Создание функционального творожного продукта с добавлением нетрадиционного сырья

Стремительные изменения в образе жизни современного человека, происходящие в результате индустриализации, урбанизации и роста экономического развития, оказывают значительное влияние на пищевой статус. Обратной стороной процессов модернизации и перехода к новой экономической системе, влекущих за собой более высокий уровень жизни и больший доступ к услугам, явились изменения в характере питания и снижении уровня физической активности, что неминуемо влечет за собой рост числа заболеваний, связанных с питанием [1]

По литературным данным заболевания сердечно-сосудистой системы занимают первое место по смертности [2]. Есть несколько причин возникновения данного вида заболеваний. Если не считать наследственность (генетическая предрасположенность) основными причинами являются: экологическая ситуация в России, частый стресс из-за работы и учебы, а также из-за нехватки времени и других причин люди чаще всего отдают предпочтение фаст-фуду и небольшим перекусам. В таком питании недостает витаминов, микроэлементов, антиоксидантов (участвуют в защите организма от окислительного стресса и преждевременного старения), а также пищевых волокон, присутствующих только в растительных продуктах. Всё это приводит к образованию в организме человека большого количества активных форм кислорода (АФК). Таким образом, возникающий окислительный стресс в свою очередь, способствует увеличению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [3]. Согласно Указу Президента РФ № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года», необходимо обеспечить снижение смертности населения России от болезней системы кровообращения до 450 случаев на 100 тыс. населения к 2024 году [4]. Поскольку свободнорадикальные окислительные процессы – один из ведущих факторов патогенеза, одно из перспективных направлений современной пищевой промышленности – обогащение привычных продуктов питания антиоксидантами и антиоксидантными комплексами природного происхождения, которые могли бы использоваться в качестве средства профилактики заболеваний, вызванных агрессивным действием свободных радикалов на организм человека. Существуют такие вещества – геропротекторы (полифенольные вещества, гликозиды, дубильные вещества и флавоноиды), витамины, в особенности, аскорбиновая кислота [5–7]. Одним из перспективных источников хлорофилла (флавоноид), витаминов

Употребление кисломолочных продуктов, обогащенных растительным сырьем, может явиться одним из способов укрепления здоровья человека, а также выступать в качестве биокорректора, улучшающего функционирование жизненно важных систем организма [17, 18]. В настоящее время все больше набирает популярность использование нетрадиционного сырья при производстве кисломолочных продуктов [19]. Творожная масса может стать наиболее подходящим для внесения брокколи. Costa C. и соавторы доказали, что добавление в творожный продукт брокколи улучшает органолептические и физико-химические показатели [10].

Цель работы – создание функциональной творожной массы с добавлением пюреобразной брокколи.

Материалы и методы

Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Инструментальные методы анализа в области прикладной биотехнологии» на базе КемГУ.

Объекты исследования послужили: закваска для творога «Vivo» ( Lactococcus lactissubsp. Lactis, Lactococcus lactis subsp. Cremoris, Lactococcuslac-tissubsp. lactisbiovar. diacetylactis ); закваска на основе Bifidobacteriumadolescentis штамм AC-1578 из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов; творожная масса, пюре из брокколи, творожная масса с пюре из брокколи (далее – готовый продукта), приготовленные самостоятельно.

Приготовление маточной и лабораторной заквасок по Власовой и Аккацевой [21], с использованием закваски для творога «Vivo» и штамма Bifidobacterium adolescentisAC -1578.

Определение титруемой кислотности по ГОСТ 3624–92.

Микрокопирование заквасок проводили по ГОСТ 32901–2014. Окраска производилась с помощью красителя метиленовый синий.

Определение интенсивности кислотообра-зования проводили в соответствие с методикой Анисомовой и др [22]. В качестве питательной среды использовали молоко «Домик в деревне» ультрапастеризованное, заявленная жирность 0,5%, культивировали в течение 8 часов и каждый час определяли титруемую кислотность по ГОСТ 3624–92.

Методика приготовления творожной массы. Колбу с молоком кипятили в течение 15 мин и охлаждали до температуры сквашивания и вносили лабораторную закваску в количестве 5% от объема молока, тщательно перемешивали. Ставили в термостат при температуре 39 ℃ и сквашивали 6 ч. Далее сгусток кипятили в течение 30 мин для отделения сыворотки и фильтровали через марлю. Творог перетирали через мелкое сито для получения нужной консистенции и добавляли по 15% от массы творога, сливочного масло (для творожной массы с брокколи 7%) и 15% сахарной пудры.

Органолептическая оценка творожной массе и готового продукта по ГОСТ 31680–2012.

Приготовление пюре из брокколи. Предварительно помытую капусту ставили бланшироваться на 3 мин, затем приготовленные продукты по отдельности перетирали до пюреобразного состояния.

Приготовление готового продукта. К творожной массе добавляли брокколи в соотношениях 3\1, соответственно.

Определение влажности по ГОСТ 3626-73.

Определение содержание жира в готовом продукте по Востриковой и др. Экстракцию проводили на аппарате Сокслета [23].

Определение количества молочнокислых микроорганизмов по ГОСТ 10444.11–89.

Определение наличия БГКП, плесневых и дрожжей, стафилококков в готовом продукте по ГОСТ Р 56145–2014.

Определение антиоксидантной активности осуществляли при помощи 2,2'-азино-бис-[3-этил-бензтиазолин сульфонат] (ABTS). Исходные растворы ABTS (7 ммоль×л–1) и персульфата калия (140 ммоль×л–1) смешивали в соотношении 1:1 и оставляли на 16 часов при комнатной температуре в темном месте. Конечный раствор разбавляли смешиванием 5 мл ABTS с 88 мкм метанола, для получения оптической плотности 0,70 ± 0,10 при 734 нм. 5 г продукта растворяли в 20 мл дистиллированной воды и оставляли на 24 ч. Затем фильтровали через бумажный фильтр «желтая лента», в 1 мл фильтрата добавляли 15 мл реактива ABTS. Выдерживали в течение 30 минут в темном месте и проверяли оптическую плотность при 734 нм на спектрофотометре ЮНИКО 1201. Результаты выражали в процентах в отношении к стандартному раствору ABTS [24].

Определение общего хлорофилла по методике Li и соавторов [25] 2 г продукта помещали в коническую колбу со шлифом вместимостью 250 мл и экстрагировали в 50 мл 70% этилового спирта в течение 30 мин на водяной бане. Затем охлаждали колбу и фильтровали через бумажный фильтр «желтая лента», в мерную колбу объемом 100 мл. Оставшийся в колбе осадок опять заливали 50 мл 70% спирта этилового и экстрагировали в течение 30 мин, охлаждали и фильтровали в ту же мерную колбу, что и первую вытяжку. Затем доводили до метки 70% этиловым спиртом (рабочий раствор). 4 мл рабочего раствора наливали в мерную колбу на 25 мл и доводили объем 95% этиловым спиртом до метки (исследуемый раствор). Оптическую плотность полученного исследуемого раствора измеряли на спектрофотометре ЮНИКО 1201 используя кюветы толщиной слоя 10 мм при длине волны 667 нм. В качестве раствора сравнения использовали 95% этиловый спирт. Содержание хлорофилла в процентах (Хл) вычисляли по формуле (1):

Хл = 5 х 100 m х 9, (1) где Хл – содержание общего хлорофилла, %; А – оптическая плотность раствора в соответствующем максимуме поглощения; m – масса сырья, г; 944,5 – удельный показатель поглощения хлорофилла при 663 ± 5 нм [26].

Определение содержания водорастворимых витаминов. Готовили 0,05 М приготовить раствор, затем с помощью концентрированной орто-фосфорной кислоты доводили рН раствора до 3. Образцы массой 5 г, взвешенные на аналитических весах, экстрагировали в 20 мл раствора дигидрофосфата калия в ультразвуковой ванне в течение 15 мин, далее центрифугировали 15 мин при 6000 об/мин, супернатант центрифугировали

Воробьева Е.Е. и др. Вестник ВГУИТ, 2022, Т. 84, №. 4, С. 80-88 еще один раз в течении 5 мин при 12000 об/мин.

Определение проводили на хроматографе Shimadzu LC-20 Prominence с флуориметрическим детектором RF-20А XS, колонкой Phenomenex Gemini С-18 250 x 4,6 мм. Режим хроматографии градиентный. Компоненты подвижной фазы состояли из ацетонитрила, ранее приготовленный 0,05 М раствор дигидрофосфата калия. Объём

Результаты и обсуждение

Для определения чистоты заквасочных культур необходимо провести микроскопию маточной закваски. Микроскопия маточной закваски на основе закваски для творога «Vivo» представлена на рисунке 1.

(b)

(c)

Рисунок 1. Микроскопия заквасок: (a) маточная закваска на основе закваски для творога «Vivo»; (b) маточная закваска на основе Bifidobacterium adolescentis AC-1578; (c) лабораторная закваска на основе вышеперечисленных маточных заквасок

Figure 1. Microscopy of starter cultures: (a) uterine starter culture based on the starter culture for cottage cheese "Vivo"; (b) uterine starter culture based on Bifidobacterium adolescentis AC-1578; (c) laboratory starter culture based on the above uterine starter cultures

Как видно закваска содержит в себе кокков, диплококков и стрептококков. Диаметр одной клетки не превышал 0,3 нм. Как видно закваска представлена палочками. Длина одной клетки не превышала 3,4 нм, ширина – 0,5 нм. В 5 полях зрения посторонний микрофлоры не обнаружено.

Для определения активности кислотооб-разования необходимо измерять титруемую кислотность после 2, 4, 5, 6, 7, 8 ч термостати-рованния. Результаты определения активности кислотообразования представлены на рисунке 2.

■ Закваска для творога/Sourdough for cottage cheese

—*— Закваска для творога с бифидобактериями/Sourdough for cottage cheese with bifidobacteria

Рисунок 2. Активность кислотообразования заквасок

Из рисунка 2 можно сделать вывод о том, что оптимальное время сквашивания молока закваской для творога составляет 7 ч. При добавлении в закваску Bifidobacterium adolescentis данное время уменьшается на час. Таким образом, сквашивание молока до оптимальной титруемой кислотности закваской для творога и Bifidobacterium adolescentis AC-1578 занимает 6 ч.

Для определения качества творожной массы и готового продукта, приготовленных в лабораторных условиях, необходимо провести органолептический, физико-химический и бактериологический анализ готового продукта. Результаты определения органолептических показателей представлены в таблице 1.

Таким образом, творожная масса и готовый продукт, приготовленные в лабораторных условиях, соответствует ГОСТ 31680–2012 и являются безопасными для употребления в пищу, так как в них не содержатся бактерии группы кишечной палочки.

С учетом того, что творог для готового продукта производился из молока 0,5% жирности и меньшему добавлению сливочного масло в готовый продукт, есть отличия по массовым долям жира и сахарозы. Энергетическая ценность 100 г. творожной массы составляет 157,4 ккал, готового продукта – 110,4 ккал.

• Figure 2.    Acid formation activity of starter cultures

Таблица 1.

Органолептические и физико-химические показатели качества творожной массы и готового продукта

Table 1.

Organoleptic and physico-chemical indicators of the quality of the curd mass and the finished product

Показатели | Indicators	Творожная масса Curd mass	Готовый продукт Finished product
Консистенция | Consistency	Однородная масса без комочков, в меру плотная
Вкус и запах | Taste and smell	Чистый, кисломолочный вкус без посторонних запахов и привкусов, не свойственных творожной массе.	Чистый, кисломолочный вкус/запах с привкусом брокколи
Цвет | Colour	Светло-кремового	Светло-зеленый
Титруемая кислотность, °Т | Titrated acidity, °T	121,0 ± 7,1	113,0 ± 5,5
Массовая доля влаги, % | Mass fraction of moisture, %	35,1 ± 1,6	40,5 ± 1,8
Массовая доля сахарозы, % | Mass fraction of sucrose, %	12,3 ± 0,1	10,8 ± 0,1
Массовая доля белка, % | Mass fraction of protein, %	16,3 ± 0,7	15,7 ± 0,6
Массовая доля жира, % | Массовая доля жира, %	9,3 ± 0,4	4,2 ± 0,2
Содержание молочнокислых бактерий, КОЕ, г Content of lactic acid bacteria, CFU, g	2×107	13×106
Индекс БГКП, КОЕ, г | BGCP index, CFU, g	н/о	н/о
Индекс стафилококка, КОЕ, г | Staphylococcus index, CFU, g	н/о	н/о
Плесневые и дрожжи, КОЕ, г | Mold and yeast, CFU, g	н/о	н/о
н.о – не обнаружено

Как было сказано раннее сердечно-сосудистые заболевания возникают из-за накопления большого количество АФК, что приводит к окислительному стрессу. Брокколи содержит в своем составе различные вещества, обладающие высокими антиоксидантными свойствами, что снижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [8]. Результаты определения общей антиоксидантной активности сырья и готового продукта представлены на рисунке 3.

Таким образом, благодаря внесению пюре из брокколи в творожную массуантиоксидантная активность в готовом продукте увеличилась на 30,55%. Геропротекторы обладают высокими антиоксидатными свойства. Одни из них – это флаваноиды (хлорофилл, каратиноиды). В работе Причко с соавторами было выяснено, что в брокколи содержится в среднем 60 мг хлорофилла в 100 г. побеге [28], что и способствует высокой антиоксидантной активности данного продукта. Результаты определения количества хлорофилла в брокколи и готовом продукте представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Содержание хлорофилла со стандартной погрешностью: ТМ – творожная масса; ГП – готовый продукт

Figure 4. Chlorophyll content with a standard error: TM – curd mass; FP – finished product

Рисунок 3. Антиоксидантная активность со стандартной погрешностью: ТМ – творожная масса; Б – брокколи; ГП – готовый продукт

• Figure 3.    Antioxidant activity with a standard error: CU – curd mass; B – broccoli; FP – finished product

Витамин В1 необходим для нормализации работы мышечной / центральной нервной / дыхательной систем и обмена веществ, а также снижает внутриклеточный уровень глюкозы [29]. Рибофлавин участвует в образовании эритроцитов, белков, регулирует жировой обмен, поддерживает нормальную работу щитовидной железы [30]. В3 – способствует протеканию окислительно-восстановительных реакций в качестве кофермента НАД и НАДФ [31], регулирует синтез ферментов, липидный и углеводный обмен [32]. Пантотеновая кислота – положительно влияет на активность стероидных и пептидных гормонов, участвует в экспрессии генов, отвечающих за центральную нервную систему, а также регулирует процесс построения и развития клеток [33]. В6 регулирует работу центральной нервной системы, метаболизм в обмене и транспортировке железа в клетки костного мозга [34]. Витамин С обладает противоцинготной и антиоксидантной активностями, участвует в синтезе нейромедиаторов [35].

аминокислот, гликогена, липидов, участвуют

Таблица 2.

Содержание водорастворимых витаминов в брокколи, творожной массе и готовом продукте

Table 2.

The content of water-soluble vitamins in broccoli, cottage cheese and the finished product

Содержание витамина, мг Vitamin's contains, mg	В 100 г. брокколи In 100 g of broccoli	В 100 г. творожной массы In 100 g of curd mass	В 100 г. творожной массы с брокколи In 100 g of curd mass with broccoli	Суточная норма витамина для человека, мг The daily norm of vitamin for a person, mg
B 1	6,71 ± 0,06	н/о	1,45 ± 0,01	1,5
B 2	н/о	0,84 ± 0,01	0,78 ± 0,01	1,8
B 3	6,33 ± 0,07	1,34 ± 0,01	3,03 ± 0,02	20
B 5	н/о	0,11 ± 0,01	0,09 ± 0,01	5
B 6	0,15 ± 0,01	0,12 ± 0,01	0,13 ± 0,01	2
C	165,74 ± 1,82	7,33 ± 0,08	110,13 ± 1,26	90
н/о – не обнаружено

Vаrgаsеtаl. [36] в исследовании выяснили, что в брокколи содержится 6,8 мг / 100г капусты витамина В 1 . В работе Причко и соавторов обнаружилось, что в капусте содержится 154,0– 195,4 мг/100 г. аскорбиновой кислоты, витамина В 3 – 4,2 мг/100 г. [37]. Мелибова и др. обнаружили с брокколи 0,175 мг/100г витамина В 6 [38]. По данным исследования Лисина и Ефремова в твороге содержится 0,3 мг/100г продукта витамина В 2 , В 3 – 0,3 мг/100г, В 6 – 0,1 мг/100г, С – 0,5 мг/100г [39]. Розикова и Серова обнаружили, что в творожной массе содержание В 5 составляет 0,21 мг/100г [40]. Небольшие отличия в содержание витаминов в сравнении с вышеперечисленными исследованиями может быть из-за термической обработки (бланширование капусты брокколи), так как водорастворимые витамины легко разрушаются при нагревании (содержание витамина ниже, чем по литературным данным). Также на содержание (больше или меньше) данных нутриентов влияет сорт капусты брокколи. Готовый продукт планируется изготавливать массой 80г.

Заключение

При микрокопировании маточной и лабораторной заквасок наблюдали кокков, диплококков и стрептококков (микроорганизмы из закваски для творога «Vivo») и бацилл ( Bifidobacterium adolescentis AC-1578), посторонняя микрофлора не обнаружена. Анализ интенсивности кислото-образования показал, что готовая закваска для творога, состоящая из трех микроорганизмов, сквашивает молоко до необходимой титруемой кислотности за 7 ч.

При добавлении, в вышеупомянутую закваску, Bifidobacterium adolescentis AC-1578 время сквашивания сокращается до 6 ч.

Анализ качества готового продукта показал, что творожная масса обладает кисломолочным вкусом / запахом с привкусом брокколи. Титруемая кислотность составила 113 °Т, массовая доля влаги 40,5%. Благодаря, изменению сырья от ГОСТ 31680–2012, готовый продукт обладает более низкой калорийностью – 110,4 ккал.

Из-за внесения в творожную массу пюре из брокколи её антиоксидантная активность составила 55,02%. Количество хлорофилла в готовом продукте (80 г.) – 19,2 мг. В среднем суточная норма для взрослого человека – 100 мг, таким образом, готовый продукт удовлетворяет потребность в данном флавоноиде на 19,2%. Содержание витаминов В 1 , В 2 , В 3 , В 5 , В 6 и С в готовом продукте составило 1,16; 0,62; 2,42; 0,07; 0,10 и 88,10 мг, соответственно. В пересчете на суточную норму удовлетворение в вышеперечисленных витаминах: 96,67; 34,44; 12,1; 1,4; 5; 97,89%, соответственно.

Таким образом, при добавлении брокколи в творожную массу при соотношении 1/3, соответственно увеличивается антиоксидантная активность готового продукта примерно в два раза, а содержание некоторых витаминов более 95% от суточной нормы. Данный продукт является функциональным продуктом питания для профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы.