CC BY
20
HayKOBHH BicHHK .HbBiBCbKoro Ha^OHaibHoro ymBepcurery BeTepHHapHOi MegnuUHH Ta 6i0TexH0iroriH iMeHi C.3. f^H^Koro Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj
doi: 10.15421/nvlvet7509
ISSN 2519-268X print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК 637.2
Дослвдження функщонально-технолопчних властивостей бiлково-полiсахаридних комплексiв та ïx використання у технологи масляних паст
О.В. Яценко, Н.М. Ющенко, В.М. Пас1чний [email protected]
Нацюнальний ушверситет харчових технологш, вул. Володимирська, 68, м. Кшв, 01601, Украша
Перспективним напрямком розвитку асортименту nродуктiв з тдвищеним вмктом жиру е збтьшення бтково! скла-дово!. Авторами аргументовано дощльтсть використання у технологи масляних паст 15,0% розчину казетату натрю на основi знежиреного молока у кiлькостi вiд 30,0 до 50,0% до загально! маси продукту. Об'ект до^джень - технологiя масляних паст. Предмет до^джень - моделью розчини полiсахаридiв, бтково-полкахаридю комплексы (БПК) на знежи-реному молоц та виготовлен на !х основi зразки масляних паст з масовою часткою жиру 45,0%. Здшснювалась ощнка органолептичних показниюв масляних паст, термосттюсть та дисперстсть плазми, до^дження реологiчних властивостей розчитв за допомогою ротацтного вiскозиметра «КЬео1е$1-2». Встановлено, що граничне напруження на зрiз для зразюв iз масовою часткою казетату натрю 10,25% перевищували вiдповiдний показник контрольного зразка для моделей iз камедями ксантана - у 8,8 разiв; рожкового дерева - у 8,8 разiв, гуара - у 8,5 разiв. Значне тдвищення показника граничного напруження на зсув у зразках iз сумiсним використанням казетату натрiю та полiсахаридiв свiдчить про ефект функщонального синергiзму вна^док комплексоутворення мiж вищезазначеними компонентами. Термосттюсть до^д-них зразюв масляних паст тсля 6-! доби набула сталих значень (в межах 0,86-0,88), що вказуе на завершення процеЫв фор-мування структури. Доведено можливкть створення ефективних бтково-полкахаридних комплекав (БПК) шляхом поед-нання казетату натрiю та камедей гуара, ксантана i рожкового дерева. Застосування таких комплекав дозволить знизи-ти дозу введення казетату натрю в середньому на 25% та забезпечити отримання масляних паст iз органолептичними та структурно-мехатчними показниками, наближеними до традицтного вершкового масла. Зниження дози введення казетату натрю у складi рецептур масляних паст позитивно позначиться на собiвартостi продукту. Отриман результати будуть покладен в основу подальших наукових до^джень у напрямi створення БПК iз залученням быьш широкого спектру цыьових функцiонально-технологiчних iнгредiентiв.
Ключовi слова: масляна паста, бтково-полкахаридний комплекс, казе!нат натрiю, структуроутворення, функщональ-но-технологiчний компонент.
Перспективным направлением развития ассортимента продуктов с повышенным содержанием жира является увеличение белковой составляющей. Авторами аргументированно целесообразность использования в технологии масляных паст
Citation:
Yatsenko, O., Yuschenko, N., Pasichniy, V. (2017). Investigation of the functional and technological properties of the protein-polysaccharide complexes and their application in technology of butter paste. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 19(75), 45-49.
Исследование функционально-технологическиевойства белково-полисахаридных комплексов и их использования в технологии масляных паст
О.В. Яценко, Н.М. Ющенко В.М. Пасичный [email protected]
Национальный университет пищевых технологий, ул. Владимирская, 68, г. Киев, 01601, Украина
15,0% раствора казеината натрия на основе обезжиренного молока в количестве от 30,0 до 50,0% к общей массе продукта. Объект исследований - технология масляных паст. Предмет исследований - модельные растворы полисахаридов, белково-полисахаридные комплексы (БПК) на обезжиренном молоке и изготовленные на их основе образцы масляных паст с массовой долей жира 45,0%. Осуществлялась оценка органолептических показателей масляных паст, определялась термостойкость и дисперсность плазмы, были исследованы реологические свойств растворов с помощью ротационного вискозиметра «Rheotest-2». Установлено, что полученные значения предельного напряжения сдвига для образцов с массовой долей казеината натрия 10,25% превышали аналогичные значения контрольного образца для моделей с камедями ксантана - в 8,8 раз; камедью рожкового дерева - в 8,8 раз, гуара - в 8,5 раз. Значительное возрастание показателя предельного напряжения на сдвиг в образцах с совместным использованием казеината натрия и полисахаридов свидетельствует об эффекте функционального синергизма, в результате комплексообразования между вышеупомянутыми компонентами. Термостойкость опытных образцов масляных паст после 6-го дня приобрела постоянное значение (в пределах 0,86-0,88), что указывает на завершение процессов формирования структуры. Доказана возможность создания эффективных белко-во-полисахаридных комплексов путем сочетания казеината натрия и камедей гуара, ксантан и рожкового дерева. Применение таких комплексов позволит снизить дозу введения казеината натрия в среднем на 25,0% и обеспечить получение масляных паст с органолептическими и структурно-механическими показателями, приближенными к традиционному сливочному маслу. Снижение дозы введения казеината натрия в составе рецептур масляных паст позитивно отобразится на себестоимости продукта. Полученные результаты будут положены в основу создания БПК с привлечением более широкого спектра целевых функционально-технологических ингредиентов.
Ключевые слова: масляная паста, белково-полисахаридный комплекс, казеинат натрия, структурообразование, функционально-технологический компонент.
Investigation of the functional and technological properties of the protein-polysaccharide complexes and their application in technology of butter paste
О. Yatsenko, N. Yuschenko, V. Pasichniy [email protected]
National University of Food Technologies, Volodymyrska Str., 68, Kyiv, 01601, Ukraine
The perspective direction of assortment development of products with high fat content is an increase in the protein component. The authors reasoned the expediency of using the sodium caseinate (a form of the supplement is 15.0% solution in the skim milk). Number of food additive is from 30.0 to 50.0% of the total weight of the product. The object of research is the technology of butter pastes. The subject of the research was model solutions of polysaccharides, protein-polysaccharide complexes (PPC), which were prepared in skim milk and samples of oil pastes (fat content 45.0%), which contained these PPC. The organoleptic parameters of oil pastes were evaluated, the heat resistance and dispersity of the plasma were determined. And the rheological properties were examined. The viscosity of the solutions with PPC-complex based on sodium caseinate was measured using a rotational viscometer «Re-otest 2». It was found that the obtained values of the limiting shear stress for samples with a mass fraction of sodium caseinate 10.25% were higher than the analogous values for the control sample. These values were 8.8 times more for models with xanthan gum, were more 8.8 times for models with locust bean gum, in 8.5 times for models with guar gum. A significant increase in the stress limit for shear in samples with the combined use of sodium caseinate and polysaccharides testifies to the effect offunctional synergism, as a result of complexation between the aforementioned components of this food system. The value of the heat resistance index of the test samples of butter pastes became constant after the 6th day (the value of0.86-0.88).This indicates that the processes of structure formation in the butter paste were completed. The possibility of creating effective protein-polysaccharide complexes by combining sodium caseinate and guar gum, xanthan gum and locust bean gum is proved. That will give a real opportunity to reduce the amount of sodium caseinate application by 25.0% from the initial one and, at the same time, to obtain butter pastes with good organoleptic, structural and mechanical properties that would be similar to the traditional cream butter. Partial reduction in the amount of sodium caseinate in the formulation of butter pastes by developing PPC will have a positive effect on the cost of the product. The obtained results will be used as a basis for the creation of the PPC with the involvement of a wider range of targeted functional and technological ingredients.
Key words: butter paste, protein-polysaccharide complex, sodium caseinate, structure formation, functional-technological component butter paste, protein-polysaccharide complex, sodium caseinate, structure formation, functional-technological component.
Вступ
Одним i3 перспективних напрямшв розвитку асор-тименту продукпв з тдвищеним вмютом жиру е збь льшення бшково! складово!. При цьому введений до продукту бшок повинен вщгравати полiфункцiональ-ну роль, i слугувати не лише збагачуючим компонентом, а й виявляти структуроутворюючу, вологоутри-муючу функцп та забезпечувати супрамолекулярну взаемодш фаз харчово! системи.
За результатами попередшх дослщжень авторами аргументовано дощльнють використання у рецепту-
рах масляних паст казешату натрш. Казешат натрш (КН) передбачено вводити у вигляд1 15,0% розчину на основ1 знежиреного молока у кшькосп в1д 30,0 до 50,0% до загально! маси продукту.
Однак, хоча вищенаведена шльшсть КН забезпе-чувала задаш технолопчш властивосп при виробниц-тв1 масляних паст, проте зумовлювала виникнення у готових продуктах специф1чного присмаку та запаху молочного бшка. Тому виникла необхвдшсть удоско-налення компонентного складу МП у напрямку змен-шення кшькосп казе!нату натрш. На думку ряду автор1в, одним 1з найбшьш перспективних та актуаль-
hhx mnaxiB BupimeHHa nocraBneHoi 3agani e BHKopuc-TaHHa 3gaTHocri 6inKiB yTBoproBaru KoMnneKcu HaHopo-3MipHHx CTpyKTyp i3 ioHHHMH Ta HeioHHHMH nonicaxa-pugaMH (rigpoKonoigaMH) (Graveland-Bikker and de Kruif, 2006; Imeson, 2010; Derkach et al., 2012).
Mema docnidwenb. Po3po6Ka 6inK0B0-ByrneB0gHHx $yHK^0HanbH0-TexH0n0riHHHx KoMnneKciB Ha ocHoBi KH. 3a niTeparypHHMH gaHHMH (Topnikova, 2006) 6yno 06paH0 Han6inbm go^nbHi gna gocnigKeHHa nonicaxa-pugu, npegcraBneHi Ha puHKy yKpaiHH, 30KpeMa KaMegi: ryapoBa, KcaHTaHoBa, poKKoBoro gepeBa. OgHHM i3 Kpu-TepiiB Bu6opy nonicaxapugiB Bucrynana Kopena^a cra-HgapTH30BaH0r0 noKa3HHKa aKTHBHoi KucnoTHocri Bep-mKoBoro Macna Ta 3HaneHb pH gna nonicaxapugiB, b MeKax aKux bohh 3gaTHi BuaBnaTH cra6inbHi TexHonori-HHi BnacTHBocTi.
CTBopeHHa e^eKTHBHux 6inK0B0-n0nicaxapugHux KoMnneKciB (EnK) go3BonHTb: no-nepme, nacTK0B0 3hh-3hth go3y BBegeHHa KH 3 MeToro KoperyBaHHa opraHo-nenTHHHux noKa3HHKiB MacnaHHx nacT; пo-другe, 3a6e3-nenHTH MaKcuManbHe Ha6nHKeHHa opraHonemuHHux noKa3HHKiB Bupo6neHux npogyKTiB go Tpagu^HHoro BepmKoBoro Macna Ta 36eperm 6aKaHi cTpyKTypHi xa-paKTepucTHKH MacnaHoi nacra; no-mpeme, pa^0Hani3y-BaTH ekohoMinHy cKnagoBy peцeптypнoгo cKnagy MacnaHoi' nacTH , to6to 3po6HTH npogyKT 6inbm eK0H0MiHH0 npHBa6nHBHM.
MaTepia^H i MeTogu goc^ig^eHt
y aKocTi oö'exma gocnigKeHb 06paH0 TexHonoriro MacnaHHx nacT. npedMemoM gocnigKeHb BHcTynanH
MogenbHi po3HHHH nonicaxapHgiB, EnK Ha 3HeKHpeH0-My Mono^ Ta BHroToBneHi Ha i'x ocHoBi 3pa3KH MacnaHHx nacT 3 MacoBoro nacraoro KHpy 45,0%. B aKocTi Kornpo-nbHHx 3pa3KiB 6yno 06paH0 15,0% po3HHH KH Ha 3He-KHpeH0My мonoцi, MÜ, BHroToBneHa Ha noro ocHoBi Ta BepmK0Be Macno, B3aTe b aKocTi KupoBoi ochobh. Ma-mepicmciMu dm docnidwenb Bucrynanu 3pa3KH cyxoro KH внpo6ннцтвa TOB «,3,eHpiKo» (m. .Hy^K, yKpaiHa) 3rigH0 Ty y 20.5-40392270-003, MonoKo 3HeKupeHe 3 MacoBoro nacTKoro Kupy 0,05%, 6inKa - 3,2%, orpuMaHe cenapyBaHHaM He36upaHoro MonoKa, ^o BignoBigae BHMoraM ^CTy 3662, Macno conogKoBepmKoBe 3rigH0 ^CTy 4399 3 MacoBoro nacTKoro Kupy 72,5%. ^,na gocnigKeHb BHK0pucT0ByBanuca HacTynHi nonicaxapugu: ryapoBa KaMegb (Danisco, ,3,aHia), KcaHTaHoBa KaMigb (Danisco, AaHia), KaMigb poKKoBoro gepeBa (FMC comp., USA).
O^HKa opraHonenTHHHux noKa3HHKiB, TepMocTin-KicTb Ta gucnepcHicTb nna3MH npoBogunaca 3a 3aranb-HonpuHHaTHMH MeToguKaMH. gocnigKeHHa peonorinHux BnacTHBocTen npoBogunuca 3a gonoMororo poTaqiÖHoro BicK03HMeTpa 3 KoaKcianbHHMH цнniнgpaмн «Rheotest-2» (HiMeMHHHa), cucreMa S/H b giana30Hi mBugKocren 3cyBy Big 0,333 go 145,8 c-1 (Kosoj et al., 2010). Kpar-HicTb noBTopeHb gocnigKeHb - rpu. Peonorinrn gocnigKeHHa npoBogunu npu TeMnepaTypi 12 ± 1 °C.
Pe3ymTara Ta 'ix oßroBopeHHH
^na gocnigKeHb roryBanuca MogenbHi po3HHHH, K0Mn0HeHTHHH cKnag aKux HaBegeHo y тa6nнцi.
KoMnoHeHTHHH CK'.iag ;u)c.ii.№yiiaimx Moge.ii.niix poi'iiiiiiii
Тa6мицм
HaftMeHyBaHHa K0Mn0Herny nopagKoBHH H0Mep MogentHoro po3HHHy (3pa30K, №)
KoHTpont |1|2|3|4|5|6|7 | 8 | 9
MacoBa nacTKa KoMnoHeHTy y 303HHHi, %
MonoKo 3HeKHpeHe 85,0 99,0 91,5 88,25 99,0 91,5 88,25 99,0 91,5 88,25
Ka3eiHar HaTpiro 15,0 - 7,5 10,75 - 7,5 10,75 - 7,5 10,75
ryapoBa KaMegb - 1,0 1,0 1,0 - - - - - -
KaMegt KcaHTaHy - - - - 1,0 1,0 1,0 - - -
KaMegb poKKoBoro gepeBa - - - - - - - 1,0 1,0 1,0
Bctoro 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Ha nepmoMy eTani gna npuroTOBaHux MogenbHux 3pa3KiB gocnigKyBanu 3aneKHicrb goTHHHoro HanpyKeHHa 3cyBy Big rpagiema HanpyKeHHa Ha 3pi3. noKa3H BicK03HMeTpa ^iKcyBanu Ha K0KH0My eTani KpoKy mBH-gKocTi, nicna bhtphmkh npoTaroM 15 c. Bu3HaneHHa npoBogunu npu 36inbmeHHi mBHgKocri o6epTaHHa цнni-Hgpa. Ha MaKcuManbHin mBHgKocTi o6epTaHHa cucreMy BHTpuMyBanu 60 c 3 noganbmoro ^iKca^ero Hanpyru 3cyBy. OTpuMaHi gaHi HaBegeHi Ha pucyHKax 1-3.
AHani3yronu oTpuMaHi pe3ynbTaTH, Mo^Ha 3po6uTH bhchobok, ^o nonicaxapugu y B3aTin gna gocnig5KeHb KinbKocTi yTBoproBanu cna6KocTpyKTypoBaHi cucTeMH, noKa3HHK goTHHHoro HanpyKeHHa Ha 3pi3 nigBH^yBaBca i3 36inbmeHHaM rpagieHTa HanpyKeHHa. npunoMy, 3Ha-neHHa goTHHHoro HanpyKeHHa Ha 3pi3 gna 3pa3KiB Ha ocHoBi KaMegi poKKoBoro gepeBa BuaBunuca bh^hmh nopiBHaHo i3 3pa3KaMH Ha ocHoBi KaMegi KcaHTaHy Ha 2,6%, Ha ocHoBi ryapoBoi KaMegi - Ha 1,3%.
npu BBegeHHi go cucreMH KH y KinbKocTi 7,5% (^o cKnagae 50,0% Big KinbKocTi KH y K0HTp0nbH0My 3pa3-Ky) noKa3HHK rpaHHHHoro HanpyKeHHa Ha 3pi3 3pocTaB -b cepegHboMy gna 2-ro 3pa3Ka - y 1,5 pa3u; gna 5-ro 3pa3Ka - y 1,45 pa3H, gna 8-ro 3pa3Ka - y 1,4 pa3H. Big-noBigHo npu BBegeHHi KH 10,25% (^o cKnagae 75,0% Big KinbKocTi KH y KoHTponbHoMy 3pa3Ky) noKa3HHK rpaHHHHoro HanpyKeHHa Ha 3pi3 cyrreBo 3pocTaB, y nopiBHaHHi i3 aHanorinHHM n0Ka3HHK0M gna 3pa3KiB i3 MacoBoro nacTKoro BBegeHHa KH 7,5%, - b cepegHboMy gna 3-ro 3pa3Ka - y 9,2 pa3u; gna 6-ro 3pa3Ka y 7,7 pa3, gna 9-ro 3pa3Ka - y 14 pa3iB. BcTaH0BneH0, ^o noKa3HHK rpaHHHHoro HanpyKeHHa Ha 3pi3 gna 3pa3KiB 3, 6 Ta 9 (MacoBa nacTKa KH 10,25%) TaK0K BuaBHBca bh^hm, HiK gna KoHTponbHoro 3pa3Ky, BignoBigHo gna 3-ro 3pa3Ka - y 8,8 pa3iB; gna 6-ro 3pa3Ka - y 8,8 pa3iB, gna 9-ro 3pa3Ka - y 8,5 pa3iB.
* 2800
с4
& 8 2400 ® 3 2000
—♦—Зразок-1 —Зразок-2 Ж Зразок-З —•—Контроль
0,33330,6 1 1,8 3 5,4 9 16,2 27 48,6 81 145,8 Градаент напруження на 3pi3, Dr (1/с)
Рис.1. Залежнкть дотичного напруження вщ градieнту напруження на 3pi3 модельних розчинiв казеТнату
naipiio та ВПК з ксантановою камеддю
3600 3200
- Зразок-4 -Зразок-5 -Зразок-6
0,33330,6 1 1,8 3 5,4 9 16,2 27 48,6 81 145,8 -»-Контроль Град1ент напруження на 3pi3, Dr (1/с) Рис. 2. Залежнкть дотичного напруження вщ гра^енту напруження на 3pi3 модельних розчишв казеТнату
nai piio та ВПК з гуаровою камеддю
0,33330,6 1 1,8 3 5,4 9 16,2 27 48,6 81 145,8 -«-Контроль Град1ент напруження на 3pi3, Dr (1/с) Рис. 2. Залежнкть дотичного напруження вщ гра^енту напруження на зрiз модельних розчишв казеТнату
nai piio та ВПК з гуаровою камеддю
-Зразок-7
-Зразок-8
-4^3разок-9
-Контроль
0,33330,6
16,2 27 48,6 81 145,8
Градаент напруження на 3pi3, Dr (1/с)
Рис.3. Залежнкть дотичного напруження вщ гра^енту напруження на зрiз модельних розчишв казеТнату
натрiю та БПК з камеддю рожкового дерева
Значне тдвищення показника граничного напруження на зсув у зразках iз сумюним використанням КН та полiсахаридiв свiдчить про ефект функцюналь-ного синергiзму внаслщок комплексоутворення мiж вищезазначеними компонентами. Таким чином, для введения до складу масляних паст було взято зразки № 2, 3, 5, 6, 8, 9, що мюгили БПК.
На другому етат нами було виготовлено та досль джено органолептичнi показники та дисперсшсть водно! фази модельних зразшв масляних паст iз масо-вою часткою жиру 45,0% на основi вищезазначених розчинiв (контроль - масляна паста, виготовлена на основi РКН 15,0% та масло вершкове з масовою часткою жиру 72,5%). Оскшьки масляна паста - це продукт iз високим вмютом водно! фази (45%), тому зда-тшсть забезпечити високий ступiнь дисперсносп плазми е принциповим критерiем у рекомендаци фо-
рмування якiсно-кiлькiсного сшввщношення у БПК. Результати дослiджень дисперсносп масляних паст з рпними розчинами БПК наведено на рис.4.
Рис. 4. ПрофМ ощнки дисперсностi плазми (клас) виготовлених зразшв масляних паст iз рпиими модельними розчинами БПК
Вщповщно до рисунку 4 найвищу оцiнку отрима-ли зразки 3,6 та 9 масляно! пасти, що мiстили камедь гуару та камедь плодiв рожкового дерева, масова частка КН у яких була знижена на 25% вiдносно до контрольного зразку. Зразки масляних паст характе-ризувались чистим вершковим, солодкуватим смаком та запахом, без стороншх присмашв та запахiв. Зов-
шшнш вигляд i консистенщя - однорвдна, пластична, поверхня на 3pi3i суха на вигляд, блискуча, без види-мих краплин вологи Колiр - свггло-жовтий, рiвномiр-но розподiлений за ваею масою. Результати досль джень термостшкосп масляних пасти порiвняно з маслом вершковим з мчж 72,5%. Результати досль джень наведено на рисунку 5.
■ Зразок-З
■ Зразок-б Зразок-9
■ контроль-2 Вершкове масло
0.6
0.4
0.2
6 9 12 15
Тершн збер1гання. jiG
Рис. 5. Змша термостiйкостi досл1дних зраз
Термостшшсть дослвдних зразк1в пiсля 6-1 доби набувае сталих значень, що вказуе на завершения процесiв формування структури. Коефiцiент термос-тiйкостi масляних паст майже збiгаеться зi значенням вщповвдного показника вершкового масла i на 6-у добу знаходився в межах 0,86-0,88, що вщповвдае оцшщ «добре». Отримаш данi свiдчать про ефектив-нiсть використання БПК, що дае можливють досягти високих показникiв термостшкосл для продукту.
Висновки
Доведено можливють створення ефективних бш-ково-полiсахаридних комплекав шляхом поеднання КН та камедей гуара, ксантана та плодiв рожкового дерева. Це дозволить знизити дозу введення КН на 25,0% ввд початково! та отримати маслянi пасти iз органолептичними та структурно-механiчними показ-никами, наближеними до традицiйного вершкового масла. Часткове зниження кiлькостi КН у рецептурi МП шляхом розробки БПК позитивно позначиться на собiвартостi продукту.
Перспективи подальших дослгджень. Отримаш результати будуть покладеш в основу створення БПК iз
i масляних паст з БПК у процеС збер^ання
залученням ширшого спектру щльових функцюналь-
но-технологiчних iнгредieнтiв.
Бiблiографiчнi посилання
Imeson, A. (2010). Food Stabilisers, Thickeners and Gelling Agents Wiley-Blackwell.
Graveland-Bikker, J.F., de Kruif, C.G. (2006). Unique milk protein based nanotubes: Food and nanotechnology meet. Trends Food Sci Technol. 17, 196-203.
Derkach, S.R., Kukushkina, A.N., Levachov, S.M., Matveenko, V.N. (2012). The role of the cationic surfactants in concentrated emulsions stabilized with globular protein. Progress in Colloid and Polymer Sci. (in press).
Topnikova, E.V. (2006). Rol' jemul'gatorov i stabilizatorov v masloobrazovanii i formirovanii struktury masla ponizhennoj zhirnosti. Syrodelie i maslodelie. 5, 35-37 (in Russian).
Kosoj, V.D., Dunchenko, N.I., Merkulov, M.Ju. (2010). Reologija molochnyh produktov (polnyj kurs): uchebnik. M.: DeLiPrint (in Russian).
Стаття надiйшла до редакцН 1.03.2017
