CC BY
74
УДК 663.885
Функциональные инстантные напитки
сбалансированного аминокислотного состава
И.С. Воробьева, канд. биол. наук, А.А. Кочеткова, д-р техн. наук, профессор, В.М. Воробьева, канд. техн. наук, Е.А. Смирнова, канд. техн. наук, В.К. Мазо, д-р биол. наук, профессор НИИ питания РАМН
Развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище с целью сохранения и укрепления здоровья населения, профилактики заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием, является одной из основных задач государственной политики в области здорового питания [1].
Практическая реализация этой концепции предполагает разработку, производство и поступление на потребительский рынок широкого ассортимента пищевых продуктов оздоровительного действия, в том числе и функциональных пищевых продуктов (ФПП). Ключевое условие соответствия пищевого продукта категории «функциональный»- нали-
Ключевые слова: инстантный функциональный напиток; аминокислотный скор; функциональные пищевые ингредиенты; пищевая ценность.
Key words: instant functional drink; amino-acid skor; functional food ingredients; nutritional value.
чие научно обоснованных и подтвержденных свойств, обеспечивающих снижение риска развития заболеваний, связанных с питанием, сохранение и улучшение здоровья за счет присутствия в его составе функциональных пищевых ингредиентов.
В соответствии с Государственным контрактом №16.512.11.2144, выполняемым в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 гг.» при поддержке Мин-обрнауки РФ, в ФГБУ «НИИ пита-
Таблица 1
Медико-биологические требования к функциональным напиткам сбалансированного
аминокислотного состава
Показатель ФПП-1 (200 мл*) ФПП-2 (200 мл) ФПП-3 (200 мл)
г ккал г ккал г ккал
Содержание белка 6-8 24-32 8-12 32-48 8-12 32-48
Содержание жира (в т.ч. ПНЖ ) 2-3 18-27 6-8 54-72 3-4 27-36
Содержание углеводов 10-15 40-60 20-25 80-100 15-20 60-80
Содержание растворимых пищевых волокон 1,0 0 1,0 0 1,0 0
Содержание витаминов 15-50 % от НФП** 15-50 9 'о от НФП 15-50 9 от НФП
Содержание минеральных веществ 15-50 % от НФП 15-50 9 'о от НФП 15-50 9 от НФП
Массовая доля влаги, %*** Не более 5,0 Не более 5,0 Не более 5,0
Калорийность, ккал 80- -120 160 -220 120- 160
Продолжительность растворения, мин Не более 2 мин Не более 2 мин Не более 2 мин
Индекс растворимости, см3 сырого остатка Не более 0,5 Не более 0,5 Не более 0,5
* - суточная порция напитка; **НФП -*** - определяется в сухой смеси. нормы физиологических потребностей;
ния» РАМН проводятся научно-исследовательские работы по созданию функциональных пищевых продуктов на основе использования нетрадиционного пищевого сырья в виде белковых гидролизатов животного происхождения.
Одна из основных задач этих исследований - разработка инстант-ных функциональных напитков сбалансированного аминокислотного состава заданной пищевой ценности, предназначенных для коррекции рационов питания лиц с отклонениями от стандартных показателей индекса массы тела и пониженным иммунитетом. Объекты разработки:
инстантный функциональный напиток, предназначенный для коррекции рациона питания лиц с избыточной массой тела (низкокалорийный);
инстантный функциональный напиток, обеспечивающий нутритив-ную поддержку для лиц с пониженным индексом массы тела (высококалорийный);
инстантный функциональный напиток, предназначенный для повышения адаптационных возможностей организма (обогащенный).
Функциональные напитки входят в состав рациона питания как составная часть завтрака или ужина, а также могут использоваться в качестве замены одного из приемов пищи. В связи с этим состав разрабатываемых напитков должен моделироваться в соответствии с принципами рационального сбалансированного питания с учетом норм потребления пищевых веществ и энергии, а также функциональной направленности напитка.
На основании анализа состава и физико-химических свойств, представленных на рынке порошкообразных смесей и готовых напитков, с учетом требований современной нутрициологии были разработаны медико-биологические требования к качеству и безопасности функциональных напитков (табл. 1).
По санитарно-химическим и микробиологическим показателям функциональные напитки должны соответствовать Единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) и СанПиН 2.3.2.1078-2001 [2, 3].
При моделировании состава функциональных продуктов одна из основных технологических задач -обоснованный выбор функциональных ингредиентов, позволяющих разработать продукт заданной пищевой ценности и направленной эффективности.
Для обеспечения реальной физиологической эффективности напитков и приемлемых органолептических свойств используемые функциональные ингредиенты должны отвечать следующим требованиям:
полезные свойства вводимых пищевых ингредиентов должны быть научно обоснованы, для каждого выявлены физиологические эффекты;
при введении нескольких функциональных ингредиентов должны быть изучены их взаимодействие и возможный синергический эффект комплексного воздействия на организм;
добавляемые пищевые ингредиенты должны быть безопасными и стабильными в процессе хранения;
каждый ингредиент должен иметь точные физико-химические характеристики, достоверно определяемые с помощью специальных методов анализа;
количество функционального пищевого ингредиента в готовом пищевом продукте должно быть физиологически значимым, т. е. быть сопоставимым с нормой физиологической потребности в нем, но, в то же время, не должно ухудшать потребительские свойства продукта и уменьшать его пищевую ценность [4-7].
Основываясь на этих требованиях, а также на результатах проведенных исследований физико-химических и технологических свойств присутствующих на рынке функциональных ингредиентов осуществлен их научно обоснованный выбор, изучено их взаимодействие в многокомпонентной системе, что позволило сделать вывод о совместимости этих ингредиентов и возможности разработать рецептуры инстантных напитков заданного состава.
Рецептурный состав разрабатываемых инстантных функциональных напитков приведен на рис. 1.
В состав разрабатываемых напитков входят основные пищевые вещества - белки, жиры, углеводы, растворимые пищевые волокна в количествах, обусловленных функциональным назначением продукта. Напитки также содержат эссенциаль-ные нутриенты (витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты) в количествах, адекватных физиологическим потребностям взрослого человека.
Сбалансированность аминокислотного состава разработанных функциональных напитков достигается за счет использования белковой композиции, состоящей из гидролизата куриного белка и сухого обезжиренного молока, взятых в количествах, обеспечивающих значение амино-
кислотного скора, равное 1,0. Для оптимизации аминокислотного состава белковой композиции использовали графический метод моделирования с учетом коэффициента истинной усвояемости, определяемой биологическим методом исследования азотистого баланса [8].
В качестве углеводного компонента, обеспечивающего организм энергией, использованы фруктоза, сахар и мальтодекстрин. Внесение фруктозы, имеющей коэффициент сладости 1,2-1,5, в низкокалорийный напиток (ФПП-1) обеспечивает оптимальные органолептические свойства этого напитка без существенного повышения его калорийности. Соотношение моно-, ди - и олигосахаридов в составе ФПП-2 и ФПП-3 оптимально как с технологической, так и физиологической точек зрения. Использование сочетаний этих углеводов придает напиткам умеренно сладкий вкус, а различная скорость переваривания и всасывания не приводит к
быстрому увеличению содержания глюкозы в крови. Жировой компонент напитков состоит из микрокап-сулированного препарата полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), порошкообразного кокосового масла или их смеси. Входящие в функциональные напитки полисахариды (инулин, гуммиарабик, полидекстроза) служат источниками растворимых пищевых волокон, обладают пребиотическими свойствами, улучшают текстуру, стабильность и вкус готовых напитков. Обогащение напитков витаминами и минеральными веществами обеспечивает организм незаменимыми факторами питания, усиливает функциональные свойства напитков. Внесение экстрактов зеленого чая и эхинацеи способствует антиоксидантной защите организма, повышению его адаптационных возможностей и сопротивляемости заболеваниям. Использование натуральных порошкообразных плодов и ягод придает привле-
Рис. 2. Технологическая схема производства инстантных функциональных напитков
кательный цвет и вкус напиткам, повышает их пищевую ценность.
Разработанные функциональные напитки представляют собой многокомпонентные смеси, в состав которых, наряду с основными рецептурными компонентами, входят минорные биологически активные вещества. В связи с этим основная технологическая задача - получение продукта в виде однородной смеси, в которой равномерно распределены все рецептурные компоненты, что позволяет обеспечить поступление в организм необходимых в рекомендуемом количестве нутриентов с одной -двумя порциями готового напитка.
При разработке технологии функциональных напитков за основу был взят широко применяемый способ обогащения микронутриентами пищевых продуктов, заключающийся в приготовлении предсмесей минорных компонентов и поэтапном разведении их другими рецептурными ингредиентами [9, 10]. Технологическая схема производства инстант-ных функциональных напитков представлена на рис. 2.
На основании проведенных экспериментов с использованием модельных смесей обоснованы, отработаны и установлены оптимальные параметры технологического про-
цесса производства ФПП в смесителе барабанного типа, обеспечивающие однородность смеси и равномерность распределения минорных компонентов: коэффициент загрузки рабочей камеры - 0,5, скорость перемешивания - 40 мин-1, длительность перемешивания - 15 мин.
Пищевая ценность разработанных функциональных напитков, определенная аналитическими методами, приведена в табл. 2. Содержание пищевых веществ в одной порции функциональных напитков и процент удовлетворения физиологической потребности в макро- и микро-нутриентах соответствуют медико-биологическим требованиям и задачам исследования.
Данные, приведенные в табл. 3, свидетельствуют, что функциональные напитки содержат все незаменимые аминокислоты. Порция напитка обеспечивает от 10 до 19 % от рекомендуемой нормы их потребления [2].
В результате проведенных исследований разработаны рецептуры и технология инстантных функциональных напитков сбалансированного аминокислотного состава, заданной пищевой ценности и направленной эффективности с применением современных инновационных ингредиентов.
Используемый в составе функциональных напитков белок является полноценным и сбалансированным по содержанию незаменимых аминокислот и характеризуется высоким скором аминокислот. Обогащение напитков незаменимыми факторами питания, к которым относятся витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, растворимые пищевые волокна, повышает пищевую ценность, улучшает функциональные свойства продукта. Содержание этих нутриентов соответствует требованиям и рекомендациям органов здравоохранения, соотносится с нормами физиологической потребности взрослого человека в энергии и пищевых веществах с учетом рекомендаций их суточного потребления.
Проведенные исследования показали, что по органолептическим, физико-химическим, санитарно-хими-ческим и микробиологическим показателям разработанные инстантные функциональные напитки соответствуют медико-биологическим требованиям. Сухие смеси и приготовленные из них напитки не имеют посторонних привкусов, запахов, включений, соответствуют традиционно сложившимся вкусам населения. Содержание основных химических загрязнителей не превышает
предельно допустимых уровней, установленных действующими нормативными документами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г. (утв. распоряжением Правительства РФ от 25 октября 2010 г. № 1873-р).
2. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (утв. Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 г. № 299).
3. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.- М.: ФГУП «ИнтерСЭН». - 2002. - 168 с.
4. Ипатова, Л.Г. Новые направления в создании функциональных пищевых продуктов/Л. Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, А.П. Нечаев//Пище-вая промышленность. - 2007. -№ 1. - С. 12-14.
5. Кочеткова, А.А. Научное обоснование составов и свойств функциональных напитков/А.А. Кочетко-ва, В.М.Воробьева, Е.А.Смирнова, И.С.Воробьева//Пиво и напитки. -
2011. - № 6. - С. 18-21.
6. Кочеткова, А.А. Функциональные пищевые продукты: общее и частное практических задач/А.А. Ко-четкова//Пищевые ингредиенты.-
2012. - № 1. - С. 34-37.
7. Кочеткова, А.А. Программа развития функциональных пищевых продуктов в России/А.А. Кочеткова/ /VII научно-практическая конференция «Технологии и продукты здорового питания». Сб. науч. трудов. -М., 2009. - С. 23-25.
8. Оптимизация аминокислотного состава белково-пептидных продуктов, используемых при приготовлении функциональных напитков/С.Н. Зорин [и др.]//Вопросы питания. -2012. - Т. 81. - № 3. - С. 30-34.
9. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технологии/В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Поздняковский. -Новосибирск. - Сибирское университетское издательство, 2004. -548 с.
10. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов микронутриента-ми: научные принципы и практические решения/В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк//Пищевая промышленность. - 2010. - № 4. - С. 20-25.
Таблица 2
Содержание пищевых веществ в одной порции функциональных напитков и процент удовлетворения физиологической потребности
ФПП-1 ФПП-2 ФПП-3
Ингредиенты Содержание в 1 порции (25 г), г % НФП в 1 порции (25 г) Содержание в 1 порции (50 г), г % НФП в 1 порции (50 г) Содержание в 1 порции (40 г), г % НФП в 1 порции (40 г)
Белки, г 7,3 10,0 10,1
Жиры, г, в том числе: 0,4 6,9 3,1
ПНЖ семейства ш-3, мг 100 5 100 5
Докозагексаено-вая кислота, мг Углеводы, г 0 13,4 10 24,2 70 19,6 10
Пищевые волокна (растворимые), г 1,0 50 1,0 50 1,0 50
Калорийность, ккал 86 199 147
Витамины
Е, мг 2,93 20 3,52 23 4,69 31
А, мг 0,15 17 0,18 20 0,24 27
D3, мкг 2,10 21 2,50 25 3,36 34
С, мг 25,0 28 30,2 34 40,21 45
В1, мг 0,38 25 0,45 30 0,60 40
В2, мг 0,43 24 0,50 28 0,68 38
В, мг 6' 0,46 23 0,55 28 0,74 37
Ниацин, мг 3,77 19 4,50 23 6,03 30
Фолиевая кислота, мг 0,15 37 0,18 44 0,23 59
В12, мкг 0,63 21 0,75 25 1,01 34
Пантотеновая кислота, мг 1,13 23 1,35 27 1,81 36
Биотин, мкг 7,5 15 7,5 15 12,0 24
K1, мкг 20,0 16 20,0 19 20,0 25
Минеральные вещества
Кальций, мг 170,0 17 230,0 23 228,0 23
Магний, мг 60,0 15 60,0 15 60,0 15
Железо, мг 6,7 37 6,7 37 9,0 50
Цинк, мг 2,7 23 2,7 23 3,6 30
Медь, мкг 269,5 27 269,5 27 359,0 36
Марганец, мкг 449,1 23 449,1 23 599,0 30
Йод, мкг 67,4 45 67,5 45 72,0 48
Селен, мкг 13,5 25 13,5 25 18,0 33
Молибден, мкг 11,3 16 11,3 16 15,0 21
Хром, мкг 13,5 27 13,5 27 18,0 36
Таблица 3
Содержание аминокислот в порции инстантных функциональных напитков
ФПП-1 ФПП-2 ФПП-3
Аминокислота Содержание в 1 порции (25 г), г % НФП в 1 порции (25 г) Содержание в 1 порции (50 г), г % НФП в 1 порции (50 г) Содержание в 1 порции (40 г), г % НФП в 1 порции (40 г)
Изолейцин 0,28 14 0,38 19 0,38 19
Лейцин 0,48 10 0,67 14 0,68 15
Лизин 0,47 11 0,64 16 0,64 16
Метионин + цистеин 0,21 12 0,29 16 0,29 16
Фенилаланин + тирозин 0,47 11 0,65 15 0,66 15
Треонин 0,28 12 0,39 16 0,39 16
Триптофан 0,10 13 0,14 18 0,14 18
Валин 0,28 11 0,39 16 0,39 16
