Конструирование сливочно-цикориевой основы биопродукта для персонализированного питания в рамках рынка FoodNet Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

УДК 637.13

Конструирование сливочно-цикориевой основы биопродукта для персонализированного питания в рамках рынка FoodNet

Юрк Наталия Анатольевна, кандидат технических наук, доцент кафедры товароведения, стандартизации и управления качеством

e-mail: na.yurk@omgau.org

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»

Аннотация. В настоящей работе исследовано влияние цикория на химических состав, титруемую и активную кислотности, а также на органолептические показатели сливочно-цикориевой основы (далее СЦО) с целью конструирования основы биопродукта для персонализированного питания. Кроме того, определен аминокислотный скор исследуемых вариантов СЦО. Установлено, что наилучшими показателями обладает СЦО 2, в которой массовая доля цикория составила 4,0 %.

Ключевые слова: персонализированное питание, сливки, цикорий, биопродукт.

Актуальность исследований. Разработка пищевых продуктов, в том числе и на молочной основе, в рамках рынка FoodNet - глобальная система персонального производства продуктов питания. Продукты с научно обоснованным составом и технологией производства становятся все более востребованными, а в условиях ухудшения здоровья населения и экологии нашей планеты - это один из глобальных рынков будущего.

Персонализированное питание является научным подходом к индивидуальному здоровью каждого человека. В рамках этого подхода особое внимание уделяют категории функциональных продуктов, или «better-for-you» - инновационному поколению продуктов с добавленной пользой для организма [1].

Кроме того, проблема полноценного и здорового питания всегда была одной из самых важных для человечества, в связи с чем одним из перспективных направлений пищевой технологии и диетологии является разработка и организация промышленного производства новых биопродуктов, в том числе и на сливочной основе, сбалансированных в соответствии с физиологической потребностью различных возрастных групп населения страны [2, 3, 4].

В настоящее время в молочной промышленности всё активнее разрабатываются технологии новых многокомпонентных продуктов. При их производстве применяют различные виды добавок, которые вводят с целью регулирования состава, повышения пищевой и биологической ценности, улучшения органолептических показателей, усиления функциональных свойств молочных продуктов. Сочетание молочного и растительного сырья в наибольшей степени соответствует формуле сбалансированного питания [5, 6, 7].

Исходя из вышеизложенного, с целью корректировки состава и формирования органолептических показателей биопродукта в качестве растительного ингредиента использован цикорий растворимый.

Цикорий является природным источником пищевых волокон - инулина, который избирательно стимулирует рост и метаболическую активность определенных видов бактерий (бифидобактерий и лактобацилл), не влияя на рост других групп бактерий (фузобактерий, бактеройдов и др.), и подавляет рост потенциально патогенных бактерий (групп Clostridium perfringens, enterococci) [8].

I I V/ V/ V/ V/ \jr

Цикорий растворимый представляет собой хорошо сыпучий мелкодисперсный порошок от светлого до темно-коричневого цвета, однородного по интенсивности, с достаточно выраженным ароматом, свойственным цикорию и приятным вкусом с мягкой горечью. Содержание сухих веществ составляет не менее 95 %. При этом массовая доля углеводов (в пересчете на сухое вещество, %) составляет: свободной фруктозы (5,0-20,0); свободной глюкозы (2,0-5,0); сахарозы (2,0-5,0) и инулина не менее 30,0 [9, 10].

Необходимо отметить, что инулин обладает выраженным физиологическим действием, функционально-сенсорными эффектами и биотехнологическими свойствами: обогащает продукты питания балластными веществами; снижает уровень триглицеридов в крови; имеет низкую энергоемкость (гипокалорийность); является бифидоактиватором и подавляет рост и развитие патогенной микрофлоры [11, 12].

Целью проводимых научных исследований является конструирование сливоч-но-цикориевой основы (далее СЦО) для производства биопродукта.

Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования использовались: сливки-сырье 10 % и 20 % жирности (согласно ГОСТ Р 53435-2009);

цикорий растворимый по действующей нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.

В ходе исследования использовались: общепринятые математические методы планирования эксперимента; методы математического моделирования и статистики; микробиологические, биохимические и физико-химические методы. Повтор-ность опытов трех- и пятикратная.

Массовую долю сухих веществ определяли по ГОСТ 3626-73; массовую долю белка - по ГОСТ 34454-2018; массовую долю жира - по ГОСТ 5867-90; массовую долю углеводов и золи определяли экспресс-анализатором «МилкоСкан FT 120» (Дания) и расчетным методом.

Результаты и их обсуждение. На первом этапе исследований спроектированы 2 серии СЦО с различным содержанием цикория, %:

- серия 1 (СЦО 1 - 2%; СЦО 2 - 4%; СЦО 3 - 6%; СЦО 4 - 8%);

- серия 2 (СЦО 5 - 2%; СЦО 6 - 4%; СЦО 7 - 6%; СЦО 8 - 8%).

В качестве основного компонента СЦО использованы сливки с массовой долей жира 10 % (серия 1) и 20 % (серия 2), являющиеся источником жиров, жирорастворимых витаминов, вкусовых и ароматических веществ.

Подбор оптимального состава СЦО осуществляли, исходя из влияния цикория на химический состав, титруемую и активную кислотности, а также на органолеп-тические показатели. На втором этапе научных исследований изучен химический состав исследуемых вариантов СЦО, представленный на рисунках 1 и 2.

30

25

сухие вещества белок жир углеводы

■ Контроль (сливки 10%) ■ СЦО 1 ■ СЦО 2 ■ СЦО 3 ■ СЦО 4

Рис. 1. Химический состав СЦО (серия 1)

35

сухие вещества белок жир углеводы

■ Контроль (сливки 20%) ■ СЦО 5 ■ СЦО 6 ■ СЦО 7 ■ СЦО 8 Рис. 2. Химический состав СЦО (серия 2)

При определении массовой доли золы были установлены следующие значения: серия 1 (СЦО 1 - 0,66%; СЦО 2 - 0,70%; СЦО 3 - 0,76%; СЦО 4 - 0,81%); серия 2 (СЦО 5 - 0,56%; СЦО 6 - 0,62%; СЦО 7 - 0,67%; СЦО 8 - 0,74%).

Таким образом, использование различной массовой доли цикория оказало значительное влияние на химический состав исследуемых вариантов СЦО, что позволяет регулировать показатели пищевой ценности биопродукта.

В ходе исследований было изучено влияние различного количества цикория на титруемую и активную кислотности СЦО. Результаты проведенных исследований представлены на рисунке 3 (а, б).

Регрессионный анализ результатов проведенных исследований представлен в таблице 1.

Анализ экспериментальных данных, представленных на рисунке и в таблице показывает, что с увеличением массовой доли цикория повышается титруемая и снижается активная кислотности в исследуемых вариантах СЦО, что обусловлено более низким значением рН растительного ингредиента в сравнении со значением данного показателя сливок. Необходимо отметить, что дальнейшее использование СЦО с повышенной кислотностью может привести к возникновению дефектов консистенции (неоднородная, с заметным отделением сыворотки, крупитчатая консистенция) разрабатываемого биопродукта.

На последнем этапе исследований изучали влияние цикория на органолепти-ческие показатели СЦО в связи с характерным для данного ингредиента специфическим вкусом и ароматом. Результаты органолептической оценки исследуемых вариантов СЦО представлены в таблице 2.

45

40

1—

п 35

1-

о 30

±

о ^ 25

о

X 20

Й

15

>

а 1т 10

1-

5

0

X

ч

л

Г

г

6,8

6,6 т

а.

6,4 л 1-

о

6,2 г 1-о

г

6 о

о

5,8 а

5

5,6 г ш

1?

5,4 <

5,2

Контроль (сливки 10 %)

СЦО 1

СЦО 2

СЦО 3

СЦО 4

а) Серия 1

45 -.

40 -

1-

о 35 -

Л

о о 30 -

I

о ц 25 -

и

ЬС 20 -

Й

1 а> 15 -

а. 1-^ 10 -

Н

5 -

0 -

у"

■

ч __^

N.

-

6,8 6,6 6,4 6,2 6

5.3 5,6

5.4 5,2

I

о.

л"

I-о о г

I-

о с;

о

Контроль (сливки 20 %)

СЦО 5

СЦО 6

СЦО 7

СЦО 3

б) Серия 2

Рис. 3. Изменение титруемой и активной кислотности в зависимости от массовой доли цикория в СЦО

Таблица 1 - Регрессионный анализ изменения титруемой и активной кислотности в зависимости от массовой доли цикория в СЦО

Показатель Уравнение регрессии Коэффициент детерминации (к2)

| Серия 1

Титруемая кислотность у = 0,3571х2 + 3,9571х + 12,6 к2 = 0,9965

Активная кислотность у = 0,0329х2 - 0,4191х + 6,986 к2 = 0,9999

Серия 2

Титруемая кислотность у = 0,0857х2 + 5,7657х + 11,48 к2 = 0,9953

Активная кислотность у = 0,0257х2 - 0,3863х + 6,97 к2 = 0,9970

Исследуемые варианты СЦО

I Серия 1

ГО

рганолептические показатели

Вкус и заПах

Консистенция

Исследуемые Органолептические показатели

Контроль (сливки 10 %) Выраженный сливочный, с легким привкусом кипячения Цвет Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе Консистенция 1 Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 1 Выраженный сливочный, с легким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Кремовый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 2 Сливочный, с заметным привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Светло-коричневый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 3 Сливочный, с горьковатым привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Коричневый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 4 Сливочный, с горьким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Темно-коричневый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

Сепия 2 1

Контроль (сливки 20 %) Выраженный сливочный, с легким привкусом кипячения Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 5 Выраженный сливочный, с легким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Кремовый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 6 Выраженный сливочный, с заметным привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Светло-коричневый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 7 Выраженный сливочный, с горьковатым привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Коричневый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

СЦО 8 Выраженный сливочный, с горьким привкусом и ароматом цикория, без посторонних привкусов и запахов Темно-коричневый, равномерный по всей массе Однородная непрозрачная жидкость в меру вязкая

Результаты органолептической оценки исследуемых вариантов СЦО позволяют заключить, что увеличение массовой доли цикория в исследуемых образцах интенсифицирует процесс цветообразования, насыщенности вкуса и аромата благодаря присутствию дубильных веществ, органических кислот, а также эфирного масла - цикореоля, обладающего специфическим ароматом, свойственным цикорию. Однако при использовании цикория более 4 % отмечено появление горечи, что обусловлено увеличением содержания гликозида - интибина, входящего в состав цикория, следовательно, данное количество является ограничивающим. Таким образом, установлен оптимальный состав СЦО, включающий: сливки с массовой долей жира 10 % и цикорий в количестве не более 4 % от массы СЦО.

Список литературы:

1. Юрк, Н.А. Изучение реологических характеристик молочных продуктов для персонализированного питания [Текст] / Н.А. Юрк, Ю.А. Динер // Молочнохо-зяйственный вестник [Электронный ресурс]. - Вологда ; Молочное. - 2019. - 4 кв.

- № 4 (36).- С. 192-200. - Режим доступа: http://molochnoe.ru/journal.

2. Остроумов, Л.А. Новые подходы к проектированию комбинированных молочных продуктов [Текст] / Л.А. Остроумов, С.Г. Козлов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сб. науч. работ. - Кемерово, 2007.

- С. 24-25.

3. Аникина, Е.Н. Проектирование рецептуры и разработка технологии биопродукта с овсяным молоком [Текст] / Е.Н. Аникина, О.В. Пасько, С.А. Коновалов // Аграрный вестник Урала. - 2013. - № 5.- С. 26-29.

4. Тихомирова, Н.А. Роль молока в развитии детей [Текст] / Н.А. Тихомирова // Молочная промышленность. - 2013. - № 4. - С. 76-77.

5. Аникина, Е.Н. Конструирование молочно-растительной основы для производства биопродукта с овсяным молоком [Текст] / Е.Н. Аникина, О.В. Пасько // Индустрия питания. - 2018. - Т.3. - № 1. - С. 33-38.

6. Пасько, О.В. Научное и практическое обоснование технологии ферментированных молочных и молокосодержащих продуктов на основе биотехнологических систем [Текст] / О. В. Пасько, Н. Б. Гаврилова. - Омск: Изд-во ОмЭИ; ОмГАУ, 2009. - 256 с.

7. Лилищенцева, А.Н. Перспективные направления создания комбинированных продуктов [Текст] / А.Н. Лилищенцева, Д.А. Сафронова, Н.В. Комарова // Пищевая промышленность. - 2008. - № 2. - С. 16-17.

8. Яценко, А.А. Цикорий обыкновенный [Текст] / А.А. Яценко, А.В. Корниенко, Т.П. Жужжалова. - Воронеж: ВНИИСС, 2002. - 135 с.

9. Магамедов, Г.О Перспективное сырье: цикорий [Текст] / Г.О. Магамедов, М.М. Садулаев, Е.В. Шакалова // Пищевая промышленность. - 2003. - № 10. - С. 80-81.

10. Смирнова, Н.А. Инулинсодержащее сырье в производстве кисломолочных продуктов [Текст] / Н.А. Смирнова // Исследования и достижения в области теоретической и прикладной химии. Экология. Продукты питания: сб. статей и докладов V Всеросс. науч.-практ. конф. / под ред. М.П. Щетинина, Л.Е. Мелёшкиной. - Барнаул: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2011. - С. 111-115.

11. Юрк, Н.А. Исследование органолептических показателей и разработка технологии биопродукта для персонализированного питания [Текст] / Н.А. Юрк // Молочнохозяйственный вестник. - 2019. - № 4 (36). - С. 201-210.

12. Лузина, Е.В. Пищевая ценность цикория [Текст] / Е.В. Лузина // Вопросы питания. - 2013. - Т. 82. - № 2. - С. 62-65.

References:

1. Yurk, N.A. The study of the rheological characteristics of dairy products for personalized nutrition. Molochnokhozyaystvennyy vestnik. [Dairy Bulletin], 2019, vol. 4, no. 4 (36), pp. 192-200. Available at: http://molochnoe.ru/journal. (in Russian)

2. Ostroumov, L.A. New approaches to the design of combined dairy products. Produkty pitaniya i racional'noe ispol'zovanie syr'evyh resursov: sb. nauch. rabot. [Food and rational use of raw materials: Scientific works], 2007, pp. 24-25. (in Russian)

3. Anikina, E.N. Formulation design and development of bioproduct technology with oat milk. Agrarnyj vestnik Urala. [Agrarian Bulletin of the Urals], 2013, no. 5, pp. 26-29. (in Russian)

4. Tikhomirova, N.A. The role of milk in the development of children. Molochnaya promyshlennost'. [Dairy industry], 2013, no. 4, pp. 76-77. (in Russian)

5. Anikina, E.N. Designing a dairy and vegetable base for the production of a biological product with oat milk. Industriya pitaniya. [Food Industry], 2018, T.3, no. 1, pp. 33-38. (in Russian)

6. Pasko, O.V. Nauchnoe i prakticheskoe obosnovanie tekhnologii fermentirovannyh molochnyh i molokosoderzhashchih produktov na osnove biotekhnologicheskih sistem: monografiya. [Scientific and practical justification of the technology of fermented dairy and milk-containing products based on biotechnological systems: monograph]. Omsk: OmSAU publ., 2009, 256 p. (in Russian)

7. Lilischentseva, A.N. Promising directions for the creation of combined products. Pishchevaya promyshlennost'. [Food industry], 2008, no. 2, pp. 16-17. (in Russian)

8. Yatsenko, A.A. Cikorij obyknovennyj. [Common chicory]. Voronezh.: VNIISS, 2002, 135 p. (in Russian)

9. Magamedov, G.O. Prospective raw materials: chicory. Pishchevaya promyshlennost'. [Food industry], 2003, no. 10, pp. 80-81. (in Russian)

10. Smirnova, N.A. Inulin-containing raw materials in the production of dairy products. Issledovaniya i dostizheniya v oblasti teoreticheskoj i prikladnoj himii. Ekologiya. Produkty pitaniya: sb. statej i dokladov V Vseross. nauch.-prakt. konf. [Research and achievements in the field of theoretical and applied chemistry. Ecology. Food: articles and reports of V All-Russian. scientific-practical conf.]. Barnaul: Altai State Technical University named after I.I. Polzunova, 2011, pp. 111 - 115. (in Russian)

11. Yurk, N.A. Research of organoleptic indicators and development of bioproduct technology for personalized nutrition. Molochnokhozyaystvennyy vestnik. [Dairy Bulletin], 2019, vol. 4, no. 4 (36), pp. 201-210. Available at: http://molochnoe.ru/ journal. (in Russian)

12. Luzina, E.V. Nutrition value of chicory. Voprosy pitaniya. [Nutrition issues], 2013, T. 82, no. 2, pp. 62 - 65. (in Russian)

Designing a creamy-chicory base of a bio-product for personalized nutrition within the FoodNet market

Yurk Nataliya Anatolievna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Commodity Science, Standardization and Quality Management e-mail: na.yurk@omgau.org

Federal State Educational Institution of Higher Education «Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin»

Abstract. The article describes the study about the effect of chicory on the chemical composition, titratable and active acidity, as well as on the organoleptic characteristics of a creamy chicory base (hereinafter referred to as CCB) in order to construct a basis for a bio-product for personalized nutrition. In addition, the amino acid rate of the investigated variants of CCB was determined. It was established that CCB 2, in which the mass fraction of chicory was 4.0%, has the best indexes.

Keywords: personalized nutrition, cream, chicory, bio-product.