Теоретическое и экспериментальное обоснование применения колострального масла при разработке функционального продукта

Введение . В настоящее время российскими и зарубежными учеными, работающими в области инновационных пищевых технологий, пристальное внимание уделяется разработке продуктов функциональной направленности. Особенностью их создания является подбор и максимальное сочетание ингредиентов, а также моделирование определенных заданных свойств продукта.

Из основных товароведных групп продовольственных товаров наибольший интерес представляют кондитерские изделия, в том числе мучные. Данная группа изделий отличается высоким содержанием белков, жиров и углеводов, обладает высокой пищевой ценностью и вкусовыми достоинствами, пользуется спросом у населения всех возрастных групп [1]. Однако в их составе практически полностью отсутствуют биологически активные веществе (БАВ), в связи с чем они могут стать основой для разработки функциональных пищевых продуктов.

В качестве функционального ингредиента нами предлагается колостральное масло как источник полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов и провитаминов, незаменимых аминокислот [2]. На наш взгляд, это позволит повысить биологическую ценность изделий, снизить калорийность и получить продукт с высокими качественными характеристиками. В связи с этим интерес представляет рассмотрение вопроса по обоснованию возможности и целесообразности использования колострального масла в технологии мучных кондитерских изделий.

Цель исследования. Изучение возможности использования колострального масла в технологии производства мучных кондитерских изделий, обладающих повышенной биологической ценностью.

Задачи исследования: изучить биохимический состав колострального масла; обосновать технологию производства мучного кондитерского изделия с использованием функционального ингредиента; провести комплексную оценку качества готового изделия.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являлись: летнее и зимнее колостральное масло (по 6 образцов), мучное кондитерское изделие – кекс «Песочный», выработанный по стандартной технологической схеме (контрольный образец), кекс «Песочный», обогащенный добавкой колострального масла в количестве 2,5, 5 и 7,5 % (опытные образцы). Экспериментальная часть работы проводилась на базе технологического факультета Дальневосточного государственного аграрного университета; в испытательной лаборатории ВНИИ сои г. Благовещенска. Физико-химические и органолептические показатели определяли по стандарт- ным методикам в соответствии с ГОСТ 150522014. Жирнокислотный состав масла определяли на ИК-анализаторе «Инфраскан». При определении каротина использовали фотометрический метод, основанный на растворении каротина в петролейном эфире и фотометрическом изменении окраски. Витамин А определяли используя треххлористую сурьму с дальнейшим колориметрированием, витамин D – химическим методом по ГОСТ 11222-65. Технологические операции проводили по традиционной схеме для контрольного и опытных образцов. Получение колострального масла осуществляли по авторской методике в условиях крестьянско-фермерского хозяйства Амурской области. Для предотвращения окислительных процессов в масло добавляли пищевую добавку «Лавитол» (дигидрокверцетин) в количестве 0,02 % к массе сырья [3]. Получение математических моделей осуществляли с помощью методики планирования экспериментальных исследований. Достоверность данных достигалась планированием количества экспериментов. Для обработки экспериментальных данных и построения графических зависимостей использовали стандартную специализированную программу Origin (v.9.0). Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием программ MS Word 2007, MS Excel 2007, Statistika 10.

Результаты исследования и их обсуждение. На первоначальном этапе исследований нами проведен сравнительный анализ липидного состава летнего и зимнего масла молозива. Установлено, что в летнем масле содержится значительно больше фосфатидилхолина (ФХ) – 31,5 % и фосфатидилсерина (ФС) – 10,0 %, а в зимнем – сфингомиелина (СМ), фосфатидилэ-таноламина (ФЭ) и фосфатидилинозита (ФИ). В основном кислоты представлены насыщенными жирными кислотами – 66,2 % (летнее); 72,1 % (зимнее). Ненасыщенных жирных кислот в летнем масле больше, чем в зимнем. Также нами было отмечено достаточно высокое содержание линолевой кислоты как в летнем (3,3 %), так и в зимнем (2,6 %) масле [2].

Витаминный состав колострального масла и молозива представлен на рисунках 1 и 2.

■ Каротин ■ Витамин А

Рис. 1. Содержание витамина А и каротина

Рис. 2. Содержание витамина D

Из данных, представленных на рисунках 1 и 2, видно, что летнее колостральное масло отличается высоким содержанием витаминов А и D. Увеличение содержания витамина D в колостральном масле, приготовленном из летнего молозива, объясняется тем, что в летнее время животное, находясь весь световой день вне помещения, получает достаточно солнечной энергии, благодаря которой в его организме из холестерина образуется большее количество витамина D, который так и называют – «солнечный витамин». Молозивный жир содержит много холестерина (группа стеринов). Молозивное масло по сравнению с молозивом – продукт более концентрированный в отношении содержания жира и, соответственно, холестерина. А так как витамин Д жирорастворимый, поэтому и концентрация витамина в колостральном масле будет выше, что и показано на рисунке 2. В колостральном масле, полученном из зимнего молози- ва, такой связи нет. Аналогичная ситуация с витамином А.

Таким образом, нами установлено, что летнее молозиво обеспечивает получение колострального масла с высокой биологической ценностью, что позволяет говорить о возможности его применения в качестве функционального ингредиента при производстве мучных кондитерских изделий.

На основании поисковых опытов выделены наиболее значимые факторы, оказывающие наибольшее влияние на качественные показатели мучного кондитерского изделия. Интервал варьирования – 2,5. На основании полученных результатов проведен регрессионный анализ зависимостей у i= f(x 1, x 2, x 3 ) и построены математические модели качественных показателей, которые позволяют заключить, что оптимальный параметр внесения колострального масла составляет 5 %.

Далее, с учетом поставленных задач, нами была разработана технология производства мучного кондитерского изделия – кекса «Песочный» с добавлением функционального ингредиента – колострального масла.

Технология производства кекса «Песочный» состоит из следующих операций: сбивание размягченного сливочного и колострального масла (5 %) в течение 2–3 мин; внесение сахара-песка, растертого с яичными желтками, сбивание 2– 3 мин; постепенное добавление взбитых охлажденных белков, соли, пищевого разрыхлителя, ванилина, крахмала картофельного, тщательное перемешивание; внесение пшеничной муки высшего сорта; взбивание до однородной массы; формовка изделий; выпечка при 190–200 °C в течение 15–20 мин; охлаждение и посыпка поверхности изделий рафинадной пудрой.

В лабораторных условиях нами апробирована технология приготовления мучного кондитерского изделия, определены показатели качества, основанные на принципах ХАССП (табл. 3), определена биологическая эффективность, произведен расчет пищевой ценности.

Для оценки органолептических показателей контрольного и опытного образцов дегустаторами были ранжированы показатели качества по значимости и назначены коэффициенты весомости [4]. Оценки экспертов заносились в дегустационные листы, после чего была проведена их статистическая обработка. Десять из двенадцати дегустаторов отдали предпочтение образцу № 2 (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид кекса «Песочный», обогащенного

5 %-й добавкой колострального масла

Таблица 1

Органолептические показатели качества кекса «Песочный», обогащенного 5 %-й добавкой колострального масла

Внешний вид	Изделие хорошо сохранило форму, на поверхности небольшие трещины
Вкус и запах	Приятный, сладкий, свойственный выпеченному изделию из песочного теста с присутствующим ароматом ванили
Цвет	Однородный, золотисто-желтый, в надрывах золотистый
Консистенция	Мягкая, рассыпчатая

Результаты органолептической оценки показали, что у образца с дозировкой колострального масла 5 % к массе сырья наилучшие показатели и наибольшее количество баллов (рис. 4).

Органолептические показатели кекса «Песочный» представлены в таблице 1.

Установлено, что внесение в рецептуру кекса «Песочный» колострального масла в количестве 5 % к массе сырья приводит к изменению органолептических показателей. Мучное кондитерское изделие приобретает характерный золотисто-желтый цвет.

На следующем этапе исследований нами проведена идентификация потенциального риска (опасных факторов) при производстве мучного кондитерского изделия [5]. Выявление критических контрольных точек (ККТ) при производстве кекса «Песочный» осуществляется с целью устранения (минимизации) риска или возможности его проявления. Нами выявлены критические контрольные точки на различных стадиях производственного процесса (табл. 2).

Рис. 4. Органолептическая оценка кекса «Песочный», обогащенного 5 %-й добавкой колострального масла

Таблица 2

Операция	Учитываемый опасный фактор	Контролируемые признаки	Действия (предупреждающие)
1	2	3	4
Прием сырья, хранение сырья	Повышенная влажность сухих продуктов, наличие инородных примесей, повышенная кислотность, наличие недопустимых дефектов	Влажность (мука, са-хар-песок), изменение органолептических показателей	Контроль товарносопроводительной документации, входной контроль, соблюдение режимов хранения (относительная влажность воздуха, температура)
Размягчение и сбивание сливочного и колострального масла	Неоднородность консистенции	Внешний вид, консистенция	Соблюдение технологического режима (продолжительность операции 2– 3 минуты)
Внесение и соединение компонентов (сахар-песок, яичный белок, пищевой разрыхлитель, ванилин, крахмал)	Несоблюдение соотношения компонентов, количества вносимых компонентов	Соотношение компонентов согласно рецептуре, количество вносимых компонентов	Строгое соблюдение норм закладки сырья, рецептуры

Окончание табл. 2

1	2	3	4
Перемешивание компонентов	Неоднородность консистенции	Внешний вид, консистенция, продолжительность перемешивания	Соблюдение технологического режима (продолжительность операции 5–10 минут)
Внесение компонента (мука пшеничная)	Несоблюдение количества вносимого компонента	Количество вносимого компонента	Строгое соблюдение норм закладки сырья, рецептуры
Взбивание	Неоднородность консистенции	Внешний вид, консистенция, однородность	Соблюдение технологического режима
Формование изделий	Нарушение формы изделия (деформация)	Внешний вид, форма изделия	Соблюдение технологического режима
Выпекание	Запах подгорелого изделия, изменение цвета поверхности	Цвет, консистенция, продолжительность тепловой операции	Соблюдение технологического режима (выпекание при t 190 – 200 °С в течение 15–20 минут)
Охлаждение	Нарушение температурного режима	Температура	Соблюдение технологического режима
Оформление поверхности изделия сахарной пудрой	Неравномерность оформления поверхности	Внешний вид	Соблюдение требования оформления кекса «Песочный»

Анализ опасных факторов (производство кекса «Песочный»)

Таким образом, идентификация потенциального риска (опасных факторов) при производстве мучного кондитерского изделия – кекса «Песочный» будет способствовать выпуску продукции высокого качества.

Показатели влажность и щелочность являются важнейшими для оценки качества мучных кондитерских изделий. Данные исследуемые физико-химические показатели контрольного и опытного образцов представлены на рисунке 5.

■ Влажность, %    ■ Щёлочность, градусы

Рис. 5. Физико-химические показатели мучных кондитерских изделий

Норма влажности песочного полуфабриката (по ГОСТ 5900-2014) составляет 3,0–9,0 ± 2 %. По результатам исследования все образцы со- ответствуют требованиям стандарта (контрольный и опытный 8,2 и 10,8 % соответственно).

Показатели пищевой ценности испытуемых образцов представлены в таблице 3.

Таблица 3

Пищевая ценность кекса «Песочный», обогащенного колостральным маслом, г/100 г продукта

Показатель	Контрольный образец	Опытный образец
Белки	10,10±1,27	12,34±2,31
Жиры	14,08±1,77	14,10±1,89
Углеводы	42,94±5,43	36,20±7,89

Анализ таблицы 3 показал, что пищевая ценность кекса «Песочный», обогащенного 5%-й добавкой колострального масла, и контрольного образца кекса «Песочный» со сливочным маслом складывается из основных макронутриентов (белков, жиров и углеводов). При этом на фоне стабильного содержания жира в обоих образцах в опытном кексе по сравнению с контролем отмечено уменьшение относительного содержания углеводов на 15,7 % и увеличение количества общего белка на 22,2 %.

Биологическая эффективность является показателем качества жиров, входящих в состав продукта, и отражает содержание в них незаменимых полиненасыщенных жирных кислот. По-линенасыщенные жирные кислоты нормализуют в организме жировой обмен, активизируют иммунитет, повышают пластичность кровеносных сосудов, обладают антиоксидантными свойствами и др.

Сравнительный анализ жирнокислотного состава исследуемых образцов представлен в таблице 4.

Таблица 4

Показатель	Контрольный образец		Опытный образец
	Абсолютное содержание жирных кислот, г	Относительное содержание жирных кислот, %	Абсолютное содержание жирных кислот, г	Относительное содержание жирных кислот, %
Насыщенные жирные кислоты:	3,8	27,1	3,6	25,6
- С 16:0 пальмитиновая	2,6	18,2	2,4	17,2
- С 18:0 стеариновая	1,2	8,9	1,2	8,4
Мононенасыщенные жирные кислоты:	2,4	17,0	3,1	21,9
- С 18:1 олеиновая	2,4	17,0	3,1	21,9
Полиненасыщенные жирные кислоты:	5,4	39,4	5,7	40,4
- С 18:2 линолевая	5,4	39,4	5,7	40,4
- С 18:3 линоленовая	-	-	-	-
Всего жирных кислот	11,6	83,5	12,4	87,9
В том числе ненасыщенных	7,8	56,5	8,8	62,3

Жирнокислотный состав исследуемых образцов

Из таблицы 4 следует, что в опытном образце общее количество жирных кислот составило 87,9 % от общих липидов, в контрольном – 83,5 %. Песочный кекс, обогащенный 5%-й до- бавкой колострального масла, содержит ненасыщенных жирных кислот на 5,8 % больше, чем контрольный образец. Увеличение произошло за счет повышения и абсолютного и относи- тельного содержания количества ненасыщенных жирных кислот. В первую очередь оно связано с повышением содержания в опытном образце, обогащенном 5%-й добавкой колострального масла, мононенасыщенной жирной кислоты олеиновой, на 0,7 г (4,9 %). Следует отметить, что олеиновая кислота находится практически во всех жирах растительного и животного происхождения, благотворно влияет на жировой обмен, в том числе на обмен холестерина, и относится к основным пищевым факторам, влияющим на снижение риска сердечнососудистых заболеваний. Кроме того, в опытном образце в сравнении с контролем отмечено увеличение на 0,3 г (1 %) количества полинена-сыщенной кислоты – линолевой, повышающей качество жиров. Незаменимая полиненасыщен-ная жирная линоленовая кислота в обоих образцах песочного кекса отсутствует.

Экспериментально установлено, что содержание витаминов С и Р составило 97,7 и 83,2 мг/100 г. Содержание каротина – 94,85 мг/100 г, что выше показателя контрольного образца на 6,6 %.

Выводы . На основании источников научной информации теоретически обоснована возможность использования колострального масла в качестве биологической добавки в мучные кондитерские изделия для повышения их пищевой и биологической ценности, улучшения потребительских характеристик. Данные, полученные при изучении биохимического состава колострального масла, подтверждают целесообразность его применения в качестве функционального ингредиента. Экспериментально обоснована технология производства мучного кондитерского изделия – кекса «Песочный», обогащенного 5 %-й добавкой колострального масла. В лабораторных условиях апробирован технологический процесс производства изделий, проведена комплексная оценка качества, определены химический состав и пищевая ценность готовых изделий.

Таким образом, введение в технологию мучных кондитерских изделий колострального масла способствует повышению качества продукта, обогащает его биологически активными веществами.