CC BY
11
УДК 637.04, 637.133.7 DOI 10.52231/2225-4269_2022_4_166
Исследование возможности применения
сиропов на основе растительного сырья в технологии консервированных
молочных продуктов
Куренкова Людмила Александровна, кандидат технических наук, доцент
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Куренков Сергей Алексеевич, руководитель ресурсного центра по подготовке кадров молочной отрасли
e-mail: [email protected],
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Корзюк Ян Владимирович, кандидат технических наук, инженер-технолог
e-mail: [email protected]
Общество с ограниченной ответственностью «Протемол»
Ключевые слова: консервированный молочный продукт, сахароза, овсяный сироп, активность воды.
Аннотация
В статье рассмотрен вопрос возможности применения сиропов, полученных путем гидролиза из растительного злакового сырья. Представлена характеристика сиропов, возможные варианты их качественного и количественного состава. Получены данные об активности воды и массовой доле сухих веществ, установлено, что наименьшим значением активности воды из исследованных сиропов характеризуется рисовый сироп. Исследованы образцы молочного
консервированного продукта с частичной заменой сахарозы на овсяный сироп в диапазоне от 0 до 30 % с шагом в 10 %. Получены данные об активности воды и массовой доле сухих веществ этих образцов. Установлено, что с увеличением массовой доли сиропа овса в составе образцов наблюдается незначительное снижение активности воды, что подтверждает возможность использования овсяного сиропа в качестве осмотически деятельного вещества в технологии производства консервированного молочного продукта, полученного путем рекомбинирования.
При производстве сгущенных и рекомбинированных молочных консервов важную роль при определении сроков годности продукта играет консервирующий эффект, создаваемый осмотически активными веществами [1].
В настоящее время наиболее активно для этих целей используется сахароза, которая традиционно входит в состав сгущенного молока с сахаром, и ее доля в нем составляет не менее 43,5 % [2].
В последние несколько лет активно формируется массовое сознание, акцент в котором направлен на здоровое питание, активный образ жизни, занятия спортом. Все это полностью согласуется с целями государственной политики в области сохранения населения, здоровья и благополучия людей [3]. Так, согласно плану реализации госпрограммы, к 2024 году доля людей, занимающихся спортом и ведущих здоровый образ должна составлять 55 %, а к 2023 году - 70 % [4].
Одной из причин снижения качества жизни и развития ряда заболеваний населения является широкое распространение и массовое употребление пищевой продукции с низкими потребительскими свойствами. Основными недостатками такой пищи является необоснованно высокая калорийность, сниженная пищевая ценность, избыточное содержание насыщенных жиров, дефицит микронутриентов и пищевых волокон [5].
В государственной программе, направленной на достижение национальных целей развития РФ, отмечены в качестве основных векторов приоритетное развитие научных исследований в области питания населения, в том числе в области профилактики наиболее распространенных неинфекционных заболеваний и разработки технологий производства, направленных на повышение качества пищевой продукции, а также продвижение принципов здорового питания [4].
О необходимости снижения содержания таких ингредиентов, как сахар, соль, трансизомеры жирных кислот, ученые говорят уже на протяжении десятилетий. Однако полностью исключить из рациона сахарозу очень затруднительно в силу того, что она входит в состав
множества привычных пищевых продуктов. Широта ее применения связана с тем, что сахароза кроме придания продукту сладкого вкуса выполняет еще множество технологических функций. Она участвует в формировании консистенции и более глубокого, обволакивающего вкуса продукта, выступает в качестве консерванта за счет понижения активности воды, взаимодействует с белками при протекании реакции Майара и т.п.
Группой авторов [6] предложено использовать в качестве осмотически деятельного компонента при производстве консервированного молочного продукта композицию, состоящую из сахарозы, стевиозида и сиропа калины. Предлагаемое изобретение позволяет повысить пищевую ценность продукта, однако стевиозид не производят из отечественного сырья, в связи с чем его использование не является целесообразным.
Использование витаминизированных сиропов ягод совместно с сахарозой изучено авторами [7].
Авторами [8] предложено применение крахмальной патоки совместно с сахарозой в технологии консервированных молочных продуктов. Установлено, что при введении в состав продукта крахмальной патоки достигается снижение калорийности. Недостатком данного способа производства является проведение технологического процесса получения крахмальной патоки с применением химически агрессивных реактивов.
В качестве подслащивающего вещества коллективом авторов предложено использовать сахарозу, глюкозно-фруктозный сироп и сухой экстракт топинамбура [9]. Изобретение направлено на снижение калорийности и повышение пищевой ценности.
Таким образом можно заключить, что исследование консервирующей способности сладких веществ, альтернативных сахарозе, в технологии сгущенных и восстановленных молочных консервов является актуальной задачей. Кроме того, следует отметить, что во всех существующих способах производства сгущенных и консервированных молочных продуктов с композициями углеводов в их составе содержится сахароза.
В условиях ограничений поставок импортных ингредиентов особый интерес вызывает отечественное и региональное сырье. Перспективным в этом отношении является растительное злаковое сырье, объемы производства которого на протяжении последних пяти лет находятся на стабильно высоком уровне [10]. Злаки содержат в своем составе порядка 55-70 % крахмала, из которого, путем ферментативного гидролиза, возможно получение различных продуктов. Для производства сиропов наиболее распространено использование пшеницы, кукурузы, ячменя, ржи, гречихи и овса [11]. При изменении параметров процесса гидро-
лиза (рН, температура, время выдержки) возможно получение сиропов с различным углеводным составом из одной и той же злаковой культуры. Возможные варианты качественного состава сиропов, полученных при гидролизе ржи и овса, представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Варианты качественного состава сиропов, полученных при гидролизе ржи и овса
Наименование Содержание углеводов в сиропах, %
углевода ржи риса овса
Глюкоза 28,6 3,5 10,9
Мальтоза 31,3 45,0 51,2
Ксилоза+арабиноза 0,8 н/д 19,9
Три- и тетрасахара 17,7 н/д н/д
Крахмал +декстрины 20,0 30,0 5,0
Фруктоза н/д н/д 0,6
На основании данных, представленных в таблице, можно сделать вывод, что сиропы, полученные в ходе гидролиза злаковых культур, содержат множество разных фракций, которые обладают различными свойствами, такими как сладость, гликемический индекс и другие.
Кроме разнообразного углеводного состава сиропы содержат полезные вещества, переходящие в них из исходного растительного сырья: белки, минералы, витамины и биологически активные вещества.
С учетом вышеизложенного целью исследования является изучение возможности использования сиропов, полученных из растительного сырья, в технологии консервированных молочных продуктов.
На начальном этапе исследований были произведены измерения показателя активности воды и массовая доля сухих веществ в овсяном и рисовом сиропах, а также в сиропе сахарозы (табл. 2).
Таблица 2 - Показатели активности воды в сиропах
Вид сиропа Массовая доля сухих Значение активности
веществ, % воды,
Овсяный 75,0±0,10 0,676±0,005
Рисовый 80,0+0,10 0,587±0,005
Сахарозы 75,0+0,10 0,679±0,005
На основании данных, представленных в таблице, можно заключить, что наименьшая активность воды отмечена в сиропе, полученном при гидролизе риса. Значения активности воды в сахарном сиропе и в сиропе, полученном при гидролизе овса, имеют близкие значения.
Принимая во внимание наибольшую распространенность выращивания овса в сравнении с рисом на территории России наиболее
целесообразно исследовать возможность его применения. Кроме того, стоимость овсяного сиропа на 12,5 % ниже в сравнении с сиропом, полученным из риса [12].
В лабораторных условиях были произведены выработки образцов консервированного молочного продукта с частичной заменой сахарозы на овсяный сироп. Массовая доля овсяного сиропа в образцах изменялась от 0 до 30 % с шагом 10 %. Продукт производился способом рекомбинирования. Во всех полученных образцах были определены массовая доля сухих веществ и значение показателя активности воды (табл. 3).
При проведении исследования использовали стандартные методы контроля: массовую долю сухих веществ определяли рефрактометрически по ГОСТ 8764-73 [13], активность воды определялась с помощью гигрометра фирмы Яо^отс модификации HydгoPalm НР 23, внесенного в Госреестр средств измерения РФ под № 2637910, вязкость определяли с применением вискозиметра Гепплера с падающим шариком по ГОСТ 27709-2015 [14].
Таблица 3 - Значения физических показателей в образцах продукта с частичной заменой сахарозы на овсяный сироп
Показатель Доля замены сахарозы на овсяный сироп, %
0(контроль) 10 20 30
Массовая доля сухих веществ, % 70,10±0,10 70,30±0,10 70,20±0,10 70,00±0,10
Значение активности воды, А, 0,759±0,005 0,756±0,005 0,754±0,005 0,752±0,005
Вязкость, Па-с 2,92+0,06 3,27+0,06 3,55+0,06 3,71+0,06
На основании данных, представленных в таблице, можно заключить, что введение в состав образцов продуктов овсяного сиропа приводит к изменениям активности воды и вязкости. Возрастание вязкости вероятно связано со структурой части сахаров, входящих в состав овсяного сиропа, а именно крахмала и декстринов. Имея полимолекулярную природу, они могут оказывать влияние на вязкость за счет сил физического взаимодействия с другими компонентами продукта, такими как белковые мицеллы.
Зависимость значений активности воды от доли замены сахарозы овсяным сиропом представлена на рисунке.
Рисунок 1 — Зависимость активности воды в образцах консервированного молочного продукта от массовой доли овсяного сиропа в составе
На основании полученной зависимости можно заключить, что с увеличением в составе образцов массовой доли овсяного сиропа происходит незначительное снижение активности воды, в среднем на 0,0025 единиц на каждые 10 % добавленного сиропа. Полученные данные подтверждают возможность использования овсяного сиропа в качестве осмотически деятельного вещества-консерванта при производстве консервированного молочного продукта. Кроме того, полученные значения активности воды позволяют предположить, что срок годности полученных образцов будет соизмерим с контрольным образцом, при условии сохранения показателей качества на высоком уровне.
Литература:
1. Петров, А.Н. Производство сгущенных молочных продуктов с сахаром / А.Н. Петров, А.Г. Галстян // Пищевая промышленность. -2008. - № 3. - С. 28.
2. ГОСТ 31688-2012. Консервы молочные. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Технические условия. - URL: https://docs.cntd. ru/document/1200100057
3. О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года: Указ Президента РФ от 21 июля 2020 г. № 474. -URL: http://www.kremlin.ru/events/president/news/63728
4. О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года: Указ Президента
Российской Федерации от 07.05.2018 г. № 204. - URL: http://www. kremlin.ru/events/president/news/57425
5. Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года. - URL: http://static.government. ru/media/files/9JUDtBOpqmoAatAhvT2wJ8UPT5Wq8qIo.pdf
6. Пат. 2679504 C1 РФ, МПК А23С 9/18 Способ производства концентрированного молочно-белкового сладкого продукта / А.И. Гнездилова, М.Л. Егоров, Ю.В. Виноградова, заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина» № 2018108508 заявл. 07.03.2018; опубл. 11.02.2019, Бюл. №5
7. Пат. 2449545 С1 РФ МПК А23С 9/18 Способ производства молокосодержащего консервированного продукта с сахаром, обогащенного витаминами / А.И. Гнездилова, Л.А. Куренкова, А.В. Музыкантова; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина» № 2010152139 заявл. 20.12.2010, опубл. 10.05.2012, Бюл. №13.
8. Пат. 2490920 С1 РФ, МПК A23C9/18 Способ производства сгущенного молочного продукта с сахаром / А.И. Гнездилова, В.Г. Куленко, Ю.В. Виноградова, Л.А. Куренкова, О.С. Бурдейная; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина» № 2012101578; заявл. 17.01.2012; опубл. 27.08.13, Бюл. №24.
9. Пат. РФ №2590686. МПК А 23 С 9/18. Способ производства молочного концентрированного сладкого продукта / А.И. Гнездилова, А.В. Музыкантова, Ю.В. Виноградова; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина» №2015140773; заявл. 24.09.2015 ; опубл. 10.07.2016, Бюл. № 19.
10. Сельское хозяйство в России 2021. - URL: https://rosstat. gov.ru/storage/mediabank/S-X_2021.pdf
11. Куренков, С.А. Производство и применение растительных сиропов / С. А. Куренков // Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов - регионам, Вологда-Молочное, 21 апреля 2022 года. - Вологда-Молочное: Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина, 2022. - С. 54-57.
12. Российский рынок сиропов за 2017-2022 гг. Прогноз до 2025 г. URL: https://tk-solutions.ru/russia-rynok-siropov
13. ГОСТ 8764-73 Консервы молочные. Методы контроля. - М. Стандартинформ, 2010. - URL: https://docs.cntd.ru/ document/1200021608
14. ГОСТ 27709-2015 Консервы молочные сгущенные. Метод
измерения вязкости. - М.: Стандартинформ, 2019. - URL: https://docs. cntd.ru/document/1200124737?ysclid = lbf0w3av5998958186
References:
1. Petrov, A.N., Galstyan, A.G. Production of condensed milk products with sugar. Pishchevaya promyshlennost'. [Food industry], 2008, no. 3, p.28. - Text direct. (in Russian)
2. State Standard 31688-2012. Konservy molochnye. Moloko i slivki sgushchennye s saharom. Tekhnicheskie usloviya. [Canned milk. Condensed milk and cream with sugar]. Available at: URL Specifications: https://docs. cntd.ru/document/1200100057. - Text electronic. (in Russian)
3. Ukaz «O nacional'nyh celyah razvitiya Rossijskoj Federacii na period do 2030 goda». [Decree «On the National Development Goals of the Russian Federation for the period up to 2030»]. Available at: URL: http:// www.kremlin.ru/events/president/news/63728. - Text electronic. (in Russian)
4. Ukaz «O nacional'nyh celyah i strategicheskih zadachah razvitiya Rossijskoj Federacii na period do 2024 goda». [Decree «On National goals and strategic objectives of the development of the Russian Federation for the period up to 2024»]. Available at: URL: http://www.kremlin.ru/events/ president/news/57425. - Text electronic. (in Russian)
5. Strategiya povysheniya kachestva pishchevoj produkcii v Rossijskoj Federacii do 2030 goda. [Strategy for improving the quality of food products in the Russian Federation until 2030]. Available at: URL: http://static.government.ru/media/files/9JUDtBOpqmoAatAh-vT2wJ8UPT5Wq8qIo.pdf. - Text electronic. (in Russian)
6. Gnezdilova A.I., e.a. Sposob proizvodstva koncentrirovannogo molochno-belkovogo sladkogo produkta. [Method of production of concentrated milk-protein sweet product]. Patent 2679504 C1 RF, IPC A23S 9/18, no. 2018108508, 2019. - Text direct. (in Russian)
7. Gnezdilova A.I., e.a. Sposob proizvodstva molokosoderzhash-chego konservirovannogo produkta s saharom, obogashchennogo vitaminami. [Method of production of milk-containing canned product with sugar enriched with vitamins]. Patent 2449545 C1 RF IPC A23S 9/18, no. 2010152139, 2012. - Text direct. (in Russian)
8. Gnezdilova A.I., e.a. Sposob proizvodstva sgushchennogo mo-lochnogo produkta s saharom [Method of production of condensed milk product with sugar]. Patent 2490920 C1 RF, no. 2012101578, 2013. - Text direct. (in Russian)
9. Gnezdilova A.I., e.a. Sposob proizvodstva molochnogo koncentrirovannogo sladkogo produkta [Method of production of milk concentrated sweet product]. Patent RF, no. 2590686, 2016. - Text direct. (in Russian)
10. Sel'skoe hozyajstvo v Rossii 2021 [Agriculture in Russia 2021]. Available at: URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/S-X_2021. pdf. - Text electronic. (in Russian)
11. Kurenkov, S. A. Production and application of vegetable syrups. Molodye issledovateli agropromyshlennogo i lesnogo kompleksov - regio-nam, Vologda-Molochnoe, 21 aprelya 2022 goda. [Young researchers of agro-industrial and forestry complexes - regions, Vologda-Molochnoye, April 21, 2022]. Vologda- Molochnoe: Vologda SDFA, 2022, pp. 54-57. -Text direct. (in Russian)
12. Rossijskij rynok siropov za 2017-2022 gg. Prognoz do 2025 g. [Russian market of syrups for 2017-2022 Forecast up to 2025]. Available at: URL: https://tk-solutions.ru/russia-rynok-siropov. - Text electronic. (in Russian)
13. State Standard 8764-73. Konservy molochnye. Metody kontro-lya [Canned milk. Methods of control]. Available at: URL control methods: https://docs.cntd.ru/document/1200021608. - Text electronic. (in Russian)
14. State Standard 27709-2015. Konservy molochnye sgushchen-nye. Metod izmereniya vyazkosti [Condensed milk cans. Viscosity measurement method]. M. Standartinform, 2019. Available at: URL: https:// docs.cntd.ru/document/1200124737?ysclid = lbf0w3av5998958186. - Text electronic. (in Russian)
Investigation of the possibility of using syrups based on vegetable raw materials in the production technology of
canned dairy products
Kurenkova Lyudmila Aleksandrovna, Candidate of Sciences (Technics), Associate Professor of the Technology of Milk and Dairy Products Department
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «The Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshcha-gin»
Kurenkov Sergey Alekseevich, Head of the Dairy Staff Center for Training Personnel in the Dairy Industry
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «The Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshcha-gin»
Korzyuk Yan Vladimirovich, Candidate of Sciences (Technics), Process Engineer
e-mail: [email protected] Limited Liability Company «Protemol»
Keywords: canned milk product, sucrose, oat syrup, water activity. Abstract
The article discusses the possibility of using syrups obtained by hydrolysis from vegetable grain raw materials. The authors present characteristics of syrups, possible variants of their qualitative and quantitative composition. Data on water activity and the mass fraction of dry substances were obtained, it was found that rice syrup is characterized by the lowest value of water activity from the studied syrups. Samples of canned milk product with partial replacement of sucrose with oat syrup in the range from 0 to 30% in increments of 10% were studied. Data on the water activity and the mass fraction of dry matter of these samples were obtained. It was found that with an increase in the mass fraction of oat syrup in the composition of the samples, there was a slight decrease in the activity of water, which confirms the possibility of using oat syrup as an osmotically active substance in the production technology of canned dairy product obtained by recombination.
