Разработка технологии напитков типа "Шорли" с коллагеном

Значение напитков в питании и формировании здоровья человека велико. Большую популярность в последнее время у широкого круга потребителей заслужили напитки с использованием растительного сырья – источника витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон.

Все большую популярность набирает применение коллагена в производстве продуктов питания функционального назначения, разнообразных БАДов для спортивного, профилактического и повседневного употребления. Поскольку коллаген имеет нейтральный вкус и запах, он может добавляться и в напитки [1, 2]. Полезные свойства коллагена обусловлены тем, что он относится к соединительным белкам, которые в пищеварении выполняют функцию, аналогичную пищевым волокнам, а, следовательно, способствует улучшению функционирования желудочно-кишечного тракта. Высокая активность коллагена животных тканей к заживлению ран, способность к адсорбции химических соединений, включая витамины, антибиотики, ароматические компоненты, открывает широкие перспективы создания напитков специализированного и функционального назначения на основе растворимых форм коллагена [6, 7]. Растворимые формы коллагена возможно получить из сырья рыбного происхождения при тщательном подборе и научном обосновании технологических режимов. В этом случае жидкие коллагеновые дисперсии отличаются более простой пространственной структурой и способны к растворению в нативном виде [8, 9], обладают нейтральным запахом и вкусом, прекрасно совмещаются с пищевыми ингредиентами и практически полностью перевариваются и усваиваются в желудочно-кишечном тракте человека.

В наши дни напитки с коллагеном – еще одна тенденция на мировом рынке. Выпускаются такие продукты, как «Коллаген и соевые бобы», «Коллаген с какао», «Коллаген с капучино», энергетические напитки на основе коллагена, способствующие стимулированию производства жировой ткани организмом [10, 11]. Malaysia Dairy Industries (MDI) добавила коллаген в свой питательный пробиотический напиток (Soo иТан, 2009), содержащий пребиотическую клетчатку и витамин С [12]. Витамин С добавлялся в напиток как антиоксидант и жизненно важный кофермент в биосинтезе коллагена [13].

Сок малины благодаря большому содержанию витаминов (β-каротин, тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотеновая, фолиевой, аскорбиновая кислоты, токоферол, филлохи-нон, 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 [4].

Сок вишни содержит антиоксиданты: витамины А, Е, С, антоцианы, лимонен, перилловый спирт, эллаговую кислоту; микроэлементы (Cu, Fe, Mg, K, Na), фруктовые кислоты, которые стимулируют работу пищеварительной системы. Его применяют для лечения гастритов с пониженной кислотностью и заболеваний, связанных с застоем желчи. Вишневый сок – природный антибиотик, помогающий быстрее восстанавливаться при дизентерии и ангине. Благодаря высокой концентрации витамина P напиток используют для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Вишневый сок при регулярном приеме замедляет окислительные процессы в организме; используется в диетическом и лечебном питании при разных заболеваниях – от сердечно-сосудистых до болезней суставов; способствует быстрому восстановлению после умственных и физических нагрузок; помогает выводить «плохой» холестерин; людям пожилого возраста позволяет сохранить здоровье и умственные способности. Натуральный сок вишни успокаивает нервы, улучшает кровообращение, предотвращает судороги и мышечные спазмы. При малокровии благодаря высокому содержанию железа напиток стимулирует выработку красных кровяных клеток, насыщенных гемоглобином [4].

Сок черной смородины содержит витамины, в том числе РР и К, Е, органические кислоты, сахара – глюкозу и фруктозу, пектиновые вещества, флавоноиды, микроэлементы, дубильные вещества. Смородина содержит вещества, принимающее участие в синтезе коллагена. Смородина содержит большое количество калия, гамма-линоленовой кислоты, антоцианов и клетчатки, они вызывают синтез оксида азота, который расслабляет гладкую мускулатуру стенок артерий и снижает артериальное давление. Ягоды можно использовать как для профилактики раннего развития, так и для облегчения течения гипертонии (совместно с антигипертензивными препаратами). Также чёрная смородина положительно отражается на липидном профиле. На фоне употребления наблюдается снижение общего холестерина, а также его атерогенных фракций. В результате обеспечивается профилактика образования атеросклеротических бляшек и развития таких заболеваний, как: ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, хроническая ишемия мозга. Однако из-за значительного количества витамина К сок смородины имеет противопоказания при тромбозе и повышенной склонности к образованию тромбов [4].

Напитки на основе природных минеральных вод представляют одну из основных тенденций развития рынка безалкогольных напитков, так как способствуют обогащению организма биологически активными веществами, макро-и микроэлементами [3]. Европейские страны интенсивно разрабатывают технологии продукции с определёнными свойствами, в состав которых входят минеральные воды, растительное плодово-ягодное и другое сырье, в частности напитки типа «Шорли». В России некоторые-предприятия также начинают вести свои разработки технологий напитков на основе питьевых минеральных вод с использованием не только соков, но и других компонентов [13, 14].

В производстве безалкогольных напитков вода является основным сырьем. Ее ионный состав оказывает большое влияние на формирование органолептических показателей готового продукта. Различные микро- и макроэлементы в составе минеральных вод, отвечающие за их особые свойства, при взаимодействии с растительными компонентами могут вступать в реакции с ними, иногда необратимые. Благодаря наличию в минеральной воде кальция, магния, марганца, калия, фтора, меди, цинка, молибдена, селена повышается усвояемость витаминов [15]. Потребление напитка способствует повышению тонуса, выносливости, устойчивости к воздействию неблагоприятных экологических условий, простудным и инфекционным заболеваниям [16]. В зависимости от количества фитодобавки на основе столовых природных вод можно производить различные виды напитков [17].

Один из примеров безалкогольного напитка на плодово-ягодном сырье – фруктовый Шорли – сочетание природной минеральной воды и около 55% фруктового сока из яблок, вишни и бузины [18]. Различные Шорли можно получать смешиванием яблочного сока с другими плодами. Шорли хорошо утоляет жажду в отличие от соков и сладких газированных напитков, содержит минимальное количество калорий, что делает его очень привлекательным для людей, следящих за массой тела. Шорли от «Нарзана» выпускается четырех видов: «Яблочный», «Грейпфрут – Лимон», «Гранат», «Марокканский апельсин». Разработан также шорли на основе минеральной воды «Карачинская» с добавлением 7% натурального яблочного сока. Соли минеральной воды создают полноту и стабильность вкуса напитка, что обеспечивается постоянством физических свойств минеральной воды.

Цель работы – обоснование компонентного состава и рецептур напитков на основе растворимого коллагена рыбного происхождения.

Материалы и методы

Объектами исследований являлись: дисперсия рыбьего коллагена (ТУ 10.20.42–002–02068108– 2020), сок вишни, малины и черной смородины (ГОСТ 18192–72), сахар белый (ГОСТ 33222–2015), аскорбиновая кислота (ООО «Озон»), минеральная вода «Славяновская» (ГОСТ Р 54316–2011), «Ессентуки № 4» (ТУ 9185–001–50243825–03), «Нарзан» (ГОСТ Р 54316–2011).

Исследования проводились с использованием стандартных методов, принятых в пивобезалкогольной отрасли. Кислотность определяли титриметрически. Массовую долю сухих веществ в соках и напитках определяли рефрактометрическим методом. Содержание сахара в напитках определяли по ГОСТ 8756.13–87. Микробиологические показатели определяли по ГОСТ 30712. Органолептическую оценку проводили в соответствии с ГОСТ 6687.5–86.

Результатыи обсуждение

Использовали гидрат коллагеновых белков из кожи толстолобика в виде дисперсии. Органолептические и физико-химические показатели коллагеновой субстанции представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Органолептические и физико-химические показатели субстанции коллагеновой 2%

Table 1.

Organoleptic and physico-chemical parameters of the collagen 2% substance

Показатель Раrаmеtеr	Характеристика и норма Characteristic and norm
Внешний вид Appearance	Прозрачный раствор Clear solution
Цвет Color	От белого до светло-желтого From white to light yellow
Запах Smell	Слабовыраженный, характерный для данного вида сырья | Weakly expressed, characteristic of this type of raw material
Вкус Taste	Характерный для данного вида продукта. Без постороннего привкуса | Typical for this type of product. Without foreign taste
рН	6
Массовая доля золы, %, не более Mass fraction of ash, %, max	2
Посторонние примеси Foreign matter	Не допускаются Prevent
Динамическая вязкость, МПа×с, не менее Dynamic viscosity, МРа×s, not less	12

Таблица 2.

Основные ионы и другие компоненты используемых минеральных вод (мг/дм3)

Table 2.

Basic ions and other components of mineral waters used (mg / dm3)

Состав Composition	«Славяновская» “Slavyanovskaya”	«Ессентуки № 4» “Essentuki № 4”	«Нарзан» “Narzan”
Гидрокарбонаты Hydrocarbonates	1200–1500	3400–4800	1000– 1500
Сульфаты Sulfates	800–1000	<25	250–500
Хлориды Chlorides	250–350	1300–1900	50–150
Ca	250–350	<150	200–400
Mg	<50	<100	50–120
Na + K	600–800	2000–3000	100–500
Борная кислота Boric acid	-	30–60	-
Общая минерализация General mineralization	3000–4000	7000–10000	2000– 3000

В работе использовали три вида питьевой природной лечебно-столовой минеральной воды: сульфатно-гидрокарбонатную кальциево-натриевую низкой минерализации «Славянов-ская», хлоридно-гидрокарбонатную натриевую, борную (соляно-щелочную) средней минерализации «Ессентуки № 4» и сульфатно-гидро-карбонатную натриево-магниево-кальциевую «Нарзан». Их характеристика представлена в таблице 2.

При органолептической оценке минеральной воды «Ессентуки № 4» отмечено ощущение солоноватого вкуса, что учитывали при моделировании безалкогольных напитков с использованием этой воды. В качестве вкусовых компонентов применяли сахарный сироп с массовой долей сухих веществ 65%, аскорбиновую кислоту в виде раствора с массовой долей сухих веществ 50%, концентрированные соки черной смородины, вишни и малины. Аскорбиновую кислоту вносили как консервант, антиоксидант и необходимый компонент биосинтеза нового коллагена в человеческом организме. При определении количества вносимой аскобиновой кислоты учитывали ее содержание в соответствующем соке.

Расход сырья на образцы коллагенсодержащих напитков представлены в таблице 3.

Физико-химические показатели полученных напитков представлены в таблице 4.

Как видно из таблицы 4, все полученные образцы напитков обладают хорошими физикохимическими показателями.

Органолептические показатели полученных напитков представлены в таблице 5.

Во всех опытных образцах напитков с добавлением минеральной воды «Славяновская» и «Нарзан» отмечали полный гармоничный вкус соответствующего сока. Привкуса и запаха рыбьего коллагена не обнаружено. Для опытных образцов безалкогольных напитков проявлялись освежающие и жаждоутоляющие свойства. Для напитков, полученных с применением воды «Ессентуки № 4» наблюдали солоноватый привкус, обусловленный химическим составом данной минеральной воды. Данный вид воды не рекомендуется к дальнейшему использованию в приготовлении напитков типа «Шорли».

Таблица 3.

Расход сырья на образцы коллагенсодержащих напитков

Raw material consumption for samples collagen-containing beverages

Table 3.

Сырье Raw	СВ, % DM, %	Расход сырья на 100 дал напитка, кг Raw material consumption per 100 dal of beverage, kg
		«Славяновская» “Slavyanovskaya”			«Ессентуки № 4» “Yessentuki No. 4”			«Нарзан» “Narzan”
		1	2	3	1	2	3	1	2	3
Сок вишни | Cherry juice	15,0	100,0	–	–	100,0	–	–	100,0	–	–
Сок черной смородины Black currant juice	15,0	–	100,0	–	–	100,0	–	–	100,0	–
Сок малины | Raspberry juice	15,0	–	–	100,0	–	–	100,0	–	–	100,0
Коллагеновая дисперсия Collagen dispersion	3,1	200,0	200,0	200,0	200,0	200,0	200,0	200,0	200,0	200,0
Сахарный сироп | Sugarsyrup	65,0	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0	110,0
Аскорбиновая кислота Ascorbicacid	50,0	0,100	0,075	0,080	0,100	0,075	0,080	0,100	0,075	0,080
Вода минеральная Mineral water	–	До объёма 100 дал Up to a volume of 100 dal

Таблица 4.

Физико-химические показатели качества напитков типа «Шорли»

Physical and chemical indicators quality of beverages such as Shorley

Table 4.

Напиток с мин. водой Drink with mineral water	СВ, % DM, %	Содержание сахаров, г/100 см3 Sugar content, g/100 ml	Титруемая кислотность, град Titratable acidity, deg	рН
«Нарзан» | “Narzan”
Вишня | Cherry	11,8	10,3	2,4	5,2
Малина | Raspberry	10,4	9,2	2,0	5,4
Смородина | Сurrаnt	10,4	8,9	3,0	5,0
«Ессентуки 4» | “Yessentuki No. 4”
Вишня | Cherry	11,8	10,3	2,0	5,5
Малина | Raspberry	10,4	9,2	1,8	5,6
Смородина | Сurrаnt	10,4	8,9	2,8	5,2
«Славяновская» | “Slavyanovskaya”
Вишня | Cherry	11,8	10,3	2,2	5,2
Малина | Raspberry	10,4	9,2	1,9	5,4
Смородина | Сurrаnt	10,4	8,9	2,9	5,1

Таблица 5.

Органолептические показатели коллагенсодержащих напитков на основе минеральной воды «Славяновская» и «Нарзан»

Table 5.

Organoleptic parameters of collagen-containing beverages based on “Slavyanovskaya” and “Narzan” mineral water

Показатель | Parameter	Характеристика напитка | Description beverage
Внешний вид, консистенция | Appearance, consistency	Непрозрачная вязкая жидкость | Opaque viscous liquid
Цвет, вкус, аромат | Color, taste, smell	Соответствующий вносимому соку | To the introduced juice
Пенообразование | Foaming	Наблюдается вспенивание, пенообразование имеет не стабильный характер, в течение 4–5 с пропадает | Foaming is Observed, foaming is unstable, disappears within 4–5 second

Определяли сроки годности напитков, для чего их помещали на хранение при температуре 10 ± 2 ℃, относительной влажности воздуха 70 ± 5%, в потребительской герметичной упаковке на 6 месяцев. Каждые 2 месяца исследовали физико-химические, микробиологические и органолептические показатели [5]. Показатели микробиологической безопасности по СанПиН 2.3.2.1078–01 и ТР ТС 021/2011 всех образцов разработанных напитков по истечении срока хранения не превышали установленных норм (таблица 6).

Таблица 6.

Микробиологические исследования безалкогольных напитков

Microbiological studies of soft drinks

Table 6.

Показатель Indicator	Объем, в котором не допускается наличие, см3 The volume in which the presence is not allowed, сm3	Значение Value
КМАФАнМ, КОЕ | Colony-forming unit	–	Не обнаружено Not detected
БГКП | Coliform bacterias	100
Сальмонеллы в 25 см3 | Salmonella in 25 ml	100
Дрожжи, КОЕ/г, не более | Yeast, colony forming unit/g ≤	15
Плесени, КОЕ/г, не более | Mold, colony forming unit ≤	15

Результаты анализа напитков в течении срока хранения подтверждают стабильности показателей испытуемых образцов, что позволило выявить срок хранения напитков 6 месяцев при условиях хранения: температура 12±2 ℃ и относительная влажность воздуха 70±5%.

Разработанные безалкогольные напитки содержат 100 мг аскорбиновой кислоты в 200 см3 напитка и при условии его однократного употребления в день удовлетворяет на 90% суточную потребность в витамине С, что позволяет отнести полученные продукты к функциональным.

Заключение

Разработанные рецептуры и результаты анализа комплекса характеристик напитков из различных ассортиментных линеек позволяют рекомендовать их для удовлетворения потребительского спроса для профилактики, поддержания и коррекции физиологических состояний организма. Полученные напитки позволят расширить ассортимент существующих безалкогольных напитков для различных рационов питания.