцов йогуртов на козьем молоке с добавлением ПВ Table 3.

Physicochemical indicators of our yoghurt samples on goat’s milk with the addition of DF

Показатели | Indicator	Опытные образцы | Experimental samples
	Контроль | Control	гуммиарабик | gum arabic			волокна бамбука концентрат bamboo fiber concentrate
		1.1	1.2	1.3	2.1	2.2	2.3
Кислотность, °Т | Acidity, °Т	63,59±0,02	78,44±0,03	89,76±0,04	98,34±0,05	96,67±0,03	91,44±0,04	70,74±0,05
Массовая доля сахара,% Mass fraction of sugar,%	1,92±0,01	1,80±0,01	1,85±0,04	1,89±0,02	1,87±0,01	1,82±0,02	1,85±0,03
Массовая доля сухих веществ,% Mass fraction of dry substances,%	1,92±0,01	1,80±0,01	1,85±0,04	1,89±0,02	1,87±0,01	1,82±0,02	1,85±0,03
Кинематическая вязкость, мм2/с Kinematic viscosity, mm2/s	1,19	1,19	1,17	1,14	1,20	1,21	1,23

Как видно из таблицы 3 кислотность в образцах 1.1 – 1.3 увеличивалась по сравнению с контролем на 23,0; 41,2 и 54,6% соответственно. Кислотность в образцах 2.1 – 2.3 так же возросла на 52,0; 43,8 и 11,2% соответственно по сравнению с контрольным образцом. При определении массовой доли сахара и содержания сухих веществ в образцах 1.1 – 1.3 показатели снизились на 6,25; 3,65 и 1,54% соответственно. В образцах 2.1 – 2.3 данный показатель также уменьшился на 2,6; 5,2 и 3,6% соответственно. Кинематическая вязкость в опытных образцах 1.2 и 1.3 стала меньше на 1,7 и 4,2% соответственно, при этом в образце 1.1 данный показатель не изменился, а образцах 2.1 – 2.3 данный показатель возрос на 0,8; 1,7; 3,4% соответственно. Все опытные образцы йогуртов на козьем молоке соответствовали стандартам, указанным в нормативной документации [22].

В таблице 4 представлены результаты влияния ПВ на количество молочнокислых микроорганизмов в образцах йогуртов на козьем молоке.

Таблица 4.

Влияние ПВ на количество молочнокислых микроорганизмов в образцах йогуртов на козьем молоке, КОЕ/см3

Table 4.

Influence of DF on the numbers of lactic acid microorganisms in our yoghurt samples on goat’s milk, CFU/сm3

Образцы | Sample		Среда MRS через | Medium MRS after
		1 сутки после сквашивания 1 day after fermentation	4 суток после сквашивания 4 days after fermentation	10 суток после сквашивания 10 days after fermentation
Контроль | Control		1×108	1×108	1×108
Гуммиарабик Gum arabic	1.1	1×107	1×107	1×107
	1.2	1×108	1×107	1×106
	1.3	1×108	1×108	1×106
Волокна бамбука Bamboo fiber	2.1	1×108	1×107	1×107
	2.2	1×1011	1×1010	1×109
	2.3	1×109	1×108	1×108
ТУ 10.51.52–699–37676459–2017		≥ 1×107	–	–

Примечание: – данный показатель не указан в ТУ

Note:– this indicator is not specified in the TU

Как видно из таблицы 4, количество молочнокислых бактерий во всех образцах с гуммиарабиком было меньше или равно количеству бактерий в контроле и в процессе сквашивания уменьшалось по сравнению с контролем.

В образцах йогурта с добавлением пищевых волокон бамбука в образце 2.2 количество молочнокислых бактерий на протяжении всех 10 суток сквашивания было больше чем в контроле, а в образце 2.3. только на 1 сутки больше

Количество грибов плесневых и дрожжей в опытных образцах йогурта с гуммиарабиком было значительно меньше, чем в контроле на протяжении всех 10 суток сквашивания, как видно из таблицы 5, за исключением 1 и 4 суток для образца 1.3. В образцах же с волокнами бамбука 2.1 и 2.3 грибы через 1 и 4 суток не были обнаружены вовсе, а к 10 суткам их было в 2 раза меньше чем в контроле.

чем в контроле.

Таблица 5.

Влияние ПВ на количество плесневых грибов в образцах йогуртов на козьем молоке, КОЕ/г

Table 5.

Influence of DF on the mold fungi numbers in our yoghurt samples on goat’s milk, CFU/g

Образцы | Sample		Среда Сабуро через | Medium Saburi after
		1 сутки после сквашивания 1 day after fermentation	4 суток после сквашивания 4 days after fermentation	10 суток после сквашивания 10 days after fermentation
Контроль | Control		1×104	1×104	1×104
Гуммиарабик Gum arabic	1.1	1×103	1×102	1×102
	1.2	1×103	1×103	1×102
	1.3	1×104	1×104	1×103
Волокна бамбука Bamboo fiber	2.1	не обнаружено | not found		1×102
	2.2	1×104              1	1×104	1×104
	2.3	не обнаружено | not found		1×102
ТУ 10.51.52-699-37676459-2017		≤50              1	–	–

Примечание: – данный показатель не указан в ТУ

Note:– this indicator is not specified in the TU

Через 10 суток после сквашивания была замечена тенденция к снижению роста клеток плесневых и дрожжевых в образцах с ПС чего не наблюдали в отношении контроля.

Во всех сроки исследования в образцах с добавлением полисахаридов и в контрольном образце кишечной палочки обнаружено не было.

В результате микробиологический исследований наилучшим образцом был выбран 2.1.

Расчет химического состава пищевой и энергетической ценности проводили по таблицам химического состава Российских пищевых продуктов [15].

Таблица 6.

Пищевая и энергетическая ценность образцов йогуртов на козьем молоке с добавлением ПВ

Table 6.

Nutritional and energy value of our goat milk yoghurt samples with added DF

Образцы | Sample		Показатель | Indicator
		Белки, г Proteins, g	Жиры, г Fats, g	Углеводы, г Carbohydrates, g	Энергетическая ценность, ккал Energy value, kcal
Контроль (молоко, закваска) Control (milk, starter culture)		2,800	2,500	4,500	52,000
Йогурт с ПВ | Yoghurt with DF
Гуммиарабик Gum arabic	1.1	2.807	2.500	4.700	52.000
	1.2	2.816	2.500	4.970	52.000
	1.3	2.822	2.500	5.170	52.000
Волокна бамбука Bamboo fiber	2.1	2.820	2.510	4.500	52.000
	2.2	2.828	2.514	4.500	52.000
	2.3	2.840	2.520	4.500	52.000

Как видно из таблицы 6 добавление гуммиарабика увеличивало содержание белков в образцах 1.1–1.3 на 0,25; 0,57; 0,79% соответственно. Количество углеводов возросло в образцах 1.1 – 1.3 на 4,44; 10,44; 14,89%, соответственно, при этом у данных опытных образцов не произошло изменения в количестве жиров. Добавление ВБК уровень белков и жиров возросло в опытных образцах 2.1 – 2.3 на 0,71; 1,00; 1,43% соответственно и на 0,40; 0,56; 0,80% соответственно.

На основании органолептических, физикохимический и микробиологических исследований нами рекомендуется образец 1.1 и 2.1.

Для определения экономического эффекта были выбраны йогуртов на основе козьего молока и закваски «VIVO» гуммиарабика в концентрации 0,3% (образец 1.1) и ВБК в концентрации 5% (образец 2.1).

Таблица 7.

Основные технико-экономические показатели проекта

Table 7.

Main technical and economic indicators of the project

Показатель | Indicator	Значение в год | Value per year
Годовая производственная мощность, т Annual production capacity, ton	73
Полная себестоимость 1 т продукции, тыс. руб. Full cost price of 1 ton of products, thousand rubles образец 1.1; | sample 1.1; образец 2.1 | sample 2.1	194,184 201,964
Оптовая цена 1 т продукции, тыс. руб./кг Wholesale price of 1 ton of products, thousand rubles/kg образец 1.1; | sample 1.1; образец 2.1 | sample 2.1	291,28 302,95
Капитальные затраты, тыс. руб.| Capital expenditures, thousand rubles	38420,80
Прибыль, тыс. руб. | Profit, thousand rubles	11567,56
Налог на прибыль, тыс. руб. | Income tax, thousand rubles	2313,51
Чистая прибыль, тыс. руб. | Net profit, thousand rubles	9254,05
Рентабельность, % | Profitability, %	50
Фондоотдача, руб./руб. | Return on assets, ruble/ruble	0,90
Срок окупаемости, лет | Payback period, years	4,15

Как показали расчеты экономической эффективности рентабельность продаж составила 50% и прибыль от реализации продукции 9254,05 тыс. руб. в год.

Заключение

Для производства йогурта на козьем молоке рекомендуется закваска «VIVO». Были подобраны концентрации ПВ для производства йогурта на козьем молоке: гуммиарабика – 0,3% и ВБК – 5%; определены их физико-химические показатели (кислотность, массовая доля сахара и сухих веществ, кинематическая вязкость). Подтверждена безопасность йогуртов с добавлением ПВ на основе микробиологических исследований. Расчет пищевой и энергетической ценности опытных образцов йогуртов на козьем молоке с добавлением ПВ показал содержание в среднем белков – 2,814 г., жиров – 2,505 г., углеводов – 4,600 и энергетической ценности – 52,000 ккал. Определена экономическая эффективность разработанной линейки йогуртов на козьем молоке с добавлением ПВ при рентабельности продаж 50% и прибыли от реализации продукции 9254,05 тыс. руб. в год.