CC BY
77
УДК 637.247:664.641.1
Исследование влияния влагосвязывающей способности муки злаковых и бобовых культур на свойства
кисломолочного сгустка
Забегалова Галина Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии молока и молочных продуктов e-mail: zgn81@yandex.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Хайдукова Елена Вячеславовна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии молока и молочных продуктов e-mail: e.haidukowa@yandex.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Ермолина Александра Михайловна, аспирант e-mail: alexandra27e@yandex.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Ключевые слова: функциональный продукт, обезжиренное молоко, растительное сырье, органолептическая оценка, влагосвязывающая способность (ВСС), синерезис, условная вязкость.
Аннотация. Проведен анализ патентной литературы в области производства кисломолочных продуктов функционального назначения с использованием муки зерновых культур. Представлены результаты исследований по изучению влияния муки зерновых и бобовых культур на органолептические и структурно-механические показатели.
А V/ V/ ■ V/ V/
Одной из целей Федеральной научно-техническои программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 гг. является создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания [1].
Комплексное использование всех составных частей молока, а, следовательно, рациональное использование вторичного сырья, рассматривается сейчас как главное направление развития молочной промышленности. Оптимизация производства молочных продуктов может быть достигнута за счет расширения ассортимента продуктов, вырабатываемых с использованием обезжиренного молока, которое при минимальной энергетической ценности содержит комплекс биологически активных веществ.
В настоящее время популярностью пользуются комбинированные продукты, имеющие сбалансированный состав за счет сочетания сырья животного и растительного происхождения. Комбинирование молочных продуктов с зерновыми наполнителями позволяет получать продукты, обогащенные пищевыми волокнами, растительными белками, жирами, углеводами, витаминами, макро- и микроэлементами [2].
Пищевая ценность муки зерновых культур представлена в таблице 1 [3].
Таблица 1 - Пищевая ценность муки зерновых культур
Вид муки Белки, % Жиры, % Углеводы, %
Льняная 36 10 9
Рисовая 7 1 79
Соевая 43 9,5 19
Ячменная 10 1 72
Полбяная 14 2,5 70
Гороховая 21 2 49
Кукурузная 7 1,5 72
Гречневая 14 1 70
Известны способы производства молочно-зерновых ферментированных продуктов функционального назначения. Так, О.Б. Федотовой, Д.В. Макаркиным и О.В. Соколовой разработан способ производства ферментированного молочного продукта с мукой, включающий подготовку смеси, пастеризацию смеси, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, сквашивание, внесение пищевых наполнителей и охлаждение, отличающийся тем, что в молочную смесь при перемешивании вводят гречневую, рисовую или кукурузную муку или их смесь с добавлением инулина и/или мальтодекстрина [4].
В изобретении, представленном Н.А. Тихомировой и В.В. Васильевым, описан способ производства кисломолочных продуктов с мукой «Витазар» из зародышей пшеницы, образующихся после отжима масла и содержащих 25-37% белка, 19-25% сахара, 6-8% растительного масла, микро- и макроэлементы, витамины. Муку «Витазар» предварительно растворяют в части нормализованного молока в соотношении 1:3 соответственно, пастеризацию проводят при температуре 90-95°С в течение 30 мин, сквашивание проводят до кислотности сгустка 75-80°Т и вязкости 20-25 с, после сквашивания сгусток перемешивают 3-9 мин. Повышенная пищевая ценность, гипоаллергенные свойства, богатый витаминно-минеральный
состав, хорошие вкусовые качества и легкая усвояемость муки «Витазар» в кисломолочных продуктах делают данный продукт геродиетического питания функционально значимым [5].
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий предлагает способ обогащения молочной основы, где в качестве основы для производства кисломолочных напитков используется смесь комбинированного состава, содержащая обезжиренное коровье молоко и жидкую соевую основу в соотношении 1:1. В качестве биологически активной добавки используется сухой биологически активный концентрат «Золотой шар» в количестве 10% от массы смеси и гречневая мука в количестве 1,5% от массы смеси [6].
К.Т. Шагиев и Б.З. Шагиев разработали состав для производства кисломолочного продукта «Курт», включающий молоко, закваску, приготовленную из чистых культур молочнокислых бактерий, соль. В качестве добавки используют масло черного тмина и рисовую муку. Предлагаемый состав для производства кисломолочного продукта «Курт» позволяет расширить ассортимент функциональных продуктов с содержанием пищевых волокон и жизненно важных полиненасыщенных кислот [7].
Изобретение, представленное И.О. Романчук, Н.Ф. Кигель, Т.В. Рудаковой, С.Г. Даниленко, С.М. Андреус, Л.О. Моисеевой, относится к кисломолочного продукту «Викталакт» для детей, который содержит молоко нормализованное, заквасочный препарат, масло растительное, жировой комплекс «Омега-3», концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 80%, муку рисовая для детского питания, витаминный и минеральный комплексы, наполнитель вкусовой, причем заквасоч-ный препарат изготавливают из грибковой кефирной закваски, ацидофильной палочки - слизистая и неслизистая расы, и лейконостока, а как масло растительное содержит рафинированное подсолнечное или кукурузное масло [8].
На кафедре технологии молока и молочных продуктов ФГБОУ ВО «Вологодская ГМХА им. Н.В. Верещагина» проводятся исследования по разработке технологии нового вида молочно-зернового ферментированного продукта функционального назначения.
На данном этапе объектами исследования являлись опытные образцы молочнокислых сгустков, полученных путем сквашивания обезжиренного молока с добавлением наполнителя растительного происхождения закваской термофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки в соотношении 4:1, а также различные виды муки зерновых и бобовых культур (льняная, рисовая, соевая, ячменная, полбяная, гороховая, кукурузная и гречневая).
Рассматривали внесение муки зерновых и бобовых культур как реологического компонента, влияющего на консистенцию продукта.
Регуляторы консистенции связывают воду, в результате чего пищевая коллоидная система теряет свою подвижность, консистенция изменяется.
Влагосвязывающую способность (ВСС) определяли по следующей методике. Взвешивали центрифужную пробирку, в нее вносили 1 г муки, затем 10 см3 дистиллированной воды с температурой 20 оС, перемешивали 1 мин и оставляли в покое на 30 мин. Затем центрифугировали 5 мин с частотой 4000 об/мин. Полученную надосадочную жидкость сливали, пробирку с гидратированным продуктом взвешивали. ВСС рассчитывали, как отношение массы воды, связанной мукой, к исходной массе муки [9]:
ВСС = G/F (г Н2О/1г муки), где G - масса гидратированного образца после слива воды, г; F - масса муки, г.
Исследовали ВСС следующих образцов муки: кукурузная, рисовая, льняная, гречневая, гороховая, соевая, полбяная, ячменная. Полученные результаты представлены на рисунке 1.
Рис. 1. ВСС образцов муки: 1 - кукурузная, 2 - рисовая, 3 - льняная, 4 - гречневая, 5 - гороховая,
6 - соевая, 7 - полбяная, 8 - ячменная.
Наибольшей ВСС обладали образцы льняной, гречневой и соевой муки. Гидра-тированные свойства, в том числе ВСС, обусловлены белками, входящими в состав муки. Льняная и гречневая мука содержат много белков, чем и объясняется высокая ВСС.
Предполагая математическую зависимость, исследовали комплекс структурно-механических показателей, объективно отражающих качество образцов: вла-госвязывающую способность, синерезис и условную вязкость.
Для математической обработки экспериментальных данных использовали методы статистического и регрессионного анализа с применением программного пакета для статистического анализа STATISTICA Advanced + QC 10 for Windows.
Выявлена линейная зависимость между влагосвязывающей способностью муки зерновых и бобовых культур и синерезисом кисломолочного сгустка, описываемая уравнением у=0,569+5,0113-х. Коэффициент корреляции между этими показателями равняется 0,808, что указывает на их тесную взаимосвязь (рис. 2).
35
30
25
•а
>
20
15
10
Scatterplot of Var2 againstVarí Spread^ieet2 10v*10c Var2 = 0,569+5,0113*x
С
О
Var1:Var2: у = 0,569 + 5,0113*х; г = 0,3078; р г2 = 0,6525 = 0,051 £
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4.0
Varí
4,5
5.0
5,5
6.0
Рис. 2. Влияние ВСС на синерезис опытных образцов
Зависимости между влагосвязывающей способностью и условной вязкостью в данном исследовании не выявлено (рис. 3).
>
30 28 2Б 24 22 20
13 16
14 12 10
1,0
2,0
Scatterplot оf Vaг4 agalnstVar3 Spre adéieet2 10v*10c Var4 = 19,0272-0 4055*x
i i ■ i i i 1 1 1 1 1 1 1 1 ■ I i i i i 1 1 1 1 II''
Var3:Var4: у = 1 9,0272 - 0.4055*х;
г - -0.0881; р = 0,8356; г2 = 0,0078
о
о оо
о
о
С
2,5
3.0 3,5 Var3
4,0' 4,5
5,0
5,5 6,0
Рис. 3. Влияние ВСС на условную вязкость опытных образцов
Органолептическую оценку опытных образцов проводили с использованием профильного метода, представляя показатели качества продукта (консистенцию, вкус, запах и цвет) в виде совокупности составляющих - дескрипторов. Разработана 5-балльная система оценки (табл. 2).
Таблица 2 - Органолептическая оценка модельных образцов
Коэф- Балл
Характери- фициент
стика значи- 5 4 3 2 1
мости
Консистенция 0,3 Однородная, Однородная, Однород- Неоднород- Не соответ-
жидкая, не- жидкая со ная, жидкая ная, жидкая ствует обще-
прозрачная слегка замет- с заметным с видимым му описанию
ным осадком осадком осадком
Вкус 0,3 Чистый, Недостаточно Слабовыра- Не выражен- Неприятный
кисломолоч- выраженный женный кис- ный кисло- со значитель-
ный с легким кисломолоч- ломолочный молочный с ными отличи-
привкусом ный с легким с заметно посторонним ями от обще-
внесенного привкусом выраженным привкусом го описания
наполнителя внесенного привкусом или с из-
без посто- наполнителя внесенного лишним
ронних при- без посто- наполнителя привкусом
вкусов ронних при- внесенного
вкусов наполнителя
Запах 0,3 Чистый, Недостаточно Слабовы- Нечистый Неприятный
кисломолоч- выраженный раженный кисломолоч- со значитель-
ный с легким кисломолоч- кисломолоч- ный с вы- ными отличи-
ароматом ный с легким ный с ярко- раженным ями от обще-
внесенного ароматом выраженным посторонним го описания
наполни- внесенного ароматом запахом или
теля без наполнителя внесенного излишним
посторонних без посто- наполнителя ароматом
привкусов и ронних при- внесенного
запахов вкусов наполнителя
Цвет 0,2 Молочный Молочный со Молочный с Молочный с Неравномер-
с оттенком слабо вы- выраженным сильно вы- ный по всей
внесенного раженным оттенком раженным массе, не
наполнителя, оттенком внесенного оттенком характерный
равномер- внесенного наполнителя, внесенного данному про-
ный по всей наполнителя, равномер- наполните- дукту
массе равномер- ный по всей ля, слегка
ный по всей массе неравномер-
массе ный по всей
массе
Результаты органолептической оценки опытных образцов продукта представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Органолептическая оценка модельных образцов
Наименование показателей Обобщенный по- Категория
консистенция вкус запах цвет казатель качества качества
Образец с льняной мукой 0,91 1,16 1,08 0,83 3,98 хорошо
Образец с рисовой мукой 1,08 0,75 1,16 1,16 4,15 хорошо
Образец с соевой мукой 0,5 0,41 0,58 0,91 2,4 удовлетворительно
Образец с ячменной мукой 1,08 0,75 1,16 1,08 4,07 хорошо
Образец с полбяной мукой 1,08 0,75 1,16 1,08 4,07 хорошо
Образец с гороховой мукой 1,08 0,5 0,41 0,91 2,9 удовлетворительно
Образец с кукурузной мукой 1,08 0,75 1,16 1,16 4,15 хорошо
Образец с гречневой мукой 1,0 0,66 0,75 1,08 3,49 удовлетворительно
Влияние наполнителей на органолептические показатели напитков с использованием профильного метода показано на рисунке 4. Опытный образец, содержащий в своем составе гороховую муку, имел неприятный ярко выраженный гороховый вкус. Образец с соевой мукой так же отличался неприятным привкусом сои и мучнистой консистенцией. В дальнейшем исследования с данными образцами проводиться не будут.
Рис. 4. Влияние вида муки на органолептические свойства образцов
Таким образом, использование муки зерновых и бобовых культур позволит не только расширить ассортимент кисломолочных продуктов с комплексом заданных функциональных свойств, но и позволит решить проблему экономии сырьевых молочных ресурсов.
На основании проведенных исследований получены математические модели, демонстрирующие зависимость синерезиса кисломолочного сгустка от влагосвязы-вающей способности муки злаковых и бобовых культур.
Органолептическая оценка показала, что введение муки зерновых и бобовых культур в большей степени оказывает влияние на показатели вкуса и консистенции, и позволила исключить исследуемые образцы с неблагоприятными показателями.
Список литературы:
1. Об утверждении Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017 - 2025 годы: Постановление Правительства РФ от 25.08.2017 г. № 996 // Правовой портал «Гарант». - URL: http://www. garant.ru/ products/ipo/prime/doc/56599536
2. Тарасова, Е.Ю. Исследование и разработка технологии ферментированного молочно-злакового продукта: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.04 / Тарасова Елена Юрьевна. - Омск, 2014. - 192 с.
3. Химический состав российских пищевых продуктов: справочник / под ред. И.М. Скурихина и В.А. Тутельяна. - М.: ДеЛи принт, 2002. - 236 с.
4. Способ производства ферментированного молочного продукта с мукой: пат. 2017109645 Рос.Федерация: МПК A23C 9/12. - URL: https://yandex.ru/ patents/doc/RU2017109645A_20180924
5. Способ получения кисломолочного продукта с мукой из зародышей пшеницы «Витазар»: пат. 2005116112/13 Рос.Федерация: МПК А23С 9/13. - URL: https://findpatent.ru/patent/229/2292146.html
6. Способ производства кисломолочных напитков смешанного сырьевого со-
става, обогащенных биологически активными веществами: пат. 2002130005 Рос.Федерация: МПК A23C 9/20. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/ RU2002130005A_20041010
7. Состав для производства кисломолочного продукта «курт»: пат. 2011143136/10 Рос.Федерация: МПК A23C 9/13. - URL: https://patents. google.com/patent/RU2464794C1/ш?q = »кисломолочный» + »мука»&oq = »ки сломолочный»+»мука»&page=1
8. Кисломолочный продукт «Виталакт» для детей: пат.201307136 Украина. -URL: https://patents.google.com/patent/UA104976C2/ru?q = »кисломолочный »+»мука»&oq = »кисломолочный»+»мука»
9. Дерканосова Н.М. Исследование функционально-технологических свойств модельных смесей ржаной обдирной и амарантовой муки/ Н.М. Дерканосова, Н.И. Золотарева, В.Н. Куралесина // Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности: матер. IV межд. научно-практич. конф. / Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I. - 2016. - С. 285-288.
References:
1. Postanovleniye Pravitel'stva RF «Ob utverzhdenii Federal'noynauchno-tekhniche skoyprogrammyrazvitiyasel'skogokhozyaystva na 2017 - 2025 gody». Available at: http://www.garant.ru/ products/ipo/prime/doc/56599536 (accessed 8 June 2020)
2. Tarasova YE.YU. Issledovaniye i razrabotkatekhnologii fermentirovannogomolochno-zlakovogoprodukta. Doct, Diss. [A research and development of technology for fermented dairy and cereal products. Doct. Diss.]. Omsk, 2014, 192 p.
3. Skurikhina I.M., Tutel'yana V.A. Khimicheskiysostavrossiyskikh pishchevykhproduktov [Chemical composition of Russian food products]. Moscow, DeLi Print-Publ., 2002. 236 p.
4. Sposobproizvodstvafermentirovannogomolochnogoprodukta s mukoy [The production method of fermented milk product with flour]. Patent RF, no. 2017109645. Available at: https://yandex.ru/patents/doc/ RU2017109645A_20180924 (accessed 8 June 2020)
5. Sposobpolucheniyakislomolochnogoprodukta s mukoy iz zarodyshey pshenitsy «Vitazar» [Method for obtaining "Vitazar" fermented milk products with flour from wheat germ]. Patent RF, no. 2005116112/13. Available at: https:// findpatent.ru/patent/229/2292146.html(accessed 8 June 2020)
6. Sposobproizvodstvakislomolochnykhnapitkovsmeshannogosyr'yevogo sostava, obogashchennykhbiologicheskiaktivnymiveshchestvami [The production method of fermented milk products of mixed raw materials, enriched with biologically active substances]. Patent RF, no. 2002130005. Available at: https://yandex. ru/patents/ doc/RU2002130005A_20041010(accessed 8 June 2020)
7. Sostavdlyaproizvodstvakislomolochnogoprodukta"Kurt" [Composition for "Kurt" fermented milk product]. Patent RF, no. 2011143136/10. Available at: https:// patents.google.com/ patent/RU2464794C1/ru?q= "KMC.n0M0.n0MHbm"+"MyKa"& oq = "KMcn0M0.n0MHbm"+"MyKa"&page=1(accessed 8 June 2020)
8. Kislomolochnyyprodukt "Vitalakt" dlya detey ["Vitalakt" fermented milk product for children]. Patent Ukraine, no.201307136. Available at: https://patents. google.com/patent/UA104976C2/ru?q = "KMcnoMO.noMHbm"+"MyKa"&oq = "KMcno M0.n0MHbm"+"MyKa" (accessed 8 June 2020)
9. Derkanosova N.M., Zolotareva N.I., Kuralesina V.N. A research of functional and technological properties in model mixtures of rye and amaranth flour. Trudy IV mezhd. nauchno-praktich. konf. "Proizvodstvo i pererabotka sel'skokhozyaystvennoy produktsii" [Proc. of the IV international scientific and practical conf. "Production and processing of agricultural products: quality and safety management"]. Voronezh, 2016, pp. 285-288. (in Russian)
The influence of water-binding capacity in cereal and legume flour on the properties of fermented milk clot
Zabegalova Galina Nikolayevna, Candidate of Science (Technics), Associate Professor of Dairy Technology Chair e-mail: zgn81@yandex.ru
The Federal State Budgetary Educational Institution of the Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Khaydukova Yelena Vyacheslavovna, Candidate of Science (Technics), Associate Professor of Dairy Technology Chaire-mail: e.haidukowa@yandex.ru
The Federal State Budgetary Educational Institution of the Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Yermolina Aleksandra Mikhaylovna, post-graduate Student e-mail: alexandra27e@yandex.ru
The Federal State Budgetary Educational Institution of the Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda
Keywords: functional food product, skim milk, vegetable raw materials, organoleptic evaluation, water- binding capacity, syneresis, funnel viscosity.
Abstract. The analysis of patent literature in the field of funnel fermented milks production using cereal flour was done. The results of research on the influence of cereal and legume flour on organoleptic and structural-mechanical indicators are presented.
