Разработка технологии йогурта на основе смеси коровьего и просового молока

Современная пищевая промышленность активно разрабатывает продукты на растительной основе, способные заменить традиционные молочные изделия. Причинами этому являются растущие показатели непереносимости лактозы, аллергии на белки коровьего молока и изменение потребительских предпочтений в сторону более экологически устойчивых продуктов [1]. В настоящее время наибольшее распространение получили соевые, миндальные, кокосовые, рисовые и овсяные напитки, однако не менее перспективным сырьём является просо.

Просо ( Panicum miliaceum ) – это древняя злаковая культура, широко выращиваемая в странах Азии и Африки. Оно характеризуется высокой питательной ценностью, богатым минеральным составом и хорошей усвояемостью. Однако по сравнению с коровьим молоком просовое молоко содержит меньше белка, а также имеет дефицит некоторых незаменимых аминокислот [2]. Для устранения этих недостатков используются технологии ферментации, которые улучшают биодоступность нутриентов, снижают содержание антипитательных факторов и формируют более приятный вкус продукта [3].

Цель данной статьи – детально рассмотреть процесс производства просового молока, его химический состав, влияние ферментации на пищевую ценность и разработку рецептуры функционального йогурта.

Просо является ценным источником сложных углеводов (до 72%), пищевых волокон (до 10%) и минеральных веществ [4].

Просовое молоко обладает сбалансированным макронутриентным составом, включающим 1.5–2.5 г белка, 7.5–10.0 г углеводов, 1.0–2.5 г жиров и 0.5–1.2 г клетчатки на 100 мл продукта. Оно также содержит 15–30 мг кальция (Ca) и 1.5–3.5 мг железа (Fe), что делает его потенциально ценным источником минералов. Кроме того, в составе просового молока присутствуют водорастворимые витамины группы B, включая 0.2–0.5 мг витамина B1, 0.1–0.3 мг витамина B2 и 0.5–1.2 мг витамина B3. Однако просо также содержит антипитательные вещества, такие как фитаты, ингибиторы протеаз и оксалаты, которые могут снижать усвоение минералов, что требует дополнительной обработки для повышения биодоступности питательных веществ[5].

Материалы и методы исследований

Исследование проводилось на базе кафедры «Технология пище-вых продуктов» и в Научноисследовательской лаборатории по оценке качества и безопасности продовольственных продуктов АО «Алматинский технологический университет».

В качестве контрольного образца использовалось пастеризованное коровье молоко с массовой долей жира 2,5%, соответствующее требованиям ГОСТ 31449-2013 [9]. Опытные образцы были приготовлены на основе просового молока, полученного в лабораторных условиях методом ферментативной обработки проса с последующей гомогенизацией.

Результаты и их обсуждение

Процесс получения просового молока включает несколько технологических этапов. На первом этапе проводится подготовка сырья, которая включает очистку проса от примесей, тщательное промывание в воде для удаления загрязнений, а также замачивание зёрен при температуре 20–25°C в течение 6–8 часов с целью размягчения оболочек.

После подготовки сырья осуществляется измельчение и экстракция. Размягчённые зёрна проса подвергаются измельчению до пастообразного состояния, после чего проводится экстракция водой в соотношении 1:6 при температуре 60°C. Далее смесь фильтруют, чтобы удалить нерастворимые частицы, получая жидкую основу для просового молока.

Следующий этап включает пастеризацию продукта. Смесь нагревают до 85–90°C и выдерживают в течение 15 минут, что позволяет уничтожить патогенные микроорганизмы и продлить срок хранения.

Технология йогурта с добавлением просового молока была разработана авторами на основе изучения научных источников, действующих стандартов, а также результатов предварительных лабораторных исследований. Были получены образцы йогурта с содержанием просового молока в объёме 20%, 40% и 60%. Для оценки качества проведено сравнение органолептических, физикохимических и витаминных показателей этих образцов с контрольным йогуртом, приготовленным из 100% коровьего молока.

Рисунок 1. Технология получения просового молока

На первом этапе проводится подготовка сырья, включающая приемку и контроль качества молока. Коровье молоко проверяют по физикохимическим и микробиологическим показателям, таким как жирность, белковая фракция, кислотность и плотность, в соответствии с требованиями ГОСТ 31449-2013. Просовое молоко получают путем ферментативной обработки проса с последующей фильтрацией и гомогенизацией, после чего проводится контроль на отсутствие механических примесей.

После проверки качества сырья осуществляется нормализация состава. Далее смесь подвергается гомогенизации при давлении 150–200 бар, что способствует равномерному распределению жировых глобул и повышению стабильности продукта.

Следующий этап – термическая обработка, в ходе которой смесь нагревают до 85–95°C с выдержкой 15–30 секунд (в соответствии с ГОСТ 34398-2018). Этот процесс обеспечивает уничтожение патогенной микрофлоры, после чего смесь быстро охлаждают до 42–45°C, что является оптимальной температурой для внесения заквасок.

На этапе внесения заквасочных культур используется пробиотическая закваска, содержащая Lactobacillus bulgaricus , способствующая, сквашиванию и образованию текстуры, Bifidobacterium bifidum , улучшающая пробиотические свойства йогурта. Закваска добавляется в количестве 3–5% от общего объёма молочной смеси, после чего смесь тщательно перемешивается.

Далее проводится ферментация, в ходе которой смесь выдерживают при температуре 38– 42°C в течение 6–8 часов. В процессе контролируется уровень pH, который должен достигать 4,2–4,5, а также консистенция продукта.

После завершения ферментации продукт охлаждают до +4+6°C, чтобы прекратить активность бактериальных культур и стабилизировать кислотность.

Завещающим этапом является хранение и реализация. Оптимальная температура хранения составляет +2+6°C, а срок годности при соблюдении всех технологических параметров – 10–14 суток.

Рисунок 2. Технология йогурта на основе смеси коровьего и просового молока в пропорции 60% КМ + 40% ПМ.

Органолептическая оценка йогурта с разным содержанием просового молока

Таблица 1. Органолептические характеристики питьевого йогурта с разным содержанием ПМ

Показатель	Контроль (100% КМ)	20% ПМ	40% ПМ	60% ПМ
Внешний вид	5,0	5,0	5,0	4,5
Цвет	5,0	5,0	5,0	4,5
Вкус	5,0	4,8	5,0	4,3
Аромат	5,0	4,7	5,0	4,2
Консистенция	5,0	4,9	5,0	4,4
Средний балл	5,0	4,88	5,0	4,38

Органолептические характеристики йогурта

■■■■■■■ в Контроль (100% КМ)

20% ПМ ^^^м40% ПМ ^^^^^»60% ПМ

Средний балл

Консистенция

Аромат

Рисунок 3. Органолептические характеристики йогурта с различным содержанием коровьего и просового молока в пропорции 60% КМ + 40% ПМ.

Органолептические характеристики йогурта с различным содержанием просового молока показали, что при добавлении 20% и 40% просового молока вкус, аромат и консистенция остаются на высоком уровне, практически не отличаясь от контрольного образца на основе 100% коровьего молока. Однако при увеличении концентрации просового молока до 60% йогурт становится менее густым, а также приобретает выраженный злаковый привкус, что может негативно сказаться на его потребительской привлекательности. Оптимальной концентрацией просового молока в составе йогурта является 40%, поскольку при этом соотношении продукт сохраняет идеальные вкусовые качества, улучшенную питательную ценность и приятную текстуру, оставаясь сбалансированным по своим органолептическим характеристикам.

Физико-химический анализ подтвердил, что увеличение доли просового молока в составе йогурта благоприятно влияет на его пищевую ценность. Согласно литературным данным, увеличение массовой доли белка с 3,24% в контрольном образце до 3,42% при 60% содержании просового молока связано с богатым аминокислотным составом растительных белков, содержащихся в просе, что делает их полезным дополнением к традиционным молочным белкам [6].

Содержание жира также продемонстрировало рост — с 3,03% до 3,35%, что, как отмечается в научных источниках, может быть связано с присутствием в просовом молоке полиненасыщенных жирных кислот, в том числе линолевой и олеиновой, оказывающих положительное влияние на липидный обмен и здоровье сердечно-сосудистой системы [1], [2]. Такие жиры важны в рационе современного потребителя, ориентированного на здоровое питание.

Наиболее выраженные изменения наблюдались в содержании углеводов, которое увеличилось на 38,6% — с 5,15% до 7,14% при 60% просового молока. Это объясняется высоким содержанием природных сахаров в зерне проса, таких как глюкоза, фруктоза и мальтоза, которые, с одной стороны, усиливают сладость, а с другой — служат источником углеводов для молочнокислых бактерий, стимулируя процессы ферментации [8].

Вязкость йогурта при этом изменялась незначительно: от 5,58 мПа·с в контрольной пробе до 5,90 мПа·с при 60% ПМ. Это свидетельствует о сохранении стабильной текстуры, что особенно важно при использовании растительных ингредиентов. Исследования показывают, что просовое молоко обладает хорошей реологической совместимостью с молочным белком, способствуя формированию однородной структуры [4].

Титруемая кислотность продукта, как один из ключевых показателей активности молочнокислого брожения, также увеличивалась — с 85°Т в контрольном образце до 92°Т при 60% ПМ. Это говорит о более интенсивных микробиологических процессах, что подтверждается научными данными, указывающими на усиление метаболизма пробиотических культур при наличии легкоусвояемых углеводов [7], [3]. Кроме того, повышенная кислотность способствует формированию насыщенного вкуса и более длительному сроку хранения.

Таблица 2. Физико-химические показатели йогурта с разными концентрациями ПМ

Показатель	Ед. изм.	Контроль (100% КМ)	20% ПМ	40% ПМ	60% ПМ
Белок	%	3,24 ± 0,05	3,18 ± 0,04	3,31 ± 0,05	3,42 ± 0,04
Жир	%	3,03 ± 0,05	3,12 ± 0,04	3,25 ± 0,02	3,35 ± 0,02
Углеводы	%	5,15 ± 0,02	5,78 ± 0,04	6,58 ± 0,05	7,14 ± 0,05
Вязкость	мПа·с	5,58	5,65	5,80	5,90
Титруемая кислотность	°Т	85	87	90	92

Обсуждение результатов

Результаты исследования подтверждают, что добавление 40% просового молока улучшает питательную ценность йогурта, сохраняя его высокие органолептические характеристики.

Повышенное содержание белка делает продукт более насыщенным аминокислотами, а увеличение уровня углеводов придаёт йогурту естественную сладость без необходимости добавления сахара.

Дополнительное содержание полиненасы-щенных жирных кислот в составе способствует поддержанию здоровья сердечно-сосудистой системы, а умеренное повышение кислотности свидетельствует о повышенной активности пробиотиков, что делает йогурт полезным для кишечной микрофлоры.

Йогурт с 40% просового молока демонстрирует оптимальный баланс между питательными свойствами, консистенцией и вкусовыми характеристиками. В отличие от образцов с более высоким содержанием просового молока, данный вариант сохраняет традиционную густую текстуру и приятный кисломолочный вкус, не приобретая выраженных злаковых оттенков.

Таким образом, результаты анализа подтверждают, что йогурт с 40% просового молока является лучшим вариантом среди изученных образцов, поскольку сочетает в себе высокую пищевую ценность, хорошую стабильность структуры и приятный вкус.

Заключение, выводы

В ходе исследования была разработана технология производства йогурта с 40% просового молока, включающая ключевые этапы: нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию, ферментацию и хранение. Оптимальная концентрация просового молока (40%) позволила значительно улучшить питательную ценность продукта, увеличив содержание белка до 3,31%, жиров – до 3,25%, а углеводов – до 6,58%.

При этом вязкость йогурта незначительно возросла с 5,58 мПа·с (в контрольном образце) до 5,80 мПа·с, что подтверждает стабильность его консистенции. Органолептический анализ показал, что при добавлении 40% просового молока вкус, аромат и текстура йогурта сохраняются на высоком уровне (5,0 баллов), в отличие от образца с 60% ПМ, у которого наблюдается выраженный злаковый привкус и снижение густоты.

Дополнительно было зафиксировано увеличение уровня кислотности до 90°Т, что свидетельствует о повышенной активности пробиотических микроорганизмов и высокой стабильности конечного продукта. Таким образом, йогурт с 40% просового молока сочетает в себе преимущества растительного сырья и традиционных кисломолочных продуктов, что делает его перспективным вариантом для потребителей с непереносимостью лактозы или аллергией на белки коровьего молока.

Разработанный продукт может быть рекомендован как функциональный продукт для здорового питания благодаря сбалансированному составу макронутриентов и улучшенным пробиотическим свойствам.