Разработка технологических решений при производстве напитков профилактической направленности

Основной задачей при изготовлении молочных продуктов с пониженным содержанием жира (например, на основе молочной сыворотки) является создание определенной текстуры и высоких органолептических показателей.

Представляло интерес изучить целесообразность использования пищевых волокон для компенсации отсутствия жира, получения маслянистой текстуры и высоких потребительских свойств в напитках на основе творожной сыворотки.

В настоящее время широкое распространение и признание получили напитки нового поколения из свежих фруктов - смузи. Смузи (от англ. smooth - гладкий, мягкий, однородный) - холодный десерт в виде смешанных в блендере или миксере ягод или фруктов с добавлением кусочков льда, сока или молока.

Концепция смузи построена на содержании ягод и фруктов без добавления сахара, подсластителей, консервантов, искусственных ароматизаторов и красителей. В качестве второго компонента может быть добавлено небольшое количество молока или йогурта.

Имея в своем составе высокое содержание фруктов или ягод, а, следовательно, макро- и микроэлементов, витаминов, комплекса нерастворимых пищевых волокон, смузи способствуют очищению организма от шлаков и токсинов, улучшают обмен веществ, нормализуют кислотно-щелочной баланс в организме, укрепляют иммунитет, повышают умственную и физиче-скуюработоспособность, придаюттонус [1].

В настоящем исследовании представлена технология производства кислородных смузи на основе творожной сыворотки, натуральных фруктово-ягодных соков и пюре с включением в состав готового напитка пищевых полисахаридов различной природы и/или натуральных цитрусовых волокон «Citri-Fi», содержащих в своем составе некрахмальные полисахариды [2, 3].

Текстуро- и волокнообразующие свойства пищевых гидроколлоидов в последнее время привлекают к себе особое внимание, поскольку способствуют здоровому пищеварению. Все большее число людей считают употребление натуральных продуктов с высоким содержанием пищевых волокон неотъемлемой частью здорового образа жизни [4, 5, 6].

Особенно благотворно воздействие пищевых волокон проявляется в низкокалорийных молокосодержащих продуктах на основе нежирного молочного сырья. Это может быть достигнуто на научно и экспери- ментально обоснованном использовании гидроколлоидов в качестве стабилизаторов текстуры готовых продуктов.

При создании новых видов смузи исследования проводили в следующих направлениях: конструирование вкусоароматического профиля напитка; определение рациональных параметров подготовки и внесения пищевых волокон; подбор оптимальной концентрации пищевых волокон для формирования необходимой консистенции (текстуры) напитка; разработка технологии и рецептуры продукта; исследование показателей качества и безопасности новых видов напитков и обоснование сроков годности.

Выбор в качестве основы для производства смузи творожной сыворотки обусловлен функционально-технологическими свойствами сывороточных белков. Результаты ранее проведенных исследований показали, что сывороточные белки при аэрировании сыворотки интенсивно флотируют в межфазную поверхность и удерживаются пленками, что связано с их поверхностно-активными свойствами [7].

При изготовлении белково-углеводной основы для смузи разрабатывали вкусоароматический профиль напитков, соответствующий высоким органолептическим показателям, для этого изучали использование в рецептурах основы сочетание творожной сыворотки, ягодных пюре (клубники, смородины и малины) и натуральных соков (яблочновишневый и клубничный). По результатам органолептической оценки было установлено, что соотношение творожная сыворотка : ягодное пюре : натуральный фруктово-ягодный сок должно составлять 2:1:1.

Ранее нами установлено [8], что такие нейтральные биополимеры, как гуаран с молекулярной массой 100, 400 кДа и ксантано-вая камедь, способствуют получению белковых пен с достаточно высокой кратностью и стабильностью при малых концентрациях (0,1-0,2 %). Полученные пены сохраняют высокую кратность в течение 30-40 мин. С увеличением концентрации биополимеров происходит уменьшение кратности пен, полученные пены имеют крупноячеистую структуру и быстро теряют объем. Поэтому для придания определенной текстуры и органолептических показателей разработанным смузи использовали изученные полисахариды. Исследовано влияние концентрации биополимеров в диапазоне 0,1-0,3 % на структурные показатели кислородных смузи.

Предварительно подготовленные навески полимеров вносили в творожную сыворотку при температуре 20-25 0С и оставляли для набухания [9] на 20-30 мин, нагревали на водяной бане при температуре 80-82 0С в течение 10 мин до полного растворения, охлаждали до 20 0С и соединяли с подготовленной смесью протертого фруктово-ягодного пюре и сока.

Смузи взбивали с помощью кислородного миксера «Армед» с одновременным насыщением медицинским кислородом (99,9 % чистого медицинского кислорода) из кислородного баллона.

Исследовали зависимость кратности и стабильности взбитой структуры продукта от массовой доли полимеров в напитке.

Таблица 1

Кратность и стабильность кислородных пен напитков в зависимости от природы и концентрации используемых полимеров

Полимер	Концентрация, %	Кратность пены, %	Стабиль-биль-ность, мин
Ксантан	0,1	200	10
	0,2	160	30
	0,3	130	30
Гуаран с молекулярной массой 400 кДа	0,1	230	20
	0,2	224	15
	0,3	200	5

Как видно из таблицы 1, используемые полимеры при малых концентрациях 0,1-0,3 % способствуют образованию взбитой структуры напитка с различной кратностью и стабильностью. С увеличением концентрации полимеров кратность пены снижается в связи с тем, что вязкость системы увеличивается и ухудшается процесс взбивания и насыщения основы кислородом.

При использовании ксантановой камеди был выявлен лучший образец с наибольшей кратностью (200 %) и стабильностью (10 мин), при малой концентрации полимера 0,1 %.

Гуаран с молекулярной массой 400 кДа очень хорошо растворяется в творожной сыворотке, способствует получению пен с высокой кратностью (224 %) и стабильностью (15 мин) при концентрации полимера (0,2 %), с увеличением концентрации полимера наблюдается утяжеление системы и, как следствие, снижение стабильности пены.

Для обогащения кислородных смузи диетическими пищевыми волокнами были использованы пищевые волокна «Citri-Fi», содержащие в своем составе выбранные гидро- коллоиды. Химический состав волокон [3] представлен в таблице 2.

Таблица 2

Химический состав волокон «Citri-Fi»

Показатель	Значение
Всего калорий в 100г	227
Всего жира	1,08 %
Насыщенный жир	0,31 %
Транс жиры	0.00
Мононенасыщенные жиры	0,34 %
Цис полиненасыщенные жиры	0,38 %
Всего углеводов	82,55 %
Общее количество клетчатки	75,3 %
Растворимая клетчатка	39,6 %
Нерастворимая клетчатка	35,7 %
Сахар	5,38 %
Белки	7,38 %
Натрий	40.6 мг в 100г
Зола	2,46 %

На рисунке 1 представлена зависимость кратности пен кислородных напитков от природы стабилизатора.

Рисунок 1. Кратность пен кислородных смузи в зависимости от используемого стабилизатора (1 – напиток с ксантаном 0,1 %; 2 – напиток с пищевым волокном «Citri-Fi» 0,8 %, содержащим ксантан; 3 – напиток с гуараном ММ 400 кДа 0,2 %;

4 – напиток с пищевым волокном «Citri-Fi» 1 %, содержащим гуаран)

Исследования показали, что использование в качеств е стабилизаторов структуры кислородных смузи пищевых волокон «Citri-Fi» в конц ентрациях 0,8 – 1 % способствует получению пен напитков с достаточно высокой кратностью. При использовании пищевых волокон в меньших концентрациях готовые продукты не удовлетворяют в суточной потребности пищевых волокон в рационе питания. Увеличение дозы внесения пищевых волокон в смузи приводит к повышению вязкости и утяжелению системы, напиток плохо взбивается, происходит расслоение продукта на фазы, система становится термодинамически неустойчивой.

Реологические характеристики (напряжение сдвига и эффективная вязкость) являются одним из определяющих показателей консистенции при формировании качества смузи.

В работе были изучены реологические свойства разработанных смузи с пищевыми волокнами. Исследования проводили с использованием ротационного вискозиметра «Реотест – 2.1» [10].

На рисунке 2 представлена зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига разработанных напитков.

Скорость сдвига, у, с"1

Рисунок 2. Влияние скорости сдвига на напряжение сдвига в исследуемых напитках при 20 0С в зависимости от природы и концентрации используемого стабилизатора: 1 - «Citri-Fi» 0,8 %; 2 – ксантан 0,1 %; 3 - «Citri-Fi» 1 %; 4 - гуаран ММ 400 кДа 0,2 %

Из анализа рисунка 2 следует, что все образцы напитков практически подчиняются линейной зависимости и ведут себя как «ньютоновские» системы.

Зависимость вязкости от скорости сдвига для исследуемых образцов напитков представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Влияние скорости сдвига на эффективную вязкость в исследуемых напитках в зависимости от природы и концентрации используемого стабилизатора: 1 - «Citri-Fi» 0,8 %; 2 – ксантан 0,1 %;

3 - «Citri-Fi» 1 %; 4 - гуаран ММ 400 кДа 0,2 %

По результатам исследований установ -лено, что благодаря свойствам загущения, пищевые волокна и полисахариды способствовали увеличению вязкости разработанных смузи, в результате чего снижалась скорость истечения жидкости и давление внутри пузырьков пены, что приводило к уменьшению капиллярных явлений и, как следствие, увеличению стабильности пен смузи. Кроме этого, использование полисахаридов для придания однородной вязкой структуры продукта предотвращало седиментацию кусочков ягод в напитке.

Использование цитрусовых волокон « Cit-ri-Fi» при производстве кислородных смузи позволило улучшить вкусовые свойства и консистенцию напитков, обогатить продукт полезными для здоровья человека пищевыми волокнами, обеспечить равномерное распределение частиц ягодного пюре в структуре продукта, усиливая тем самым вкус ягодного сырья.

На основании проведенных исследований разработана технология производства кислородных смузи с пищевыми волокнами.

Рецептура для производства кислородных смузи с пищевыми волокнами « Citri-Fi» представлена в таблице 3.

Таблица 3

Рецептура кислородных смузи

Компоненты	Расход сырья, кг
Сыворотка творожная	500,0
Сок фруктово-ягодный	240,0
Ягодное пюре	250,0
Пищевое волокно «Citri-Fi»	10,0
Итого	1000,0

По микробиологическим показателям и показателям безопасности разработанные смузи отвечали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

Совместно с сотрудниками ФГБУ «Саратовский НИИ кардиологии» Минздрава России проведена оценка функционального питания в виде приема новых видов кислородсодержащих напитков на состояние здоровья и качество жизни больных хронической сердечной недостаточностью.

Доказана целесообразность и эффективность энтеральной оксигенотерапии при приеме больными кислородных смузи, отмечена хорошая переносимость процедур, отсутствие побочных реакций и разработана оптимальная методика лечения.

Работа проведена в рамках гранта Президента Российской Федерации № 14.124.13.3731-МК.