CC BY
8FTAMP: 65.63.33
К.Т. ЭДШОВА1, Э.К. АСЕМБАЕВА1*, К.А. МЫРЗАБЕК2, А.Е. РЯБОВА3, З.Ж. СЕЙДАХМЕТОВА1, М. ШИЯС^ЫЗЫ4 1 Алматы технологиялык университетi, Алматы, ^азакстан 2^азак улттык аграрлык зерттеу университетi, Алматы, ^азакстан 3БYкiлресейлiк CYт внеркэс1б1 гылыми-зерттеу институты, Мэскеу, Ресей 4^азак улттьщ кыздар педагогикалык университетi, Алматы, ^азакстан *e-mail: [email protected]
ИЗОМАЛЬТ ЦОСЫЛГАН СИНБИОТИКАЛЬЩ СYТK;ЫШK;ЫЛДЫ вШМНЩ
САПАСЫН ЗЕРТТЕУ
doi: 10.53729/MV-AS.2023.01.11
ТYЙiн
Тамак внеркэшбшщ басым багыттарыныц 6ipi к¥Рамында синбиотиктер жэне темен гликемиялык индексi бар функционалды вшмдердщ технологияларын дамыту болып табылады. Синбиотиктеpдi колдану iшек микрофлорасын калыпка келтipуге ыкпал етедi, ал сахарозаны изомальтпен ауыстыру аркылы гликемиялык индекстщ твмендеуi мYмкiн. Йогурт б^л мэселеш шешу Yшiн оцтайлы внiм болып табылады. Осыган байланысты ж^мыстыц максаты изомальтты косу аркылы синбиотикалык йогурттыц технологиясын жасау болды.
Макалада изомальтпен синбиотикалык йогурт алудыц технологиялык цикл беpiлген. Сонымен катар физика-химиялык, органолептикалык, реологиялык жэне микробиологиялык зерттеулердщ нэтижелеpi беpiлген. Крсымша суда еpитiн витаминдердщ к¥рамы зеpттелдi. Алынган нэтижелеpдi талдау вшмнщ ашытылган CYт внiмдеpiне койылатын талаптарга сай екендiгiн квpсеттi. Суда еритш витаминдердщ мвлшершщ жогарылауы байкалды. Микробиологиялык зерттеулер нэтижесiнде патогендi микрофлора табылмады, б^л оныц кауiпсiздiгiн кврсетедь Дегенмен, жарамдылык меpзiмi сактау шарттарымен сэйкес келедi.
Осылайша, жYpгiзiлген зерттеулер пребиотик - изомальттыц CYткышкылды вшмдердщ органолептикалык, физика-химиялык, реологиялык, микробиологиялык кврсетюштерше оц эсер ететiнiн квpсеттi.
Кштп свздер: синбиотик, пробиотик, пребиотик, изомальт, йогурт.
Элемищ квптеген елдершде, соныц 1шшде ^азакстанда адам агзасына емд1к жэне профилактикалык эсер ететш функционалдык касиеттер1 бар твмен калориялы азык-тYлiк вшмдерш тутынудыц теракты всу1 байкалады. Функционалдык компонеиттер тобына юретш пробиотиктер жэне пребиотиктер бар синбиотикалык вшмдерд1 эз1рлеуге кызыгушылык кYииеи-кYиге артып келед1. Осыган байланысты CYт вшмдер1 нарыгын дамытудыц перспективалык багыты твмеи калориялы синбиотикалык вшмдердщ технологияларын дамыту болып табылады.
Синбиотиктерд1 колдану адамныц 1шек микрофлорасын калыпка келт1рудщ ец тшмд1 эд1с1 болып табылады, вйткеш ол пробиотикалык микроорганизмдерд1 косымша енпзуге гана емес, сонымен катар жергшкт микрофлораныц, атап айтканда, лакто- жэне бифидобактериялардыц всуш тацдамалы тYРде ынталандыруга жэне метаболизмш белсенд1руге мYмкiндiк беред1 [1,2].
ДYние жYзiнде ец квп сураныска ие CYткышкылды вшм - йогурт, ол взшщ жогары тутынушылык касиеттер1мен, ассортиментшщ эpтYpлiлiгiмен, пробиотиктер мен пребиотиктермен байытылуымен байланысты. 1шетш йогурттарды сату квлем1 термостатты эдюпен алынган йогурттармен салыстырганда жыл сайын шамамен 20%-га артып келед1. Сондыктан внд1р1сте внд1ршетш вшм ассортиментшде 1шетш йогурттардыц болуы бэсекеге кабшеттшк пен тауар айналымын арттырады. 1шетш йогурт - вте танымал вшм. Ол пробиотикалык вшмдерге жатады. Онымен функционалды сусындардыц жаца
тYрлерiн жасау оцай. Йогурт ассортиментiн улгайту жаца байыткыштарды, тагамдык коспаларды, сонымен катар шиюзаттыц жаца тYрлерiн пайдалану есебшен жYзеге асуда [3].
Тамак eнеркэсiбiнде изомальт тэттiлендiргiш ретiнде белгш, бiрак пребиотик ретiнде де колданылады. Изомальт (изомальтит, палатинит) - 6-0-а-0-глюкопиранозил-0-сорбитол (1,6-GPS) жэне l-O-a-D-глюкопиранозил-Б-маннит (1,1-GPM) коспасы тYCсiз, дэмi тэттi, суда еритш кристалдар [4].
Изомальт - дэмi мен сырткы тYрi сахарозага ете уксас жогары сапалы, темен калориялы eнiм. Бул тэniлендiрriштщ жеткшкп темен гликемиялык индексi бар - 2-9. Эшм кант диабетiмен ауыратын адамдарга колдануга руксат етiлген, сонымен катар ол шек кабыргаларына ете нашар сщедь Ауыз куысында изомальт кышкыл тYзетiн бактериялармен эрекеттеспейдi, кариестщ пайда болуына жол бермейдi [5,6].
Изомальттыц Yлкен артыкшылыгы - агзаны энергиямен камтамасыз етудi реттеу мYмкiндiгi. Бул оны пайдалану кезiнде кандагы канттыц кYрт ауыткуын болдырмауга мYмкiндiк бередi. Ол сондай-ак iшек жумысын белсендiредi жэне агзаны бiркелкi энергиямен камтамасыз ету Yшiн жагдай жасайды.
Изомальтты колданудыц артыкшылыктарын жэне оны колдану мYмкiндiгiнiц алуан тYрлiлiгiн ескере отырып, сарапшылар алдагы жылдары сахарозадан нарыктыц едэуiр бeлiгiн кайтарып алу мYмкiндiгiне ие болады деп болжайды [7].
Жумыстыц максаты изомальт косылган синбиотикалык йогурт биотехнологиясын эзiрлеу аркылы функционалды CYт eнiмдерiнiц ассортиментiн кецейту жэне оны зерттеу.
Зерттеу материалдары мен эд1стер1
Зерттеу нысаны ретшде шикi CYт; курамы Streptococcus salivarius subspecies termophilius жэне Lactobacillus delbruki subspecies bulgaricus туратын «Lactoferm ECO» компаниясында (Италия) эзiрленген eндiрiстiк классикалык йогурт алуга арналган уйыткы; пребиотик - кургак изомальт (Германия); коспасыз йогурт (бакылау Yлгiсi); 10% изомальт косылган йогурт (зерттелетш Yлгi) алынды.
Зерттеу Yшiн стандартты эдiстер колданылды:
- органолептикалык багалау - 5 баллдык шкала бойынша багаланды;
- титрлеу кышкылдыгы - МЕМСТ 3624-92 бойынша [8];
- белсендi кышкылдык - МЕМСТ 26781-85 бойынша [9];
- CYткышкылды микроорганизмдердщ саны - МЕМСТ 33951-2016 бойынша [10];
- шек таякшалары тобындагы бактериялар саны - МЕМСТ 32901-2014 бойынша [11];
- Staphylococcus aureus аньщтау - МЕМСТ 30347-2016 бойынша [12];
- ашыткылар мен зец сацыраукулактары - МЕМСТ 33566-2015 бойынша аныкталды
[13].
Ылгал устау цабтетт аныцтау. Эшмнщ синергетикалык кабiлетi центрифугалау аркылы аныкталады. Центрифуга роторыныц айналу жиiлiгi 2000 айн/мин. 10 см3 уйындыны центрифугалык пробиркага куяды жэне 30 минут бойы центрифугалайды, эрбiр 5 минут сайын бeлiнген сарысу кeлемiн дайын шыны градуирленген центрифуга пробиркасында декантациялау аркылы eлшенедi. Бeлiнген сарысудыц мeлшерi бойынша уйындыныц ылгалды устау кабшет багаланады. Нэтижелердi 10 см3 уйындыдан алынган сарысу (см3) мeлшерi ^рсетедь
Сутцышцылды сусындардыц шартты тутцырлыгы аныцтау капиллярлык вискозиметрмен кeмегiмен eлшендi. Бул курылгыныц жумыс iстеу принципi белгш бiр уакыт iшiнде тар тYтiк аркылы кeлемi 100 см3 сынама Yлгiсiнiц уакытын есептеуге негiзделген. Сусынныц суйыктыгы eз салмагымен агып eтедi. Йогурттыц шартты туткырлыгын eлшеу секундпен eлшендi.
Йогурт Yлгiлерi курамындагы суда еритш В тобындагы (Bi, В2, В3, Вб) витаминдер мeлшерi «Капель 105» курылгысында М-04-41-2005 эдiстемесi бойынша аныкталды.
Зерттеу жумыстары Алматы технологиялык университетшщ «Тагамдык биотехнология» кафедарасыныц жэне «Тамак каушаздш» гылыми зерттеу институтыныц
зертханаларында жYргiзiлдi. Талдаулар 5-7 рет кайталана отырып жYргiзiлiп, орташа мэндерi алынды.
Зерттеу нэтижелер1 жэне оны талдау
^аз1рп тагам биотехнологиясыныц мацызды мшдеп - адамныц eмiрлiк мацызды функцияларын сактауды жэне жаксартуды камтамасыз ететш, агзаныц агрессивтi экологиялык жагдайларга жалпы тeзiмдiлiгiн арттыратын функционалды тамак ешмдерш жасау.
Ашытылган CYт eнiмдерiн eндiру процесшде олардыц консистенциясын, сырткы тYрiн жэне сактау турактылыгын айтарлыктай жаксартуга мYмкiндiк беретiн шикiзаттар кещнен колданылады. БYгiнгi тацда синбиотикалык функционалды eнiмдердi жасаудьщ перспективалык эдiсi технологиялык жэне физиологиялык функционалдыгы бар табиги тектi заттарды iздеу жэне eндiрiске енгiзу болып табылады.
Бул жумыста CYткышкылды eнiм алуга колданылатын шиюзаттыц, уйыткыныц, изомальттыц касиеттерi ескерiле йогурт алу технологиясы жасалды, ол тeмендегi 1 -суретте келтiрiлген.
йогурт СYттi кабылдау
Г СYттi пастерлеу [t=90±2°C, т=2-5 минут] жэне ашыту температурасына [t=40±2°C] дейiн \
¥йыткы жэне 10% изомальт косу, араластыру
Ашыту [t=40±2°C; т=8-9 сагат]
'у
Салкындату жэне жетiлдiру [t=4±2°C, т=6-8 сагат]
у
г Сактау [t=4±2°Q 7 тэулiк]
Сурет 1 - Синбиотикалык йогурт алу технологиясы
Дайындалган йогурт тYрлерiнiц сактау мерзiмiн аныктау Yшiн сактау кезiнде негiзгi органолептикалык жэне физика-химиялык кeрсеткiштерiнiц eзгеру динамикасын зерттедш.
Энiмдердiц органолептикалык жэне физика-химиялык кeрсеткiштерiн багалау дайын eнiмдi алганнан кешн, сондай-ак сактау кезiнде жYргiзiлдi. Олардыц курамы мен касиетт^ тэжiрибелiк сынактармен расталады. Органолептикалык кeрсеткiштердi аныктау нэтижелерi 2-суретте кeрсетiлген.
А Б
Сурет 2 - Йогурт Yлгiлерiнiц органолептикалык сапа кврсетюштершщ профилограммасы
А - бакылау Yлгiсi; Б - зерттелетш Yлгi
Изомальт косылган йогурт жаксы органолептикалык сипаттамаларга ие болды: тецдеспршген тэтп дэм1, таза CYткышкылды mti бар, консистенциясы б1ртект1, тыгыз. Дегустация нэтижелер1 бойынша коспасыз йогурт - 4,48 баллды кураса, изомальт косылган йогурт - 4,76 баллды курады.
Йогурт Yшiн консистенциясы да, сактау кезшдеп турактылыгы да (курылымныц сакталуы) мацызды фактор болып табылады. Йогурт консистенциясы коагуляцияланган CYт протеиншщ реологиялык кврсеткiштерiмен сипатталады.
Сактау кезещнде йогурт вшмшщ Yлгiлерiнде белсендi кышкылдыктыц рН мэшшц айтарлыктай твмендеуi байкалды (3 сурет).
Сурет 3 - Сактау кезвде белсецщ кышкылдыктыц (рН) взгеру1
Алгашкы y™ тэулште бiрлiк диапазонында рН мэндерiнiц айтарлыктай твмендеуi байкалды, бул сактау кезшде пайдаланылган уйыткыныц ашытуды жалгастыруына байланысты болуы мYмкiн. Белсендi кышкылдыктыц жогары мэндерi дэстYрлi технологиямен вндiрiлген бакылау Yлгiсiнде - 4,57-4,66 аралыгында болды. Изомальт косылган кезде рН мэш твмендейд^ ол уйыткы дакылын дамыту Yшiн жаксы коректiк орта бола алады. Зерттелетiн Yлгiде рН мэш 4,45-4,60 болды.
Сонымен катар, барлык сактау кезецiнде титрлеу кышкылдыгыныц жогарылауы байкалды. ¥йыткы дакылыныц микроорганизмдерiнiц даму жылдамдыгы мен кышкылдык арасында пропорционалды байланыс бар, кышкылдыктыц жогарылауы ашыту
жылдамдыгына пропорционалды. Сактау кезiндегi титрлеу кышкылдыгыныц e3repyi тeмендегi 4-суретте келтiрiлген.
Сурет 4 - Сактау кез1ндеп титрлеу кышкылдыгыныц езгеру1, °T
Зepттeлeтiн Yлгiдe 7-шi тэyлiктe кышкылдык (106,5 ± 2,0)°T жeтeдi, ал бакылау Yлгiсiндe (97 ± 2,0)°T болды. Бipак йогурт Yлгiлepiнiц титрлеу кышкылдыгы ездершен стандарт бойынша талап eтiлeтiн мелшерден ауыткымады.
Йогурт сапасыныц мацызды керсетюштершщ бipi оныц консистенциясы болып табылады, оныц калыптасуы кептеген факторларга байланысты. Сондыктан ашытылган CYт eнiмiнiц дайындыгын объeктивтi багалау Yшiн титрлеу жэне бeлсeндi кышкылдыкты елшеумен катар, тYзiлгeн уйындыныц курылымдык-механикалы; (реологиялык) касиеттерш ескеру кажет.
Алынган eнiмнiц реологиялык касиеттерш сипаттау Yшiн изомальттыц оныц синергетикалык кабшетше acepi зepттeлдi, нэтижeсi темендеп 5-суретте кeлтipiлгeн.
Сурет 5 - Зерттелетш Yлгiнiнiц бакылау Yлгiciмeн салыстыргандагы ылгалды устау кабшет
Изомальтты косу уйындыныц синергетикалык кабiлeтiнiц тeмeндeyiнe экелдь Сонымен, 10% изомальт косылган зерттелетш Yлгi Yшiн центрифугалау узактыгы 30 минут болганда, бeлiнгeн сарысу мeлшepi 5,7 см3, ал бакылау Yлгiciндe сол уакытта 6,3 см3 болды. Алынган мэлiмeттepгe CYЙeнceк, уйындыныц синергетикалык кабшет изомальт косканда тeмeндeйдi, бул изомальттыц ылгалды устау кабiлeтiмeн байланысты.
Ж^мыстыц барысында eHiMHiH реологиялык касиеттерш сипаттайтын Heri3ri кeрсеткiштердiц 6ipi болып табылатын eнiмдердiц шартты туткырлыгын аныктадык. СYт eнiмдерiнiц шартты туткырлыгын зерттеу нэтижелерi тeмендегi 6-суретте келтiрiлген.
Сурет 6 - Зерттелетш Yлгiнiнщ бакылау Yлгiсiмен салыстыргандагы шартты тущырлыгы, сек
Бакылау Yлгiсiне Караганда зерттелетш Yлгiнiц шартты трткырлыгы 8 секундка жогары болды, ягни ол изомальт косылган йогурттыц консистенциясы жогары болатынын кeрсеттi.
Осы алынган талдаулар нэтижесiнде йогурттарды сактау шарттары аныкталды -4±2°С температурада жэне 75%-дан аспайтын салыстырмалы ылгалдылыкта 7 тэулiк сактауга болатынын ^рсет.
Витаминдер агзаныц калыпты жумыс ютеушде, сондай-ак кейбiр аурулардыц патогенезiнде мацызды рeл аткарады. Олардыц кeпшiлiгi эртYрлi метаболикалык процестердщ таптырмас катысушылары болып табылады, олар калыпты жасушалык зат алмасу жэне тшдердщ трофизмi, калыпты жумыс iстеуi жэне агзаныц eмiрлiк мацызды функцияларын сактау Yшiн кажет. В тобы витаминдерi суда еритш витаминдерге жатады. Олардыц жогары биологиялык белсендiлiгi коферменттердiц - биохимиялык реакцияларды тiкелей реттейтiн ферменттермен кешен к¥райтын тeмен молекулалы белокты емес заттар ретiнде ферменттiк жYЙелердiц к¥рылысына катысуга непзделген [14].
Ж^мыстыц барысында йогурт Yлгiлерiнiц к¥рамындагы В тобындагы кейбiр витаминдердiц мeлшерiн аныктау Yшiн талдаулар жYргiзiлдi, нэтижесi тeменде келтiрiлген (7 сурет).
0,08 т мг/100г 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0
■I
В1 (тиамин) В2 (рибофлавин) В3 (пантатен В6 (пиридоксин)
цышкылы)
■ Бак;ылау Yлгiсi ■ Зерттелетш улп
Сурет 7 - Йогурт Yлгiлерiнiц витаминдш к¥рамы, мг/100г
170
7-суреттеп нэтижелерден коспасыз йогуртка караганда изомальт косылган синбиотикалык йогуртта витаминдepдiц мeлшepiнiц жогары болатынын керуге болады. Бул йогурт алуда колданылатын микроорганизмдер витаминдepдi eздepi синтездейтшш кepceттi. ^оспасыз йогуртта Bi - 0,037±0,009 мг/100г; В2 - 0,067±0,007 мг/100г; Вз -0,02±0,001 мг/100г; Вб - 0,01±0,001 мг/100г. болса, изомальт косылган синбиотикалык йогуртта олардыц мeлшepi Bi - 0,044±0,007 мг/100г; В2 - 0,069±0,009 мг/100г; Вз -0,027±0,002 мг/100г; Вб - 0,016±0,003мг/100г. болды.
Сактау кeзiндeгi дайын eнiмнiц микробиологиялык кepceткiштepiнe изомальттыц эсерш зерттеуде кызыгушылык тудырады, нэтижeci темендеп 1-кестеде кeлтipiлгeн.
Кесте 1 - Йогурт Yлгiлepiнiц микробиологиялык керсетюштер^
Ynri Сущышкылцы бактериялар МАФАнМС, КТБ/см3 (г) 1ТТБ, 0,01 г/см3 Staphylococcus aureus 1г/см3 Ашыткылар, КТБ/г, кеп Зецдер, КТБ/г кеп
КТБ/см3 (г) кеп емес eн1мдe ешмде емес емес
КО ТР 1х107 1х105 Руксат Руксат 50 50
033/2013 eтlлмeйдl eтlлмeйдl
Бакылау 1,8х107 1,2х104 Табылмады Табылмады Табылмады Табылмады
уллс1
Зерттелетш 3,2х108 1,6х103 Табылмады Табылмады Табылмады Табылмады
улп
Кестеде керсетшген деректер микробиологиялык зерттеулер барысында бакылау Yлгiсiндегi (1,8х107 КТБ/см3 (г)) CY^b^^L^! бактерияларыныц саны зерттелетiн Yлгiмен (3,2х108 КТБ/см3 (г)) салыстырганда аз болганын, бiрак стандартты мэндерге сэйкес келетiнiн керсетедi. Мезофилдi аэробты факультативт анэробты микроорганизмдер саны бакылау Yлгiсiнде - 1,2х104 КТБ/см3 (г) болса, зерттелетш Yлгiде - 1,6х103 КТБ/см3 (г) болды. Бакылау жэне зерттелетш йогурт Yлгiсiнде E. coli тобындагы бактериялар, Staphylococcus aureus, ашыткы жэне зец сацыраукулактары табылган жок.
Корытынды
Йогурт сапасын кешендi багалау эзiрленген ешмнщ жаксы органолептикалык керсеткiштерiмен сипатталатынын, бiркелкi консистенциялы, жагымды сергiтетiн дэмi бар, физика-химиялык жэне микробиологиялык керсеткiштерi стандартка сэйкестiгiн керсетп МЕМСТ 31981-2013 «Йогурттар. Жалпы техникалык шарттар».
^орытындылай келе келешегi бар пребиотик изомальтпен жэне пробиотикалык микроорганизмдермен ашытылган йогурттыц эзiрленген технологиясы ассортименттi одан эрi кецейтуге мYмкiндiк бередi. Сонымен катар, зерттелетш Yлгiдегi CYткышкылы бактерияларыныц жогары болуына, ягни тiрi пробиотикалык дакылдар мен пребиотиктердiц болуына байланысты бул йогуртты функционалды енiм ретiнде ж1ктеуге болады.
Эдебиеттер:
1 Каменская Е.П., Обрезкова М.В., Базеева Е.Е. Особенности получения синбиотического кисломолочного продукта на основе консорциума бифидобактерий. Ползуновский вестник, 2018, 3: 35-40. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2018.03.006
2 Потороко И. Ю., Паймулина А.В., Ускова Д.Г., Калинина И.В. Научные и практические аспекты технологий продуктов питания функциональной направленности. Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии», 2018, 6(1): 49-59. DOI: 10.14529/food180106
3 Щетинина Е.М., Гаврилова Н.Б., Чернопольская Н.Л. Разработка технологии обогащенного йогурта на основе козьего молока-сырья. Ползуновский вестник, 2020, 2: 75-77. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2020.02.014
4 Жабанос Н., Мелещеня А., Бабицкая М., Фурик Н., Головач О. Изомальт как пребиотик в кисломолочных биопродуктах "Сэнс". Наука и инновации, 2019, 200(10): 15-17.
5 Мацейчик И.В., Рождественская Л.Н., Ломовский И.О., Красникова А.С., Нагаева К.Е. Функциональные желированные десерты с натуральными сахарозаменителями. ТППП АПК, 2016, 5 (13): С. 82-89.
6 Асмаева З.И., Шаповалов Е.Н., Киримбаева А.А. Разработка технологии хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием тритикалевой муки и сахарозаменителей. Известия вузов. Пищевая технология, 2012, 6(5): 64-66.
7 Баранов Б.А., Бондаренко Д.С., Шишкина Д.И. Натуральный сахарозаменитель изомальт, его свойства и особенности, роль в функциональном питании. Евразийский научный журнал, 2015, 11: 352-354.
8 ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 10 с.
9 ГОСТ 26781-85 Молоко. Метод измерения рН. - М.: Стандартинформ, 2009. - 4 с.
10 ГОСТ 33951-2016 Молоко и молочная продукция Методы определения молочнокислых микроорганизмов. - М.: Стандартинформ, 2016. - 13 с.
11 ГОСТ 32901-2014. Молоко и продукты, переработки молока. Методы микробиологического анализа. - М.: Стандартинформ, 2015. - 27 с.
12 ГОСТ 30347-2016 Молоко и молочная продукция. Методы определения Staphylococcus aureus. - М.: Стандартинформ, 2016. - 16 с.
13 ГОСТ 33566-2015 Молоко и молочная продукция. Определение дрожжей и плесневых грибов. - М.: Стандартинформ, 2016. - 16 с.
14 Левчук Л. В., Стенникова О. В. Витамины группы в и их влияние на состояние здоровья и интеллектуальное развитие детей. Вопросы современной педиатрии, 2009, 8(3): 42-47.
К.Т. АДИЛОВА1, Э.К. АСЕМБАЕВА1*, К.А. МЫРЗАБЕК2, А.Е. РЯБОВА3, З.Ж. СЕЙДАХМЕТОВА1, М. ИЛИЯСКЫЗЫ4 1 Алматинский технологический университет, Алматы, Казахстан 2Казахский национальный аграрный исследовательский университет, Алматы, Казахстан 3Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности, Москва,
Россия
4Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан
*е-шаП: [email protected]
ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА СИНБИОТИЧЕСКОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО
ПРОДУКТА С ИЗОМАЛЬТОМ
Аннотация
Одним из приоритетных направлений пищевой промышленности является разработка технологий функциональных продуктов, содержащих синбиотики и пониженный гликемический индекс. Применение синбиотиков способствует нормализации кишечной микрофлоры, а снижение гликемического индекса возможно за счет замены сахарозы на изомальт. При этом оптимальным продуктом для решения данной задачи является йогурт. В связи с этим целью работы являлась разработка технологии синбиотического йогурта с добавлением изомальта.
В статье представлен технологический цикл получения синбиотического йогурта с изомальтом. Также приведены результаты физико-химических, органолептических, реологических и микробиологических исследований. Дополнительно исследовано содержание водорастворимых витаминов. Анализ полученных результатов показал, что продукт соответствовал требованиям, предъявляемым к кисломолочным продуктам. Однако было отмечено повышение содержания водорастворимых витаминов. В результате микробиологических исследований не было обнаружено патогенной микрофлоры, что свидетельствует о его безопастности. Тем не менее, допустимый срок хранения коррелирует с условиями хранения.
Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что пребиотик изомальт оказывает положительное влияние на органолептические, физико-химические, реологические и микробиологические показатели кисломолочного продукта.
Ключевые слова: синбиотик, пробиотик, пребиотик, изомальт, йогурт.
IRSTI: 65.63.33
K.T. ADILOVA1, E.K. ASEMBAYEVA1*, K.A. MYRZABEK2, A.E. RYABOVA3, Z.ZH. SEIDAKHMETOVA1, M. ILIYASKYZY4 1Almaty Technological University, Almaty, Kazakhstan 2Kazakh National Agrarian Research University, Almaty, Kazakhstan 3All-Russian Dairy Research Institute, Moscow, Russia 4Kazakh National Women's Teacher Training University Almaty, Kazakhstan *e-mail: [email protected]
STUDY OF THE QUALITY OF A SYNBIOTIC FERMENTED MILK PRODUCT WITH ISOMALT
doi: 10.53729/MV-AS.2023.01.11
Abstract
One of the priority directions of the food industry is the development of technologies for functional products containing synbiotics and a low glycemic index. The use of synbiotics contributes to the normalization of intestinal microflora, and reducing the glycemic index is possible by replacing sucrose with isomalt. At the same time, yogurt is the optimal product for solving this problem. In this regard, the aim of the work was to develop a technology for synbiotic yogurt with isomalt.
The article presents the technological cycle for obtaining synbiotic yogurt with isomalt. The results of physicochemical, organoleptic, rheological and microbiological studies are also presented. Additionally, the content of water-soluble vitamins was studied. The analysis of the obtained results showed that the product met the requirements for fermented milk products. However, there has been an increase in water-soluble vitamins. As a result of microbiological studies, no pathogenic microflora detected, which indicates its safety. Nevertheless, the acceptable shelf life correlates with the storage conditions.
Thus, the results of the study showed that the isomalt prebiotic has a positive effect on the organoleptic, physicochemical, rheological and microbiological parameters of the fermented milk product.
Keywords: synbiotic, probiotic, prebiotic, isomalt, yogurt.
In many countries of the world, including Kazakhstan, there is a steady increase in the consumption of low-calorie foods with functional properties that have a therapeutic and prophylactic effect on the human body. Interest in the development of synbiotic products containing functional components: probiotics and prebiotics is growing day by day. In this regard, a promising direction for the development of the dairy products market is the development of technologies for low-calorie synbiotic products.
The use of synbiotics is the most effective method of normalizing the human intestinal microflora, as it allows not only to additionally introduce probiotic microorganisms, but also selectively stimulate the growth of local microflora, in particular lacto- and bifidobacteria, and activate their metabolism [1, 2].
The most demanded fermented milk product in the world is yogurt, which is associated with high consumer properties, a variety of assortment, enrichment with probiotics and prebiotics. Sales of drinking yoghurts have been increasing by about 20% per year compared to yoghurts produced in the thermostat. Therefore, the presence of drinking yoghurts in the range of products produced by food making plants increases competitiveness and turnover. Drinking yogurt is a very popular product. It belongs to probiotic products and it is easy to create new types of functional drinks. The increase in the range of yogurts is due to the use of new fortifiers, food additives, as well as new types of raw materials [3].
In the food industry, isomalt is known as a sweetener, but is also used as a prebiotic. Isomalt (isomaltite, palatinite) is a mixture of 6-O-a-d-glucopyranosyl-D-sorbitol (1,6-GPS) and 1-O-a-D-glucopyranosyl-D-mannitol (1,1-GPM) colorless water-soluble crystals with a sweet taste [4].
Isomalt is a high quality, low calorie product that tastes and looks very similar to sucrose. This sweetener has a fairly low glycemic index of 2-9. The product is approved for use by people with diabetes, in addition, it is very poorly absorbed by the walls of the intestine. In the oral cavity, isomalt does not interact with acid-forming bacteria, preventing the formation of caries [5, 6].
The great advantage of isomalt is the ability to regulate the body's energy supply. This avoids sudden fluctuations of sugar in blood when it is used. It also activates the work of the intestines and creates conditions for a balanced supply energy to the body.
Considering the advantages of using isomalt and the variety of possibilities for its use, experts predict that in the coming years there will be an opportunity to occupy a significant part of the market [7].
The aim of the work is to expand the range of functional dairy products by developing the biotechnology of synbiotic yogurt with the addition of isomalt and its study.
Materials and methods
As an object of research was taken: raw milk; industrial classic yogurt starter culture developed by Lactoferm ECO (Italy), which includes Streptococcus salivarius subspecies termophilius and Lactobacillus delbruki subspecies bulgaricus; prebiotic - dry isomalt (Germany); yogurt without additives (control sample); yogurt with 10% isomalt (test sample).
Standard methods were used for the study:
- organoleptic evaluation - rated on a 5-point scale;
- titrated acidity - according to GOST 3624-92 [8];
- the active acidity - according to GOST 26781-85 [9];
- number of lactic acid microorganisms - According to GOST 33951-2016 [10];
- number of bacteria of the group of Escherichia coli (coliform bacteria) - according to GOST 32901-2014 [11];
- identification of Staphylococcus aureus - according to GOST 30347-2016 [12];
- yeasts and fungi - determined according to GOST 33566-2015 [13].
Determination of water holding capacity. The synergistic ability of the product is
determined by centrifugation. Centrifuge rotor speed 2000 rpm. 10 cm3 of the clot is poured into a centrifuge tube and centrifuged for 30 minutes, every 5 minutes is measured by decantation of the allocated volume of serum in a finished glass graduated centrifuge tube. The ability of the clot to retain moisture is estimated by the amount of whey released. The results show the amount of serum (cm3) from a 10 cm3 clot.
The relative viscosity of sour-milk drinks was measured using a capillary viscometer. The principle of operation of this device is based on the calculation of the passage time of a test sample with a volume of 100 cm3 through a narrow tube for a certain period of time. The drink liquid flows under its own weight. The relative viscosity of yogurt was measured in seconds.
The content of water-soluble vitamins of group B (B1, B2, B3, B6) in yogurt samples was determined according to the method M-04-41-2005 on the Kapel 105 device.
The research was carried out at the Almaty Technological University, in the laboratories of the Department of Food Biotechnology and the Research Institute of Food Safety. The analyzes were repeated 5-7 times, average values were obtained.
Results of the study and its analysis
The most important task of modern food biotechnology is the creation of functional food products that ensure the preservation and improvement of vital human functions, increasing the overall resistance of the body to aggressive environmental conditions.
Raw materials are widely used in the production of fermented milk products, which can significantly improve their consistency, appearance and storage stability. Today, a promising method for creating synbiotic functional products is the search for and introduction into production of natural origin substances with technological and physiological functionality.
In this paper, a technology for the production of yogurt has been developed, taking into account the properties of raw materials, starter culture, isomalt, used to obtain fermented milk products, which is shown in the Figure 1 below.
^ Acceptance of milk
Milk pasteurization [t=90±2°C, t=2-5 minutes] and ; cooling to fermentation temperature rt=40±2°Cl !
\ Adding starter culture and 10% isomalt, mixing
\ Fermentation [t = 40±2°C; т = 8-9 hours]
Cooling and ripening [t n = 4±2°C, т = 6-8 hours]
У
! Storage [t = 4±2°C; l days] !
Figure 1 - Synbiotic yogurt technology
To determine the shelf life of prepared yogurt samples, we studied the dynamics of changes in the main organoleptic and physico-chemical parameters during storage.
The evaluation of organoleptic and physico-chemical parameters of products was carried out after receiving the finished product, as well as during storage. Their composition and properties are confirmed by experimental tests. The results of determining organoleptic indicators are shown in Figure 2.
Taste
Appearanc e
Consisten
y
he smell
Color
Appearance
Taste
Consistency
The smell
Color
A B
Figure 2 - Profilogram of organoleptic quality of yoghurt samples (A - control sample; B-test sample)
175
Yoghurt with isomalt had good organoleptic characteristics: balanced sweet taste, pure sour-milk smell, uniform and dense texture. According to the results of tasting, yogurt without additives was 4.48 points, yogurt with isomalt - 4.76 points.
For yoghurt, both consistency and storage stability (conservation of the structure) are important factors. The consistency of yogurt is characterized by the rheological parameters of coagulated milk protein.
During the storage period, a significant decrease in the active acidity pH value was observed in the samples of the yoghurt product (Figure 3).
Figure 3 - Change in active acidity (pH) during storage
During the first three days, there was a significant decrease in pH values in the unit range, which may be due to the fact that the starter used during storage continued to ferment. High values of active acidity were in the range of 4.57-4.66 in the control sample produced by traditional technology. When isomalt is added, the pH value decreases, which can be a good growth medium for the development of fermentation. The test sample had a pH value of 4.45-4.60.
In addition, an increase in the acidity of the titration was observed throughout the entire storage period. There is a proportional relationship between the rate of development of starter microorganisms and acidity, the increase in acidity is proportional to the rate of fermentation. The change in acidity of the titration during storage is shown in Figure 4 below.
Figure 4 - Change in titration acidity during storage, °T
On the 7 th day in the test sample, the acidity reached (106.5 ± 2.0)°T, and in the control sample - (97 ± 2.0)°T. But the acidity of the titration of yogurt samples did not deviate from the norm required by the standard.
One of the most important indicators of the quality of yogurt is its consistency, the formation of which depends on many factors. Therefore, for an objective assessment of the readiness of a fermented milk product, along with titration and measurement of active acidity, it is necessary to take into account the structural-mechanical (rheological) properties of the formed clot.
To describe the rheological properties of the resulting product, the effect of isomalt on its synergistic ability was investigated, the result is presented in Figure 5 below.
Figure 5 - The ability of the test sample to retain moisture compared to the control sample
The addition of isomalt led to a decrease in the synergistic ability of the clot. Thus, for the test sample supplemented with 10% isomalt, when the centrifugation time was 30 minutes, the amount of serum was 5.7 cm3 and in the control sample 6.3 cm3 at the same time. According to the data obtained, the synergistic ability of the clot decreases with the addition of isomalt, which is associated with the ability of isomalt to retain moisture.
During the course of our work, we have identified the conditional viscosity of products, which is one of the main indicators characterizing the rheological properties of products. The results of the studing the relative viscosity of dairy products are presented in Figure 6 below.
Figure 6 - Relative viscosity of the test sample compared to the control sample, sec
The relative viscosity of the test sample was 8 seconds higher than that of the control sample, which meant that the isomalt yogurt had a higher consistency.
As a result of these analyzes, the storage conditions for yoghurts were determined - at a temperature of 4 ± 2 °C and a relative humidity of not more than 75%, it can be stored for 7 days.
Vitamins play an important role in the normal functioning of the body, as well as in the pathogenesis of certain diseases. Many of them are indispensable participants in various metabolic processes that are necessary for normal cell metabolism and tissue trophism, normal functioning and maintenance of vital body functions. The B vitamins are water-soluble vitamins. Their high biological activity is based on participation in the construction of coenzymes - enzyme systems as low molecular weight non-protein substances that form a complex with enzymes that directly regulate biochemical reactions [14].
In the course of the work, analyzes were carried out to determine the content of some B vitamins in yogurt samples, the results of which are shown below (Figure 7).
Figure 7 - Vitamin composition of yogurt samples, mg/100g
From the results in Figure 7, it can be seen that synbiotic yogurt with isomalt contains a higher vitamin content than yogurt without additives. This showed that the microorganisms used to make yogurt synthesize the vitamins themselves. In yogurt without additives Bi - 0.037±0.009 mg/100g; B2 - 0.067±0.007 mg/100g; B3 - 0.02±0.001 mg/100g; B6 - 0.01±0.001 mg/100g, in synbiotic yogurt with the addition of isomalt their amount B1 - 0.044±0.007 mg/100g; B2 -0.069±0.009 mg/100g; B3 - 0.027±0.002 mg/100g; B6 - 0.016±0.003 mg/100g.
It is of interest to study the effect of isomalt on the microbiological parameters of the finished product during storage, the result is presented in table 1 below.
Sample Lactic acid bacteria CFU/cm3 (g) QMAFAnM CFU/cm3 (g). no more Bacteria of the Escherichia coli group, 0.01 g/cm3 in the product Staphylococcus aureus 1g/cm3 in product Yeast, CFU/g, no more Mold, CFU/g no more
CU TR 033/2013 1х107 1х105 not allowed not allowed 50 50
Control sample 1.8х107 1.2х104 not detected not detected not detected not detected
Test sample 3.2х108 1.6х103 not detected not detected not detected not detected
The data presented in the table show that, in the course of microbiological studies, the number of lactic acid bacteria in the control sample (1.8x107 CFU/cm3(g)) was less compared to the test sample (3.2x108 CFU/cm3 (g)), but corresponded to the standard values. The number of mesophilic aerobic facultative anaerobic microorganisms in the control sample was - 1.2x104 CFU/cm3 (g), in the test sample - 1.6x103 CFU/cm3 (g). E.coli, Staphylococcus aureus, yeast and fungi were not found in the control and test samples of yogurt.
Conclusion
Integrated assessment of the quality of yogurt showed that the developed products are characterized by good organoleptic characteristics, have a uniform texture, a pleasant refreshing taste, physicochemical and microbiological indicators comply with the GOST 31981-2013 standard «Yogurts. General technical conditions».
In conclusion, it should be noted that the developed technology of yogurt fermented with prebiotic isomalt and probiotic microorganisms allows to further expand the range. In addition, due to the high content of lactic acid bacteria in the test sample, i.e. the presence of live probiotic cultures and prebiotics, this yogurt can be classified as a functional product.
References:
1 Kamenskaja E.P., Obrezkova M.V., Bazeeva E.E. Osobennosti poluchenija sinbioticheskogo kislomolochnogo produkta na osnove konsorciuma bifidobakterij. Polzunovskij vestnik, 2018, 3: 35-40. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2018.03.006
2 Potoroko I. Ju., Pajmulina A.V., Uskova D.G., Kalinina I.V. Nauchnye i prakticheskie aspekty tehnologij produktov pitanija funkcional'noj napravlennosti. Vestnik JuUrGU. Serija «Pishhevye i biotehnologii», 2018, 6(1): 49-59. DOI: 10.14529/food180106
3 Shhetinina E.M., Gavrilova N.B., Chernopol'skaja N.L. Razrabotka tehnologii obogashhennogo jogurta na osnove koz'ego moloka-syr'ja. Polzunovskij vestnik, 2020, 2: 75-77. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2020.02.014
4 Zhabanos N., Meleshhenja A., Babickaja M., Furik N., Golovach O. Izomal't kak prebiotik v kislomolochnyh bioproduktah "Sjens". Nauka i innovacii, 2019, 200(10): 15-17.
5 Macejchik I.V., Rozhdestvenskaja L.N., Lomovskij I.O., Krasnikova A.S., Nagaeva K.E. Funkcional'nye zhelirovannye deserty s natural'nymi saharozameniteljami. TPPP APK, 2016, 5 (13): S. 8289.
6 Asmaeva Z.I., Shapovalov E.N., Kirimbaeva A.A. Razrabotka tehnologii hlebobulochnyh izdelij funkcional'nogo naznachenija s ispol'zovaniem tritikalevoj muki i saharozamenitelej. Izvestija vuzov. Pishhevaja tehnologija, 2012, 6(5): 64-66.
7 Baranov B.A., Bondarenko D.S., Shishkina D.I. Natural'nyj saharozamenitel' izomal't, ego svojstva i osobennosti, rol' v funkcional'nom pitanii. Evrazijskij nauchnyj zhurnal, 2015, 11: 352-354.
8 GOST 3624-92. Moloko i molochnye produkty. Titrimetricheskie metody opredelenija kislotnosti.
- M.: Izd-vo standartov, 2001. - 10 s.
9 GOST 26781-85 Moloko. Metod izmerenija rN. - M.: Standartinform, 2009. - 4 s.
10 GOST 33951-2016 Moloko i molochnaja produkcija Metody opredelenija molochnokislyh mikroorganizmov. - M.: Standartinform, 2016. - 13 s.
11 GOST 32901-2014. Moloko i produkty, pererabotki moloka. Metody mikrobiologicheskogo analiza. - M.: Standartinform, 2015. - 27 s.
12 GOST 30347-2016 Moloko i molochnaja produkcija. Metody opredelenija Staphylococcus aureus. - M.: Standartinform, 2016. - 16 s.
13 GOST 33566-2015 Moloko i molochnaja produkcija. Opredelenie drozhzhej i plesnevyh gribov.
- M.: Standartinform, 2016. - 16 s.
14 Levchuk L. V., Stennikova O. V. Vitaminy gruppy v i ih vlijanie na sostojanie zdorov'ja i intellektual'noe razvitie detej. Voprosy sovremennojpediatrii, 2009, 8(3): 42-47.
