Разработка технологии шоколада диетического назначения на основе натуральных сахарозаменителей

Шоколад является популярным кондитерским изделием среди детей и взрослых. Однако чрезмерное потребление шоколада неблагоприятно отражается на здоровье человека из-за высокого содержания простых углеводов, в частности сахарозы [8].

Попытки разработки шоколада, не содержащего в своем составе сахарозы, имеют достаточно длительную историю. При этом для придания ему сладкого вкуса применяют различные сахарозаменители, как натуральные, так и искусственного происхождения [6].

Шоколад, не содержащий в своем составе сахарозу, прекрасно подходит для спортсменов, людей, страдающих сахарным диабетом. Вместе с тем, такой шоколад не способствует излишнему отложению жиров в организме, не разрушает зубную эмаль, обладает низким гликемическим индексом (не повышает уровень сахара в крови) [6].

Согласно статистическим данным в настоящее время больных сахарным диабетом в мире насчитывается более 200 млн. человек, причем каждые 10–15 лет это число практически удваивается. В России число страдающих от этой болезни составляет 2,5 миллиона человек, то есть 2% населения страны [2]. Вместе с тем, в России существует проблема нехватки продуктов питания, предназначенных для больных сахарным диабетом, а также в целях предупреждения и профилактики заболевания. Это связано с тем, что рынок диабетических продуктов до сих пор не сложился из-за узкого ассортимента подобной продукции. В настоящее время в группе товаров для диабетиков присутствуют в основном товары западного производства. У больных, страдающих сахарным диабетом, часто возникает ощущение сильного голода. Люди, которые старательно соблюдают диету с целью похудения, также должны воздерживаться от сладостей. Поэтому разработка рецептуры шоколада на основе натуральных сахарозаменителей с низкими гликемическим индексом и калорийностью способствует расширению ассортимента продуктов для людей с диабетом, а также желающих похудеть и поддерживать желаемый вес, для сторонников здорового образа жизни и правильного питания.

Материалы и методы

На кафедре Технологии переработки зерна, хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств МГУТУ им. К.Г. Разумовского разработана рецептура шоколада с природными сахарозаменителями, такими как стевио-зид и эритритол.

Стевиозид – гликозид, извлекаемый из растения стевия. Родом это растение из США и Мексики, самое большое распространение на сегодняшний день получило в Японии. Уникальность стевии заключается в том, что она имеет низкую калорийность, а ее гликемический индекс равен нулю. При этом стевия по сладости превосходит традиционный сахар в 300 раз. Стевия имеет противовоспалительные и лечебные свойства: уменьшает содержание сахара в крови, снижает уровень холестерина, повышает обмен веществ, укрепляет иммунитет, замедляет процесс старения. Благодаря термоустойчивости (разрушение происходит при 190–200 °С) ее можно использовать в традиционной технологии производства шоколада. Отсутствие противопоказаний позволяет включать стевию в рацион детского питания.

К недостаткам ее можно отнести специфическое послевкусие, которое необходимо устранять при разработке продуктов, содержащих этот сахарозаменитель. В 2010 году компания Datamonitor опубликовала исследование «Будущее подсластителей: понимание потребителей и возможности пищевых продуктов». В нем говорилось о перспективах расширенного использования стевии в нескольких сегментах пищевого рынка – в молочных продуктах, хлебобулочных изделиях, напитках и кондитерских изделиях.

Эритритол (эритрит) – многоатомный сахарный спирт, вырабатываемый в производственном масштабе из кукурузы. В натуральном виде он встречается в дынях, грушах, винограде и прочих фруктах и овощах [7].

Коэффициент сладости эритритола равен 0,7. Его энергетическая ценность всего 0,02 ккал/гр. тогда как у сахарозы 4 ккал/гр.

Безвредность эритритола для здоровья подтверждена и закреплена соответствующими нормативными документами, принятыми на национальном (США, Япония, многие страны ЕС, Россия (1991 г.) и так далее, всего более 20 стран) и международном уровне (совместный экспертный комитет WHO/FAO по пищевым добавкам) [10]. Благодаря свойству эритритола сохранять рН после потребления неизменным в пределах 6,8–7,2 в течение нескольких часов он не способствует разрушению зубной эмали.

Основная сложность при изготовлении шоколада с сахарозаменителями традиционным способом заключается в том, что при замене сахарозы стевией и эритритолом в готовом шоколаде появлялась специфическая горечь, устранение которой стало главной задачей на начальном этапе разработки.

Эритритол частично способствует снижению горечи от стевиозида при увеличении его дозировки. Помимо него в рецептуру шоколада вводили инулин, ваниль, корицу и кокосовую муку.

Для устранения горечи было подобрано оптимальное количественное соотношение всех ингредиентов, содержащихся в шоколаде. Пробные образцы готовились следующим образом: в каменные меланжеры KADZAMA заливалась шоколадная масса, приготовленная по рецептурам, отличающимся массовым соотношением вышеперечисленных ингредиентов. В течение 48 ч с момента окончания загрузки проводились процессы конширования и мелан-жирования. За это время размер объемной доли частиц достигал 30 мкм, а степень измельчения шоколадной массы – 97%, что позволило сделать ее вкусовые достоинства более полными и тонкими. После окончания меланжирования шоколад темперировали на гранитном столе, затем дозировали в формы и ставили на 30 мин в охлаждающую камеру.

Для того чтобы провести оценку полученного шоколада, и добиться наилучших вкусовых показателей, проводилась «слепая» дегустация. Группе дегустаторов, среди которых присутствовал и человек, страдающий сахарным диабетом II типа, был представлен шоколад с различным соотношением ингредиентов. На рисунке 1 изображена диаграмма оценок шоколада по вкусовым параметрам. В состав образца 1 входили тертое какао и масло какао в соотношении 1:3, эритритол, стевиозид, кокосовая мука и инулин. Образец 2

отличался от образца 1 добавлением корицы и ванили. В 3 варианте отношение тертого какао и масла какао изменилось и составило 1:2, добавлены только эритритол и стевия. Образцы 4 и 1 были схожи по составу, но различны в соотношении тертого какао к маслу какао (1:2). По своему составу образец 5 идентичен 2, но содержит меньше тертого какао. В последнем образце шоколада используются все ингредиенты.

Рисунок 1. Результаты оценки шоколада по десятибалльной шкале

Figure1. The results of the evaluation chocolate on a scale

В результате дегустационной оценки был отобран образец с оптимальным соотношением рецептурных компонентов: тертого какао, масла какао, корицы, эритритола, стевиозида, ванили и кокосовой муки – 60:20:0, 6:10:0, 01:6, 39:3. При данном соотношении ингредиентов пробный образец характеризуется максимальным приближением к традиционному вкусу классического темного шоколада.

Результаты и обсуждение

Полученный шоколад исследовали по органолептическим и физико-химическим показателям качества (таблица 1) .

Таблица 1.

Органолептические и физико-химические показатели качества разработанного шоколада Table 1.

Organoleptic and physico-chemical quality indicators developed by chocolate

Показатель | Index	Характеристика | Characteristic
Вкус и запах | Taste and smell	Ярко выраженные, характерные для темного шоколада Pronounced characteristic of dark chocolate
Структура | Structure	Микрокристаллическая, с равномерным распределением кристаллов по всей массе | Microcrystalline, with a uniform distribution of crystals throughout the mass
Консистенция | Consistency	Твердая, ломкая |Hard, brittle
Внешний вид | Appearance	Поверхность твердая и блестящая, отсутствует поседение The surface is hard and shiny, not gray
Массовая доля масла какао в пересчете на СВ, % Mass fraction of cocoa butter in terms of on dry substance, %	20
Массовая доля общего сухого остатка в пересчете на СВ, % | Mass fraction of total solids in the penaccount for dry substance, %	80
Степень измельчения, % Fineness, %	97

На следующем этапе исследований изучалось влияние нового ингредиентного состава разрабатываемого шоколада на его антиоксидантную емкость (АОЕ), что является актуальным для повышения пищевой ценности шоколада и его функционального значения для организма человека.

Традиционно шоколад относят к продуктам с высокой антиоксидантной активностью. Проводили определение антиоксидантной емкости полученного опытного образца шоколада и сравнения ее с аналогичным показателем у шоколада известных российских производителей. Известно, что антиоксиданты прерывают радикально-цепные процессы окисления в организме человека, вызываемые свободными радикалами вследствие воздействия факторов экзогенного происхождения (химические загрязнители окружающей среды, ионизирующие излучения радионуклидов) и в результате биохимических метаболических реакций в клетках организма [1]. Антиоксиданты шоколада биодоступны: при потреблении шоколада повышается общая антиоксидантная активность плазмы человека. После потребления темного шоколада содержание маркеров окислительного стресса, в частности малонового диальдегида, в плазме уменьшается [5].

Таблица 2.

Суммарное содержание жирорастворимых (ССЖА) и водорастворимых (ССА) антиоксидантов в опытном образце шоколада и в шоколаде известных российских производителей

Антиоксидантной емкостью называют общее количество свободных радикалов, с которыми может прореагировать вещество-антиоксидант. Наличие антиоксидантной емкости гидрофильной или липидной фракции шоколада позволяет рекомендовать его в качестве диетического кондитерского изделия, помогающего предотвратить нарушение развития физиологических и метаболических систем.

Совместно с институтом Биохимии им. А.Н. Баха РАН провели определение антиоксидантной емкости опытного образца шоколада на спектрофотометре Carry 100 Bio. Полученные данные сравнивали с ранее проводимыми измерениями АОЕ в шоколаде известных российских производителей [4]. Были получены значения АОЕ липофильной и гидрофильной фракций опытного образца по отношению к катион-радикалу диаммонийной соли 2-азино-бис-3-этилбензиазолит-6 сульфоновой кислоты (АБТС). В качестве стандарта при анализе АОЕ использовали тролокс, расчет проводили в тро-локс-эквивалентах (ТЭ) [3].

Результаты проведенных исследований представлены в таблице 2.

Table 2.

The total content of fat-soluble (SSA) and water soluble (PAS) antioxidants in the prototype and chocolate chocolate well-known Russian producers

Наименование шоколада The name of the chocolate	ССЖА, мг/100г The total content of fat-soluble antioxidants, mg/100 g	ССА, мг/100г The total content of water-soluble antioxidants, mg/100 g	Производитель Manufacturer
«Alpen Gold» (темный) “Alpen Gold” (dark)	135	–	ООО «Крафт Фудс Рус», Россия LTD «Kraft FUDS Rus», Russia
«Красный Октябрь» (горький 80% какао) “Red October” (bitter 80% cacao)	66	–	ОАО «Красный Октябрь», Россия OJSC «Kraft FUDS Rus», Russia
«Вечерний звон» “Evening bells”	66	–	ОАО «Рот Фронт», Россия OJSC «Rot Front», Russia
Элитный горький шоколад, 87% какао Elite dark chocolate, 87% cacao	24	–	ЗАО «Фабрика «Русский шоколад», Россия CJSC “Factory ‘Russian chocolate’”, Russia
«Российский» (темный) “Russian” (dark)	22	–	ОАО «Кондитерское объединение Россия», Россия OJSC “Confectionery Union Russia”, Russia
Среднее значение АОЕ в шоколаде известных российских производителей The average value antioxidante capacity in chocolate well-known Russian producers	63	–
Опытный образец шоколада The prototype chocolate	115	–	ФГБОУ ВО МГУТУ им. К.Г. Разумовского K.G. Razumovsky Moscow State University of technologies and management (the First Cossack University)

Из полученных данных, представленных в таблице 2, видно, что опытный образец шоколада имеет значение показателя антиоксидантной емкости по липофильной фракции 115 мкмоль ТЭ/г веса, что является величиной, превосходящей более чем в два раза среднее значение АОЕ в линейке шоколада известных российских производителей. Это может быть следствием увеличенного содержания какао продуктов в рецептуре опытного образца шоколада по сравнению с традиционными марками в связи с исключением сахара из его рецептуры и заменой его на натуральные сахарозменители.

Значение показателя антиоксидантной емкости опытного образца шоколада по гидрофильной фракции было также пренебрежимо