Разработка рецептур коллагенсодержащих напитков на основе растительного сырья для функционального питания

В процессе жизнедеятельности организма непрерывно расходуются питательные вещества, выполняющие пластическую и энергетическую функции. Источником питательных веществ являются различные продукты питания, состоящие из комплекса сложных белков, жиров и углеводов, которые в процессе пищеварения превращаются в более простые вещества, усвояемые организмом. На данный момент существует нехватка пищевого белка. Эта проблема является не только экономической, но и социальномедицинской проблемой современного мира, поскольку наличие или отсутствие сбалансированного по белку рациона не даёт нормально развиваться биологическому организму. Следовательно, белок – это одно из мощных средств воздействия на популяцию человека на планете, на формирование умственно и физически развитого индивидуума. Трудно переоценить роль белков соединительных тканей, которые не сбалансированы по аминокислотному составу, но выполняют важнейшие пластические функции.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в своих докладах сообщает, что у современного человека идёт процесс постоянного «сверхпланового» распада белка, что связано с наличием и ростом масштабов различных заболеваний. Это происходит в результате пагубного состояния экологии, неправильного питания, стресса, а также генетического наследования черт, сформировавшихся нездоровым образом жизни. Сложившаяся ситуация требует обоснования новых комплексных подходов для разработки коллагеновых субстанций и препаратов, полезных и безопасных в поддержании и коррекции состояний человеческого организма.

Уникальные биологические функции коллагена вызывают огромный интерес ученых и практиков, в связи с чем информационные данные о его применимости в практической деятельности человека постоянно обновляются. Коллаген используют как систему доставки лекарственных препаратов, получают защитные контактные линзы в офтальмологии, разнообразные губки от ожогов и ран, матрицы для клеточных культур. Он также используется в операциях при трансплантации кожи на повреждённые участки, производстве имплантатов, искусственных сосудов и клапанов. Причиной огромного количества заболеваний является нарушение процесса синтеза коллагена в организме. Такие нарушения ведут к слабости соединительной ткани и коллагеновых волокон в ней, страдает качество коллагена.

Функциональные продукты питания–это продукты или пищевые ингредиенты, которые положительно влияют на здоровье человека в дополнение к их питательной ценности. Однако продукты здорового питания не являются лекарствами и не могут излечивать, но помогают предупредить болезни и старение организма. Функциональное питание подразумевает употребление в пищу продуктов, повышающих сопротивляемость человеческого организма заболеваниям и улучшающих многие физиологические процессы в организме человека, что позволяет ему долгое время сохранять активный образ жизни. Напитки, в свою очередь, являются самой технологичной основой для создания новых видов функциональных продуктов. Дело в том, что технология производства напитков такова, что введение в них новых функциональных ингредиентов не представляет большой сложности, а отсутствие термической обработки позволяет сохранять в продукте все витамины и полезные вещества.

В настоящее время в России формируется активный спрос на функциональные напитки. Однако в то время, как российский рынок данных продуктов находится на стадии своего развития, в других странах представлен широкий ассортимент безалкогольных напитков, которые помимо способности утолять жажду, обладают дополнительной пользой для здоровья человека. Медициной многих стран безалкогольный напиток определен как оптимальная форма пищевого продукта, используемого для обогащения организма человека биологически активными веществами, применяемыми для любого контингента потребителей.

На фоне ухудшения экологической обстановки снижается и качественный состав пищевых продуктов. Употребление такой пищи негативно сказывается на состояние здоровья. Одним из выходов в такой ситуации могут стать функциональные продукты питания (ФП). Они способствуют восполнению дефицита витаминов, минералов и других полезных веществ, благодаря которым повышается устойчивость к различным заболеваниям. Это пищевая продукция, обогащенная различными ингредиентами, которые благотворно влияют на состояние организма и способствуют снижению риска развития множества заболеваний.

Цель функциональных продуктов–под-держание и укрепление здоровья населения, уменьшение риска возникновения заболеваний, связанных с пищевым поведением. Достижение поставленной цели возможно через систематический прием в пищу продуктов функционального назначения, содержащих в своем составе необходимые ингредиенты. ФП не относятся к лекарственным средствам и биологически активным добавкам. Их употребление исключает последствия передозировки.

Цель работы – обоснование компонентного состава и рецептуры напитков функционального назначения на основе растворимого коллагена.

Рисунок 1. Технологическая блок-схема получения безалкогольных коллагенсодержащих напитков функционального назначения

Figure 1. Flow chart for the production of non-alcoholic collagen-containing functional drinks

Материалы и методы

Были разработаны рецептуры безалкогольных коллагенсодержащих напитков функционального назначения «Малиновый», «Облепиховый»,

«Калинка», «Крыжовниковый», «Боярынька», «Апельсинка», «Солодушка», «Витаминный» (рисунок 1), оказывающих благотворное влияние на физиологические процессы в организме. Их главное преимущество заключается в том, что они практически не имеют противопоказаний и разрешены для употребления в любом возрасте.

Сегодня наибольшей популярностью пользуются ФН для массового потребления, проще говоря «здоровые напитки». Они обогащены минеральными веществами, витаминами, ненасыщенными жирными кислотами и пищевыми волокнами, так необходимыми организму. Систематический прием таких ФН способствует профилактике сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных заболеваний, препятствуют формированию раковых клеток, укрепляют иммунную систему. Основным составляющим веществом ФН выступает питьевая или минеральная вода, овощные или фруктовые соки, их смеси, молочные напитки.

Согласно ГОСТ Р 56543–2015 «Напитки функциональные. Общие технические условия» функциональный напиток–жидкий функциональный пищевой продукт на основе воды, содержащий один или несколько функциональных пищевых ингредиентов в количестве достаточном при систематическом употреблении для обеспечения благоприятного эффекта на физиологические функции организма человека, с добавлением или без добавления различных пищевых добавок и вкусоароматических веществ.

Варианты разработанных напитков

Таблица 1.

Table 1.

Variants of drinks

Ингредиенты напитков Ingredients	JS м о к S	JS м о X S с Q Ч ю О	га и и S	JS м S м	га W и	га И S ч Q <	га о ч о у	JS ! S АЗ
Сахар | Sugar	+	+	+	+	+	+	+	+
Порошкообразный полисолодовый экстракт из гречихи, кукурузы, ячменя (ПСЭ) Powdered polymalt extract of buckwheat, corn, and barley (PSE)	+				+		+
Порошкообразный полисолодовый экстракт из ячменя, гречихи, гороха (ППЭ-2) Powdered polymalt extract of barley, buckwheat, and peas (PPE 2)		+				+
Порошкообразный солодовый экстракт из гречихи (ПГрСЭ) Powdered malt extract of buckwheat (PME)			+				+
Порошкообразный солодовый экстракт из гороха (ПГСЭ) Powdered malt extract of peas (PME)				+			+	+
Дисперсия рыбьего коллагена | Fish collagen dispersion	+	+	+	+	+	+	+	+
Пюре малиновое гомогенизированное | Homogenized raspberry puree	+			+			+	+
Экстракт чабреца Thymus serpyllum L. | Thyme extract (Thymus serpyllum L.)					+		+
Экстракт шалфея лекарственного (Sālviaofficinālis) | Sage extract (Sālviaofficinalis)	+				+
Экстракт стевии (Stévia) | Stevia extract (Stévia)					+		+
Пюре облепиховое гомогенизированное | Homogenized sea buckthorn puree		+				+		+
Пюре крыжовника гомогенизированное | Homogenized gooseberry puree				+		+
Пюре боярышника гомогенизированное | Homogenized hawthorn puree			+		+
Пюре калины гомогенизированное | Homogenized viburnum puree			+
Настой боярышника | Hawthorn infusion					+
Настой калины | Viburnum infusion					+
Кислота аскорбиновая | Acid Ascorbic acid	+	+	+	+	+	+	+	+
Ароматизатор «Лесные ягоды» | Forest Berry Flavoring							+	+
Ароматизатор пищевой «Апельсин» | Orange Emulsion Food Flavoring						+
Ароматизатор «Мятная карамель» | Mint Caramel Flavoring					+

Разработанные напитки (таблица 1) позволяют расширить ассортимент напитков функционального назначения с использованием рыбного сырья, получить продукты с высокими органолептическими показателями, сохраняющимися длительное время, высокой пищевой, биологической ценностью. Использование жидкой коллагеновой субстанции в качестве основы напитков при обогащении растительными источниками, биологически активными веществами придает ранозаживляющий эффект на слизистую желудочно-кишечного тракта. Заявленный эффект достигается за счет содержит в коллагеновой дисперсии высокого содержания пролина (0,175 мг/100 г) и оксипролина (0,161 мг/100 г), а также благодаря содержанию в настоях и соках незаменимых элементов, в том числе и витамина С, что в свою очередь доказывает эффективные свойства предлагаемой разработки безалкогольных напитков функционального назначения.

Полисолодовые экстракты обладают протекторными свойствами, способствуют уменьшению образования клеток с генетическими нарушениями и избавлению организма от абберантных клеток, антимутагенные эффекты экстрактов можно объяснить свойствами содержащихся в них витаминов группы В и серосодержащих аминокислот (цистеина и метионина). В составе ПСЭ и ППЭ содержание витаминов В1 составляет 0,69–1,33 мг%, В2 0,22–1,26 мг%, В4 9,5–11,0 мг%, содержание витаминов С и Е невелико и находится в интервале 0,4–1,1, 0,64–0,72 мг% соответственно.

Сок малины благодаря большому содержанию витаминов (β-каротин, тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотеновая, фолиевой, аскорбиновая кислоты, токоферол, филлохинон, флавоноиды, холин) и микроэлементов (K, P, Ca, Na, Mg, Fe, Se, Mn, Zn, Cu) снимает воспаление в суставах, укрепляет сердечную мышцу, очищает сосуды от холестериновых бляшек, нормализует артериальное давление, очищает кишечник от шлаков, токсинов и ядов, облегчает течение климакса у женщин, улучшает настроение, укрепляет нервную систему, снимает симптомы стресса, улучшает работу головного мозга, усиливает память, нормализует работу поджелудочной железы и поддерживает баланс сахара в крови, улучшает работу репродуктивных органов, предотвращает риск мужского бесплодия и повышает фертильность, систематическое употребление малины способствует укреплению иммунитета, а также снижению риска атеросклероза и раковых образований.

Экстракт шалфея Sālviaofficinālis благодаря содержанию эфирного масла, состоящего из D-α-пинена, цинеола (около 15%), α- и β-туй-она, D-борнеола и D-камфоры, алкалоидов, флавоноидов, обладает иммуноукрепляющим свойством, применяется как противовоспалительное средство для многих органов, особенно для выделительной системы, противопростудное средство. Антибактериальный эффект обеспечивает камфара в эфирном масле и витамины группы В. Шалфей восстанавливает клетки печени, устраняет вздутие, спазмы в кишечнике и метеоризм, улучшает пищеварительный процесс, способствует снижению веса, нормализует работу нервной системы, стимулирует умственную деятельность и улучшает память.

Чабрец Thymus serpyllum L . обладает бронхолитическими свойствами, а также свойствами, восстанавливающими эпителизацию тканей при заживлении ран, рубцов, ожогов

В соке облепихи содержится большое количество микроэлементов (Na, Mg, Fe, Si, Al, Mn, Mo), витаминов В1, В2, C, E, K, флавоноидов, фолиевой кислотой, каротиноидов, бетаина, холина, кумарина, глюкозы, фруктозы и фосфолипидов, яблочной кислоты, жирного масла, маннита и кверцетина–вещества принадлежащего к группе витаминов Р. Кверцетин, он же рутин способствует в улучшении работы почек, отвечает за здоровую мышцу сердца, предупреждает раковые заболевания, дряхлость, повышает выносливость, излечивает остеопороз костных тканей. Входящие в плоды биологически активные вещества нормализуют работу щитовидной железы, кишечника, желчного пузыря. В облепихе содержится β-ситостерин – вещество, предотвращающее развитие склероза. Она восстанавливает силы, повышает уровень гемоглобина, поднимает тонус ослабленного болезнью организма. Содержащиеся в ягодах каротины и каротиноиды повышают зрительную функцию, оказывают положительное влияние на репродуктивную систему, ускоряют обновление и рост эпителиальных клеток. За счет большого количества аскорбиновой кислоты облепиховый сок активно регулирует процесс свертываемости крови, укрепляет стенки кровеносных сосудов, нормализует обмен веществ.

Сок крыжовника способен оказывать положительное воздействие на организм человека, предотвращая развитие многих серьезных патологий благодаря высокому содержанию йода, фолиевой кислоты. Ягоды крыжовника содержат до 13,5% сахаров, большая часть которых представлена легкоусвояемыми моносахарами,

Ковалева Т.С. и др. Вестник ВГУИТ, 2025, Т. 87, №. 4, С. 55-62 до 2% свободных кислот (лимонной, яблочной и др.), более 1% пектиновых веществ, витамины C (до 54 мг%), P (0,25 мг%), B и A. В золе ягод много фосфора, меди, железа, калия, натрия, кальция, магния. В зрелых плодах до 3,5% вещества составляет серотонин, который обладает не только успокаивающим и стимулирующим действием, но и является противораковым средством. При регулярном употреблении крыжовник способен укреплять сердце и кровеносные сосуды, тормозить развитие склероза, улучшать возможности памяти и внимания, затормаживать рост всевозможных опухолей.

При гипертонии крыжовник понижает артериальное давление, снижает уровень «вредного» холестерина, обладает мочегонным, желчегонным и слабительным действием, останавливает кровотечения, ускоряет метаболизм, способствует похудению.

Сок и настой боярышника оказывают сосудорасширяющее действие, тонизирует сердечную мышцу, обеспечивать достаточное поступление кислорода, снижает частоту, устанавливает ритм, увеличивает силу сердечных сокращений, уменьшает возбудимость сердца, снимает его утомление, улучшают коронарный кровоток, мозговое кровообращение. Растение нормализует показатели свертываемости крови, уровень холестерина, предотвращает образование атеросклеротических бляшек. Оказывает седативное действие, снижает возбудимость нервной системы, способствует устранению бессонницы, помогает нормализовать сон. Антиоксидантное действие боярышника препятствует образованию опухолей различной природы, повышает иммунитет, помогает быстрее восстановить силы после перенесенных инфекционных заболеваний.

Экстракт стевии Stévia нормализует уровень сахара в крови, улучшает работу иммунной системы, нормализует работу нервной, сердечно– сосудистой и пищеварительной системы, обладает умеренным желчегонным действием, способствует снижению веса, артериального давления. За счет сладкого вкуса экстракта возможно снижение количество добавляемого в напиток сахарного сиропа.

Сок и настой калины богаты органическими кислотами: изовалериановой, уксусной, олеоновой, урсоловой, хлорагеновой, коричной, а также их производными. В большом количестве содержит антиоксиданты (флавоноиды).

В составе калины есть практически все известные витаминные и минеральные соединения. Витамин Р, К, С, калий цинк и селен, содержатся в суточной дозе всего в 100 г. свежих плодов. Плоды калины укрепляют иммунитет, насыщают организм витаминами, омолаживают его, защищают от действия негативных экзогенных факторов. Улучшают работу нервной системы. Способны снижать давление, устранять спазмы, повышать качество пищеварения. Укрепляют сердечную мышцу, нормализуют проницаемость стенок сосудов. Обладают детоксицирующими, проти-вопаразитарными, антибактериальными и противовоспалительными свойствами.

Результаты и обсуждение

Исходя из вышесказанного, были проведены исследования и опыты с коллагенсодержащими напитками, результаты которых представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Сравнительная характеристика и органолептические свойства коллагенсодержащих напитков

Table 2.

Comparative characteristics and organoleptic properties of collagen-containing drinks

Определение органолептических показателей коллагенсодержащих напитков «Малиновый», «Облепиховый», «Калинка», «Крыжовниковый», «Боярынька», «Апельсинка», «Солодушка», «Витаминный» проводилось по ГОСТ 6687.5–86 «Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения органолептических показателей и объема продукции».

Определяли сроки годности напитков, для чего их помещали на хранение при температуре 10 ± 2 °C, относительной влажности воздуха 70 ± 5%, в потребительской герметичной упаковке на 6 месяцев.

Результаты анализа напитков в течение срока хранения подтверждают стабильность показателей испытуемых образцов, что позволило

выявить срок хранения напитков 6 месяцев при условиях хранения: температура 12 ± 2 °C и относительная влажность воздуха 70 ± 5%.

Заключение

Основываясь на результатах исследований, авторами разработаны и предлагаются коллагенсодержащие напитки «Малиновый», «Облепиховый», «Калинка», «Крыжовниковый», «Боярынька», «Апельсинка», «Солодушка», «Витаминный».

Положительной оказалась лабораторноопытная апробация новой продукции, отличающейся высоким содержанием белков и хорошими потребительскими свойствами.

Название напитка Name	Наименование показателя | Indicator
	внешний вид, консистенция appearance, consistency	цвет color	аромат aroma	вкус taste	пенообразование foaming
«Малиновый»	непрозрачная жидкость, допускается осадок и взвеси, обусловленных особенностями используемого сырья opaque liquid, sediment and suspended matter are allowed, due to the characteristics of the raw materials used	розовый pink	малины raspberry	малины, кислосладкий Raspberry, sweet and sour	наблюдается вспенивание, пенообразование имеет нестабильный характер, в течение 4–5 секунд пропадает foaming is observed, foaming is unstable and disappears within 4–5 seconds
«Облепиховый»		желтый yellow	облепихи sea buckthorn	облепихи кисло-сладкий Sea buckthorn, sweet and sour
«Калинка»		от светло-розового до оранжевого Light pink to orange	лесных ягод wild berries	травянистый, кисло-сладкий Herbaceous, sweet and sour
«Крыжовниковый»		светло-желтый с зеленоватым оттенком Light yellow with a greenish tint	слабый малиновый weak raspberry	кисло-сладкий Sweet and sour
«Боярынька»		от светло-розового до оранжевого Light pink to orange	мятнокарамельный mint-caramel	травянистый, кисло-сладкий Herbaceous, sweet and sour
«Апельсинка»		ярко-оранжевый Bright orange	апельсиновый orange	апельсиновый Orange
«Солодушка»		светло-розовый Light pink	лесных ягод wild berries	лесных ягод Wild berry
«Витаминный»		светло-оранжевый Light orange	лесных ягод wild berries	малиновооблепиховый Raspberry-sea buckthorn