CC BY
1
УДК 637.247
DOI 10.52231/2225-4269_2023_4_141
Изучение влияния дигидрокверцетина на свойства кислотных сгустков на основе
концентрата пахты
Боброва Анна Владиславовна, кандидат технических наук, доцент
e-mail: anna.chekaleva@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Новокшанова Алла Львовна, доктор технических наук, профессор
e-mail: alnovokshanova@gmail.com
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный институт питания, биотехнологии и безопасности пищи»
Ключевые слова: пахта, дигидрокверцетин, нанофильтрация, кислотные сгустки, условная вязкость, синерезис.
Аннотация. В данной статье рассмотрены вопросы влияния пищевой добавки - дигидрокверцетина на органолептические, влагоудерживающие и реологические свойства кислотных сгустков на основе концентрата пахты. Установлено, что дигидрокверцетин, вносимый в качестве функционального ингредиента, не оказывает заметного влияния на влагоудерживающую способность сгустков, органолептические показатели и условную вязкость.
Введение
Согласно Стратегии повышения качества пищевой продукции в РФ до 2030 года, потребление пищевой продукции с низкими потребительскими свойствами является причиной снижения качества жизни и развития ряда заболеваний населения, в том числе за счет необоснованно высокой калорийности пищевой продукции, сниженной пищевой ценности, избыточного потребления насыщенных жиров, дефицита микронутриентов и пищевых волокон [1].
В связи с этим в настоящее время ученые едины во мнении, что пищевая продукция должна не только восполнять энергетические затраты, но и оказывать положительное влияние на метаболические процессы в организме человека. Поэтому для разработки новых рецептур
пищевой продукции необходимы знания особенностей технологии, и медико-биологические представления о рациональном питании [2]. В плане рационального питания важнейшие корректировки рационов населения связаны с повышением пищевой плотности продуктов за счет биологически полноценных нутриентов.
В связи с этим в качестве молочной основы для нового кисломолочного продукта выбран концентрат пахты, полученный нанофильтрацией.
Основные преимущества исходного сырья - пахты - обусловлены высоким содержанием в ней фосфолипидов, минеральных элементов, например кальция и калия, а также витаминов, в частности витамина В12 и рибофлавина. Учитывая низкое содержание жира и калорий в пахте, ее рекомендуют больным с метаболическим синдромом [3, 4]. Полагают, что регулярное употребление пахты, концентрирующей практически все фосфолипиды молока, способствует снижению уровня триацилглицеринов и общего холестерина в сыворотке крови [5].
Витамин В12 играет «важную роль в метаболизме и превращениях аминокислот, участвует в кроветворении. Недостаток витамина В12 приводит к развитию частичной или вторичной недостаточности фолатов, а также анемии, лейкопении, тромбоцитопении» [6].
Рибофлавин в форме коферментов флавинмононуклеотида и флавинадениндинуклеотида «участвует в окислительно-восстановительных реакциях, способствует повышению восприимчивости цвета зрительным анализатором и темновой адаптации. Недостаточное потребление витамина В2 сопровождается нарушением состояния кожных покровов, слизистых оболочек, нарушением светового и сумеречного зрения» [6].
Калий «является главным внутриклеточным электролитом, играющим важную роль в поддержании мембранного потенциала, принимает участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления. Пища, богатая калием, вызывает повышенное выделение натрия из организма» [6], способствуя тем самым нормализации артериального давления при гипертензии.
Пахта также считается источником фосфора и кальция, которые являются «необходимыми элементами минерального матрикса кости, играют ведущую роль в нервной проводимости» [6], а кальций, кроме этого, участвует в процессе свертывания крови и мышечном сокращении [5].
Помимо этого, белки оболочек жировых шариков, обнаруженные в больших количествах в пахте, в последние годы вызывают все больший интерес благодаря их исключительным питательным свойствам,
включая подавление рака толстой кишки, подавление желудочно-кишечных патогенов и смягчение стрессовых реакций [7, 8].
Благодаря приемам направленного регулирования состава пахты, в частности получением из нее белковых концентратов, ее ценность повышается.
С целью преодоления недостатков текстуры, органолептических показателей и физико-химических свойств низкожирного кисломолочного продукта был использован мембранный процесс нанофильтрации, позволяющий сочетать концентрирование с частичной деминерализацией при низких температурах.
Помимо низкой калорийности и высокой пищевой ценности инновационные молочные продукты, предназначенные для повседневного спроса, должны обладать адаптогенными свойствами за счет биологически активных добавок.
Уникальным препаратом, обладающим одновременно антиокислительными и адаптогенными свойствами, является дигидрокверцетин (ДКВ), признанный самым мощным антиоксидантом природного происхождения.
ДКВ не оказывает вредного воздействия на здоровье человека, не обладает аллергенными свойствами, имеет высокую стабильность антиокислительного действия, отличается широким спектром биологической активности, оказывая капилляроукрепляющее, противовоспалительное, гепатопротекторное, гастропротекторное, антисклеротическое, радиопротекторное действие [9].
В технологическом плане внесение ДКВ способствует увеличению срока годности, сохранению органолептических показателей и биологической ценности продуктов. Наряду с этим ДКВ способствует обогащению продукта антиоксидантами и приданию парафармацевтических свойств [10].
Предполагается, что ДКВ обладает прямой антирадикальной активностью преимущественно за счет взаимодействия с липидными радикалами. Антиокислительное действие обусловлено способностью связывать свободные радикалы, предотвращать перекисное окисление липидов путем утилизации химически активных соединений кислорода, липидных пероксильных и алкоксильных радикалов и образовывать хелатные комплексы с ионами переходных металлов [11].
Требования к качеству ДКВ определены в ГОСТ 33504-2015 «Добавки пищевые. Дигидрокверцетин. Технические условия».
Методы исследований
Экспериментальные исследования проводили в условиях лаборатории исследования и производства молочных продуктов на базе АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н.В.Верещагина;
в лабораториях кафедры технологии молока и молочных продуктов Вологодской ГМХА.
Концентрирование пахты проводили на нанофильтрационной установке фирмы TIA.
Объектами исследования служили: пахта, полученная на линии преобразования высокожирных сливок при выработке крестьянского масла на АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н.В. Верещагина по ГОСТ 34354-2017; концентрат пахты с массовой долей сухих веществ 18 %, полученный нанофильтрацией; бакконцентрат Бифилакт-Плюс бактериальный лиофилизированный, состоящий из молочнокислых и бифидобактерий видов: Lactococcus lactis subsp. dia-cetilactis, Streptococcus thermophiles (вязкий), Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium bifidum и/или B. Longum, и/или B. adolescentis (производитель ФГУП «Экспериментальная биофабрика», г. Углич, Россия); ДКВ марки «Лавитол (дигидрокверцетин)», АО «Аметис», Россия).
Сквашивание проводили при температуре (37±1) оС до получения в меру вязкого сгустка. Продолжительность сквашивания составляла (4,0±0,5) ч.
В результате сквашивания нанофильтрационного концентрата пахты с массовой долей сухих веществ 18% лабораторной закваской на основе бакконцентрата Бифилакт плюс и внесением дигидрокверцетина в количестве 100% от адекватного уровня потребления в 50% и 30% были получены кислотные сгустки.
При изучении свойств кислотных сгустков для определения условной вязкости использовали капиллярный вискозиметр ВЗ-246. Вязкость определяли как время вытекания продукта из чаши объемом 100 мл с отверстием 5 мм. Измерения проводили в секундах.
Влагоудерживающую способность сгустков концентратов определяли по объему выделившейся из сгустка сыворотки при центрифугировании его в течение 10 минут с частотой 3000 оборотов в минуту при 20 °С.
Органолептические показатели определяли по пятибалльной шкале [12]. Для этого разработали балльную систему оценки органо-лептических показателей кислотных сгустков на основе концентрата пахты (таблица 1).
Таблица 1 - Балльная система оценки органолептических показателей кислотных сгустков на основе концентрата пахты
Показатели Характеристика органолептических показателей Оценка, балл
Вкус и запах Чистый, сливочный, кисломолочный; умеренно сладкий 5
Кисломолочный, умеренно сладкий 4
Недостаточно выраженный кисломолочный, 3
сладкий
Слабовыраженный кисломолочный, нечистый 2
Нехарактерный для данного продукта 1
Консистенция Однородная, вязкая 5
Неоднородная жидкость 4
Излишне жидкая или излишне вязкая жидкость 3
Неоднородная жидкость, с видимым осадком белка 2
Неоднородная жидкость, с видимым осадком белка 1
Цель исследования
Целью работы являлось изучение влияния дигидрокверцетина на свойства кислотного сгустка на основе нанофильтрационного концентрата пахты.
Результаты исследования и их анализ
Органолептическая оценка показала, что полученные кислотные сгустки имели сладковатый, чистый, кисломолочный вкус и запах и вязкую, однородную консистенцию. Даже максимальная доза внесения ДКВ 25 мг на 100 г продукта не повлияла на вкус и запах готового продукта. Горечь, присущая порошку ДКВ, в готовых продуктах не обнаружена, ввиду внесения малых доз ДКВ.
Результаты определения синерезиса кислотных сгустков представлены на рисунке 1.
Опыт 5
Опыт 2
Опыт 1
Контроль
1 2,14.
1 2.15
..92
2
О 0,5 1 1.5 2
Процент выделившейся сыворотки. %
2,5
Рисунок 1 - Влагоудерживающая способность сгустков
Объем выделившейся сыворотки из полученных сгустков составил 1,92-2,15 %. Высокую влагоудерживающую способность сгустков можно объяснить тем, что увеличение количества белка, концентрации гидроколлоидов, уменьшение содержания влаги привело к снижению способности к синерезису. Фактор концентрирования, равный двум, обеспечил увеличение сухих веществ в 2,2 раза. Качественная оценка этого явления связана с уменьшением среднего линейного размера ячеек пространственного белкового каркаса сгустка при увеличении концентрации белков в смеси [13].
Помимо этого, известно, что белки оболочек жировых шариков обладают способностью улучшать текстурные свойства продукта
[14]. Фосфолипиды также обладают высокой водоудерживающей способностью благодаря своим амфифильным характеристикам
[15]. Посредством электростатических и гидрофобных сил они взаимодействуют с сывороточными белками и р-казеином [16], что положительно сказывается на текстуре и синеретической способности продукта.
Условная вязкость контрольного и опытных образцов показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - Условная вязкость полученных сгустков
Условная вязкость контрольного образца равна 82 секундам, при этом у опытных образцов данный показатель незначительно ниже в среднем на 10-20% , что не является достоверным отличием.
Заключение
Таким образом, в процессе исследования установлено, что дигидрокверцетин, вносимый в качестве функционального ингредиента не оказывает заметного влияния на органолептические показатели, влагоудерживающую способность кислотных сгустков и органолептические показатели.
Пониженное содержание жира в нанофильтрационном концентрате пахты приводит к возникновению нежелательных характеристик кисломолочного продукта, таких как плохая текстура, низкая вязкость, сильный синерезис и отсутствие молочного вкуса, особенно в период хранения, что в конечном итоге ухудшает вкусовые ощущения и может препятствовать принятию потребителем кисломолочного продукта [17]. Однако при сквашивании концентрата пахты, полученного нанофиль-трацией с массовой долей сухих веществ 18%, закваской Бифилакт Плюс был получен продукт с плотным сгустком, вязкой однородной консистенцией, плотной текстурой и чистым кисломолочным вкусом.
Вероятно, хорошие органолептические показатели сквашенного концентрата пахты обусловлены правильным выбором заквасочного препарата Бифилакт Плюс. Такой вывод можно сделать, поскольку он проявил хорошую активность при сквашивании нанофильтрационного концентрата и обеспечивал получение выраженного кисломолочного вкуса, запаха и однородной, в меру вязкой консистенции. Подобные результаты были получены [18] при изучении свойств нанофильтрационного концентрата пахты с массовой долей сухих
веществ 20%.
Для оценки технологических процессов и их качественных показателей существенными являлись реологические характеристики молока и молочных продуктов.
В условиях эксперимента установлено, что ДКВ не оказал заметного влияния на свойства кислотных сгустков. Статистически значимого изменения влагоудерживающей способности и условной вязкости от дозы вносимого ДКВ не было выявлено. Полученные результаты согласуются с исследованиями других авторов [19, 20].
В научном и практическом плане интересно выяснить, окажет ли влияние ДКВ на сроки годности нанофильтрационного концентрата пахты после сквашивания. В связи с этим работы в данном направлении планируется продолжать.
Исследования выполнены в рамках темы Министерства сельского хозяйства РФ №123052200047-0.
Литература:
1. Стратегия повышения качества пищевой продукции в РФ до 2030 г.: распоряжение Правительства РФ № 1634-р от 29.06.2016 г. -С. 17.
2. Решетник, Е.И. Обоснование и разработка технологии производства пищевых продуктов с применением дигидрокверцетина / Е.И. Решетник // Дальневосточный аграрный вестник. - 2007. - № 1. - С. 130-132.
3. Conway V., Couture Р., С Richard S.F., Gauthier Y., Pouliot B. La-marche Impact of buttermilk consumption on plasma lipids and surrogate markers of cholesterol homeostasis in men and women. Nutrition, Metabolism, and Cardiovascular Diseases. 2013. Vol. 23(12). Рр. 1255-1262.
4. Castro-gómez P., Rodríguez-alcalá L.M., Monteiro K.M., Ruiz ALTG, Carvalho J.E., Fontecha J. Antiproliferative activity of buttermilk lipid fractions isolated using food grade and non-food grade solvents on human cancer cell lines. Food Chemistry. 2016. Vol. 212. Рр. 695-702.
5. Conway V., Gauthier S.F., Pouliot Y. Buttermilk: Much more than a source of milk phospholipids. Animal Frontiers. 2014. Vol. 4, iss.2. Рр. 44-51.
6. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: Методические рекомендации. - М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021. - 72 с.
7. Spitsberg V Invited review: bovine milk fat globule membrane as a potential nutraceutical Journal of Dairy Science. 2005. Vol. 88. Рр. 2289-2294.
8. Dewettinck K., Rombaut R., Thienpont N., Le T. T., Messens K., Van Camp J. Nutritional and technological aspects of milk fat globule membrane material. International Dairy Journal. 2008. Vol. 18. Рр. 436-457.
9. Погосян, Д.Г. Применение дигидрокверцетина в производстве творога / Д.Г. Погосян, И.В. Гаврюшина, Т.В. Шишкина // Молочная промышленность. - 2014.- № 7. - С. 62-63.
10. Гусева, Т.Б. Применение природного антиоксиданта дигидрокверцетина для увеличения срока годности и улучшения биологической ценности товаров номенклатуры Росрезерва / Т.Б. Гусева, О.М. Караньян, Т.С. Куликовская // Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд. - 2017. - № 7 (7). - С. 121-130.
11. Манукьян, Г.Г. Антиоксидантные свойства композиций дигидрокверцетина и аминокислот / Г. Г. Манукьян, И. С. Краснова, Т. В. Коробейникова // Переработка молока. - 2011. - № 10 (144). - С. 58-59.
12. ГОСТ Р ИСО 22935-2-2011 Молоко и молочные продукты. Органолептический анализ. Часть 2. Рекомендуемые методы органолептической оценки. - М.: Стандартинформ, 2012.
13. Банникова, А.В. Инновационный подход к созданию обогащенных молочных продуктов с повышенным содержанием белка / А.В. Банникова, И.А. Евдокимов - М.: ДеЛи плюс. - 2015. - 136 с.
14. Tang H., He S., Peng F., Wang R., Li Q., Ma Y. The effects of milk fat globule membrane and its individual components on dough properties and bread quality. RSC Advances. 2016. Vol. 6. Рр. 102617-102625. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(98)75882-5
15. Romeih E.A., Abdel-Hamid M., Awad A.A. The addition of buttermilk powder and transglutaminase improves textural and organoleptic properties of fat-free buffalo yogurt. Dairy Science & Technology. 2014. Vol. 94. Рр. 297-309. DOI: https://doi.org/10.1007/s13594-014-0163-8
16. Gallier S., Gragson D., Jiménez-Flores R., Everett D. W. p-Casein-phospholipid monolayers as model systems to understand lipid-protein interactions in the milk fat globule membrane. International Dairy Journal. 2012. Vol. 22. Рр. 58-65. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2011.08.007
17. Lee W. J., LuceyJ. A. Formation and physical properties of yogurt. Asian Australasian Journal of Animal Sciences. 2010. Vol. 23. Рр. 1127-1136. DOI: https://doi.org/10.5713/ajas.2010.n05
18. Bobrova, A.V. Prospects for use of nanofiltration buttermilk and whey concentrates in the technology of fermented milk products with an increased mass fraction of protein Conference Series: Earth and Environmental Science, Omsk City, Western Siberia, 04-05 июля 2020 года. Omsk City, Western Siberia. 2021. Рр. 012137
19. Патент 2043030. Российская Федерация. Способ производства молочных концентратов с дигидрокверцетином и метод контроля его содержания: № 92014711/13. заявл. 28.12.1992: опубл. 10.09.1995 / И.А. Радаева, Н.А. Тюкавкина, С.Я. Соколов, С.П. Шулькина, И.А. Руленко, В.А. Бабкин.
20. Погосян, Д.Г. Производство сметаны с добавлением антиоксиданта дигидрокверцетина / Д.Г. Погосян, И.В. Гаврюшина, Т.А. Свирина // Молочная река. - 2011. - № 4. - С. 42-43.
References:
1. Strategy for improving the quality of food products in the Russian Federation until 2030: Decree of the Government of the Russian Federation No. 1634-r dated June 29, 2016. 17p. (in Russian)
2. Reshetnik E.I. Justification and development of food production technology using dihydroquercetin. Dal'nevostochnyjagrarnyjvestnik[Far Eastern Agrarian Bulletin], 2007, no.1, pp. 130-132. (in Russian)
3. Conway V., Couture R., Richard S.F., Gauthier Y., Pouliot B. Lamarche Impact of buttermilk consumption on plasma lipids and surrogate markers of cholesterol homeostasis in men and women. Nutrition, Metabolism, and Cardiovascular Diseases. 2013, no. 23(12), pp. 1255-1262. Text direct (in English)
4. Castro-gómez P., Rodríguez-alcalá L.M., Monteiro K.M., Ruiz ALTG, Carvalho J.E., Fontecha J. Antiproliferative activity of buttermilk lipid fractions isolated using food grade and non-food grade solvents on human cancer cell lines. Food Chemistry, 2016, no. 212, pp. 695-702. (in English)
5. Conway V., Gauthier S.F., Pouliot Y. Buttermilk: Much more than a source of milk phospholipids. Animal Frontiers, 2014, vol. 4, I.2, pp. 44-51. (in English)
6. Normyfiziologicheskihpotrebnostej v jenergii i pishhevyhveshhestvah dlja razlichnyhgruppnaselenija Rossijskoj Federacii[Norms of physiological needs for energy and nutrients for various groups of the population of the Russian Federation]. Moscow, Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare, 2021. 72 p. (in Russian)
7. Spitsberg V. Invited review: bovine milk fat globule membrane as a potential nutraceutical Journal of Dairy Science, 2005, no. 88, pp. 2289-2294. (in English)
8. Dewettinck K., Rombaut R., Thienpont N., Le T. T., Messens K., Van Camp J. Nutritional and technological aspects of milk fat globule membrane material. International Dairy Journal, 2008, no. 18, pp. 436457. (in English)
9. Pogosyan D.G., Gavryushina I.V., Shishkina T.V.
Use of dihydroquercetin in the production of cottage cheese. Molochnajapromyshlennost'[Dairy industry], 2014, no.7, pp. 62-63. -Text direct (in Russian)
10. Guseva T.B., Karanyan O.M., Kulikovskaya T.S. Use of the natural antioxidant dihydroquercetin to increase the shelf life and improve the biological value of goods in the Rosrezerv nomenclature. Innovacionnyetehnologii proizvodstva i hranenijamaterial'nyhcennostej dlja gosudarstvennyh nuzhd[Innovative technologies for the production and storage of material assets for government needs], 2017, no. 7(7), pp. 121-130. (in Russian)
11. Manukyan G.G., Krasnova I.S., Korobeynikova T.V. Antioxidant properties of dihydroquercetin and amino acids compositions. Pererabotka moloka[Milk processing], 2011, no. 10 (144), pp. 58-59. (in Russian)
12. State Standard 22935-2-2011. Milk and dairy products. Organoleptic analysis. Part 2: Recommended methods for sensory evaluation. Moscow, Standartinform, 2012. (in Russian)
13. Bannikova A.V., Evdokimov I.A. Innovacionnyjpodhod k sozdaniju obogashhennyhmolochnyhproduktov s povyshennymsoderzhaniem belka[Innovative approach to the creation of fortified dairy products with increased protein content]. Moscow, DeLi plus-Publ., 2015. 136 p. (in Russian)
14. Tang H., He S., Peng F., Wang R., Li Q., Ma Y. The effects of milk fat globule membrane and its individual components on dough properties and bread quality. RSC Advances. 2016. 6.102617-102625. DOI: https:// doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(98)75882-5. (in English)
15. Romeih E. A., Abdel-Hamid M., Awad A. A. The addition of buttermilk powder and transglutaminase improves textural and organoleptic properties of fat-free buffalo yogurt. Dairy Science and Technology. 2014, no. 94, pp. 297-309. DOI: https://doi.org/10.1007/s13594-014-0163-8. (in English)
16. Gallier S., Gragson D., Jiménez-Flores R., Everett D. W. p-Casein-phospholipid monolayers as model systems to understand lipid-protein interactions in the milk fat globule membrane. International Dairy Journal. 2012, no. 22, pp. 58-65. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj (in English)
17. Lee W. J., Lucey J. A. Formation and physical properties of yogurt. Asian Australasian Journal of Animal Sciences. 2010, no. 23, pp. 11271136. DOI: https://doi.org/10.5713/ajas.2010.n05 (in English)
18. Vobrova, A. V. Prospects for using nanofiltration buttermilk and whey concentrates in the technology of fermented milk products with an increased mass fraction of protein. 2021, pp. 12-137. (in English)
19. Radaeva I.A. e.a. Sposobproizvodstvamolochnyhkoncentratov s digidrokvercetinom i metodkontroljaegosoderzhanija[Method for producing
milk concentrates with dihydroquercetin and method for controlling its content], Patent RF, no. 92014711/13. 1995.
20. Pogosyan, D.G., Gavryushina, I.V., Svirina T.A. Production of sour cream with the addition of the antioxidant dihydroquercetin. Molochnajareka[Milk River], 2011, no. 4, pp.42-43. (in Russian)
Study of dihydroquercetin effect on the properties of acid curds based on buttermilk concentrate
Bobrova Anna Vladislavovna, Candidate of Science (Technics), Associate Professor
e-mail: anna.chekaleva@mail.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Vologda State Dairy Academy named after N.V. Vereshchagin»
Novokshanova Alla L'vovna, Doctor of Science (Technics), Professor
e-mail: alnovokshanova@gmail.com
Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety»
Keywords: buttermilk, dihydroquercetin, nanofiltration, acid clots, funnel viscosity, syneresis.
Abstract. This article discusses the influence of dihydroquercetin food additive on the process of buttermilk concentrate fermentation obtained by nanofiltration. It has been found that dihydroquercetin has no noticeable effect on the fermentation process, the moisture-retaining ability of clots, organoleptic parameters and funnel viscosity. The dose of a food additive for enriching a fermented milk product based on buttermilk concentrate has been selected.
