Разработка молочного десерта, обогащенного функциональными растительными добавками

Дефицит микронутриентов вызывает серьезные нарушения обмена веществ и тяжелые хронические заболевания. Вся система пищеварения, активного транспорта и усвоения в организме человека ориентирована на потребление именно органически связанных макро- и микроэлементов. Эта система не только контролирует процесс усвоения в зависимости от потребностей организма в настоящий момент, но и располагает механизмами накопления жизненно важных элементов. Дефицит железа и развитие железодефицитной анемии приводит к функциональным и морфологическим изменениям всех органов и тканей. Недостаток калия в организме провоцирует появление сердечно-сосудистых заболеваний, болезни почек, неврологические и нервные расстройства [1–3].

В последние годы очень остро встала проблема заболеваний, связанных с недостатком поступления йода в организм человека (ЙДЗ). Это остается одной из серьезных проблем сохранения здоровья населения во всем мире, в связи с этим создано ряд международных организаций, которые занимаются решением этой проблемы: Всемирная организация здравоохранения, Детский фонд ООН, Международный совет по контролю за ЙДЗ. В ряде регионов России дефицит йода в природе является одной из главных экологических проблем. По данным медицинской статистики, фактическое среднее потребление йода в России не превышает 80 мкг/сутки, а потребность в йоде для взрослых может составлять от 150 до 600 мкг/сутки [4].

На основании данных о клинических проявлениях недостатка йода в организме чело- века установлены три степени тяжести йодной недостаточности: легкая, которая характеризуется увеличением щитовидной железы; средняя, сопровождающаяся появление зоба (около 50 % случаев), возможны случаи гипо-териоза; при тяжелой форме появление зоба почти 100 %, встречается кретинизм (до 10 %). Статистически установлено, что в мире ежегодно рождаются до 100 тысяч детей с признаками кретинизма, если матери получали с продуктами питания недостаточно йода в период беременности [5, 6].

При недостатке витаминов очень часто возникают болезни различного характера, кроме того, нехватка витаминов провоцирует быстрое старение организма. В 2010 году Всемирная организация здравоохранения подсчитала, что 1/3 населения планеты испытывает недостаток витаминов, а по данным НИИ питания, у 80-90 % населения обнаруживается дефицит витамина С, который принимает участие практически во всех жизненно важных процессах в организме человека. Усугубляют витаминную недостаточность вредные привычки (курильщикам требуется дополнительно 35 мг витамина С в сутки); загрязнение внешней среды (повышенный расход антиоксидантов); геохимические особенности местности (низкое содержание йода в воде) [7-11].

Таким образом, существующая проблема питания человека и недостаток полезных веществ в организме направляет пищевую отрасль на создание полезных, здоровых и обогащенных продуктов питания. Пищевая индустрия высокоразвитых стран начинает переориентироваться на создание пищевых продуктов питания, обогащенных функциональными ингредиентами растительного происхождения, которые должны регулярно поступать в организм человека. Они оказывают положительное влияние на организм, например: улучшают функции иммунной защиты, предупреждают различные заболевания, контролируют физические и психические отклонения в организме человека. Это связано с тем, что все растения являются носителями биологически активных веществ, которые содержатся в них в малых количествах, но составляют наибольшую ценность растения, так как именно они обладают целебными свойствами. Важную роль вещества растений играют в повышении защитных и компенсаторных реакций организма, поскольку растения содержат ферменты, минеральные соли, органиче- ские кислоты, витамины и другие биологически активные вещества, относящиеся к защитным соединениям. Многие вещества растений способствуют повышению защитных и компенсаторных реакций организма, оказывают бактерицидное, противовоспалительное, ранозаживляющее, седативное, спазмолитическое и противоболевое воздействие, улучшают процессы пищеварения, кроветворения и др. [12-17].

Объекты и методы исследования

В качестве объектов исследования были выбраны добавки растительного происхождения с высоким содержанием функциональных ингредиентов.

• 1.    Наиболее изученными и часто используемыми источниками органического йода являются морские водоросли: ламинария, спиру-лина, фукус и цистозира черноморская, а также йодказеин, применение которого в качестве добавки в пищевые продукты исключает передозировку йода в организме человека.

• 2.    Обогащающий компонент на основе молочной сыворотки.

• 3.    Опытные образцы готовых молочных десертов.

Перспективным источником йода являются различные части грецкого ореха, в том числе молодые листья. Молодые листья почти розовые, опушенные, летом они становятся сверху темно-зелеными и блестящими, а снизу светлее, с матовой поверхностью. В углах жилок имеются бородки волосков. При растирании листьев ощущается приятный своеобразный запах. Содержание каротина в листьях грецкого ореха находится в прямой связи с содержанием в них хлорофилла. Листья с более интенсивной зелёной окраской богаче каротином - в молодых листьях оно составляет 4-2 мг%. По литературным данным молодые листья грецкого ореха богаты йодом, витамином С и алкалоидом - юглоном (5 окси-1,4-нафтохинон). Доказано, что юглон обладает антиканцерогенными и фунгицидными свойствами, Исследования последних лет показали, что юглон - эффективный консервант, так как ингибируют микроорганизмы молока и молочной сыворотки. В связи с этим его можно эффективно применять для консервирования молочной сыворотки во время транспортировки и хранения. Выделение юглона из составных частей грецкого ореха достаточно сложно и экономически не выгодно, в связи с этим возникает необходимость использования листьев грецкого ореха [18-20]. Таким образом, обоснована необходимость исследования возможности использования листьев грецкого ореха в производстве новых видов продукции.

Одним из наиболее богатых йодом плодов можно считать фейхоа – это небольшие плоды весом от 50 до 120 г, покрытые плотной кожурой темно-зеленого цвета с сильным восковым налетом. Плод – мясистая, сочная ягода с ароматом и вкусом земляники и ананаса, мякоть фейхоа представляет собой белую полупрозрачную кислую пульпу, в которой находятся многочисленные мелкие семена. Фейхоа родом из Южной Америки, но уже более 100 лет он выращивается на территории России (Краснодарский край, Северный Кавказ, Крым).

В последние годы повысился интерес к жимолости (Lonicera edulis L.). Ягоды жимолости темно-синего цвета, по вкусу напоминают голубику. Они содержат большое количество флавоновых, пектиновых, дубильных веществ, от которых напрямую зависят их фармакологические свойства. До 3 % состава занимают органические кислоты, витамины и минеральные вещества, в том числе и органический йод. Жимолость районирована, и на территории Ленинградской области выращиваются различные сорта жимолости [21–25].

В опытных образцах содержание витамина С определяли по методике, приведенной в лабораторном практикуме по общей технологии пищевых производств, по реакции с краской Тильманса [26].

Определение массовой доли флавоноидных веществ проводили в соответствии с ГОСТ Р 55312-2012, адаптированной для растительного сырья.

Микробиологические показатели десертов определяли по ГОСТ Р 53438-2009.

Определение содержания йода – по ГОСТ 31505-2012 «Молоко, молочные продукты и продукты детского питания на молочной основе. Методы определения содержания йода».

Определение содержания минеральных веществ проводили на приборе «Анализатор вольтамперометрический ТА-2М», который представляет собой комплекс, состоящий из вольтамперометрического измерительного прибора (ИП) и IBM-совместимого персонального компьютера с установленным пакетом программ «VALab».

Результаты и их обсуждение

Листья молодого грецкого ореха, плоды фейхоа и жимолости являются сезонными продуктами и для молочных десертов была рассмотрена возможность их консервирования сушкой и замораживанием. Процесс сушки широко применяется во всех отраслях пищевой промышленности, так как она обеспечивает сохранность первоначальных свойств пищевых продуктов. Обычно при сушке продуктов питания сушильным агентом является горячий воздух. Процесс сушки характеризуется рядом параметров: качеством и количеством сырья и готового продукта, температурой и относительной влажностью среды, временем пребывания продукта в сушилке и др. Замораживание – это процесс частичного или полного превращения тканевой жидкости замораживаемого продукта в лед. К замораживанию пищевых продуктов прибегают для обеспечения сохранности длительное время.

При подготовке к замораживанию и сушке проводили сортировку, мойку, обсушивание. Замораживание проводили в условиях бытовой морозильной камеры при температуре (–18 ± 2) °С. Сушка проводилась в течение 2–3 суток в воздушных сушилках при температуре не более 50 °С. После этого продукты были упакованы в герметично закрытые контейнеры. Замороженные листья при необходимости размораживались и подвергались сушке при указанном выше режиме.

Целью работы было изучить возможность использования молодых листьев грецкого ореха, плодов фейхоа и ягод жимолости сушеных и замороженных при производстве молочных продуктов. Были поставлены задачи: изучить влияние способов обработки на содержание витаминов и минеральных веществ. В табл. 1 приведены результаты исследования растительного сырья с функциональными ингредиентами для производства молочных десертов.

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, жимолость содержит значительное количество витамина С – от 132 мг% у свежих плодов до 73 мг% у замороженной, фейхоа содержание витамина С меньше в 5 раз, чем в жимолости. Самое высокое содержание витамина С и йода было в молодых листьях грецкого ореха. При сушке и замораживании плодов произошли значительные потери йода. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что молодые листья грецкого ореха, ягоды жимолости и плоды фейхоа, подвергнутые сушке и замораживанию, могут

Таблица 1

Результаты определения функциональных ингредиентов в сухих веществах жимолости сорта «Морена» и плодов фейхоа

Наименование показателя	Свежие	Сушеные	Замороженные
Жимолость
Содержание витамина С, мг%	132,4	84,2	73,6
Содержание Р активных соединений, мг%	624	568	465
Содержание калия, мг%	68,4	71,3	62,1
Содержание железа, мг%	8,3	9,2	6,8
Содержание йода, мкг на 100 г	22,2	8,7	112
Фейхоа
Содержание витамина С, мг%	25,3	16,8	14,8
Содержание калия, мг%	155	162	131
Содержание железа, мг%	0,1	0,1	–
Содержание йода, мкг на 100 г	27,9	11,2	12,5
Молодые листья грецкого ореха (май месяц)
Содержание витамина С, мг%	723,0	138,9	124,5
Содержание йода, мкг на 100 г	986,3	324,2	447,7

быть использованы в качестве функциональной добавки, в том числе и для профилактики йоддефицитных заболеваний. Наиболее перспективными были признаны молодые листья грецкого ореха, в которых было самое высокое содержание витамина С и йода и жимолость, в которой содержалось значительное количество витаминов С и Р активных соединений.

Была разработана технология производства обогащающего компонента из творожной сыворотки. Производство продукта занимает определенное время, в течение которого в сыворотке, которая выступает в качестве сырья, увеличивается микробиологическая обсеме-ненность, в связи с этим нарастает титруемая кислотность. Для устранения этой проблемы и увеличения продолжительности хранения сыворотки использовали в качестве добавки также молодые листья грецкого ореха, которые содержат мощный консервант юглон.

Добавку из листьев грецкого ореха вносили в пастеризованную сыворотку в соотношении 1:1, перемешивали в 1,5–2 минуты для более полного взаимодействия между добавкой и сывороткой, затем смесь настаивали при температуре (4 ± 2) °С, полезные вещества, содержащиеся в листьях, в том числе и юглон (5окси-1,4-нафтохинон), переходили в сыворотку. Фильтрование смеси для удаления из нее измельченных листьев грецкого ореха проводили в фильтре марки ОФШ.

Нормы показателей безопасности были установлены в соответствии с требованиями ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» на творожную сыворотку (взят наименьший допустимый уровень) (табл. 2).

Таблица 2

Показатели безопасности молочных десертов

Показатели	ПДУ, мг/кг, не более	Содержание в исследуемых образцах
		Сыворотка	Функциональная добавка
Токсичные элементы
Свинец	0,50	0,12	0,14
Мышьяк	0,40	0,21	0,24
Кадмий	0,03	0,01	0,01
Ртуть	0,02	нет	Нет

Установлено, что образцы творожной сыворотки и обогащающего компонента соответствуют требованиям безопасности, так как их содержание находится ниже пределов допустимых уровней. По микробиологическим показателям изученные образцы полностью отвечали требованиям ГОСТ Р 53438-2009 и не содержали БГКП в 0,01 см3 и патогенные микроорганизмы (в т. ч. сальмонеллы) в 25 см3. Далее для подтверждения целесообразности и возможности применения молодых листьев грецкого ореха и творожной сыворотки в качестве обогащающего компонента для производства молочных продуктов нами была проведена оценка его химического состава.

Количество белковых веществ, содержащиеся в обогащающем компоненте невелико, в основном это белки творожной сыворотки – от 1,0 до 1,1 %. Особое внимание в составе обогащающего компонента обращает на себя количество витамина С – по результатам исследования содержание витамина С в обогащающем компоненте составило 34,8 мг%, что является более чем хорошим результатом для обогащающего компонента, который в дальнейшем будет использоваться в качестве обогатителя продуктов и поставщика витамина С.

Методом подбора сырья была составлена рецептура десертов на основе обогащающего компонента и порошка жимолости. В обогащающий компонент на основе молодых листьев грецкого ореха и творожной сыворотки с температурой (4 ± 2) °С вносили желатин и перемешивали. Смесь настаивали в течение 30–40 минут, для набухания желатина, затем нагревали до 70–80 °С и перемешивали до полного растворения желатина. Далее смесь фильтровали через сетчатый фильтр или лавсановую ткань, чтобы желатин, который не растворился в обогащающем компоненте, не попал в готовый продукт. Непосредственно перед внесением в продукт порошок жимолости подвергали замачиванию в горячей воде при температуре 55–60 °С с выдержкой в термостате при этой температуре в течении двух часов, а затем 5 % перемешивали с обогащающим компонентом в универсальном гомогенизирующем модуле (УГМ) в течение 30 с со скоростью 1500 об/мин. Для удаления пузырьков воздуха и равномерного распределения фруктового сырья включали мешалку и вакуум на 30 с. Упакованный продукт направляли в холодильную камеру для охлаждения до температуры (4 ± 2) °С и структурообразова-ния (желирования) в течение 6–8 часов.

В готовом десерте было определено содержание витаминов и минеральных веществ. Результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3

Содержание минеральных веществ и витаминов в готовых десертах

Наименование показателя	Готовый десерт
Содержание витамина С, мг%	37,8
Содержание Р активных соединений, мг%	18,2
Содержание калия, мг%	83,5
Содержание железа, мг%	2,8
Содержание йода, мкг на 100 г.	15,3

Анализ проведенных исследований показал следующее.

• 1.    Изучение физико-химических свойств разработанных десертов с обогащающим компонентом из молодых листьев грецкого ореха и творожной сыворотки показали, что внесение обогащающего компонента приводит к незначительному изменению массовой доли сухих веществ, белков, и жира.

• 2.    Большому изменению при внесении добавки подвергся витаминно-минеральный состав десертов, особенно по наиболее дефицитным в настоящее время – витамину С и йоду, и другим микронутриентам. Таким образом, поставленная нами первоочередная цель по обогащению продуктов комплексом минеральных веществ и витаминов, благодаря использованию в обогащающем компоненте молодых листьев грецких ореха и жимолости, была достигнута.