CC BY
37
УДК: 633.1:633.8:637.1/.3(045) DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10172
микроструктурные особенности пшеничной клетчатки и цитрусовых волокон и применение их в сметанных продуктах
О.И. Долматова*, канд. техн. наук; А.В. Гребенщиков, канд. ветеринар. наук; А.В. Дошина
воронежский государственный университет инженерных технологий
Дата поступления в редакцию 26.06.2019 * [email protected]
Дата принятия в печать 29.11.2019 © Долматова О.И., Гребенщиков А.В., Дошина А.В., 2019
Реферат
В работе излагаются данные изучения микроструктурных особенностей пшеничной клетчатки и цитрусовых волокон и возможности использования их как рецептурного ингредиента при производстве сметанных продуктов. Пшеничная клетчатка (производитель Польша) представляет собой порошок белого цвета, цитрусовые волокна (производитель Испания) -порошок светло-желтого цвета с нейтральными запахом и вкусом, высокой влагопоглощающей и жиросвязывающей способностью. Проведена оценка микроструктуры клетчатки на электронном микроскопе «Альтами БИО». Образцы клетчатки были помещены на предметное стекло в среде иммерсионного масла при разном увеличении: в 40 и 100 раз. Определены размеры и форма частиц пшеничной клетчатки и цитрусовых волокон методом микроскопирования. Выработаны сметанные продукты с пшеничной клетчаткой и цитрусовыми волокнами с массовой долей клетчатки 2,5 %. Использование клетчатки в количестве 3,0 % и более приводит к большому количеству связанной влаги в продукте и образованию конгломератов. При внесении клетчатки в сметанный продукт в количестве 2,0 % и менее не достигается планируемый эффект жиро- и влаго-связывания в продукте. Анализ проведенных микроструктурных исследований сметанных продуктов показал, что целлюлозные частицы обнаружены во всех образцах, распределение их в продукте равномерное, форма изогнутая, нитеобразная либо в виде палочек разного размера. Доказано, что образцы сметанных продуктов с пшеничной клетчаткой более плотные и однородные по структуре по сравнению с образцами сметанных продуктов с цитрусовым волокном. Влагоудерживающую способность сгустка сметанного продукта определяли методом центрифугирования. Установлено, что сметанные продукты обладают большей влагоудерживающей способностью по сравнению со сметаной. Амперометрическим методом определена антиоксидантная способность образцов пшеничной клетчатки.
Ключевые слова
клетчатка, молочная промышленность, сметанный продукт, пищевые волокна, микроструктурный анализ Для цитирования
Долматова О.И., Гребенщиков А.В., Дошина А.В. (2019) Микроструктурные особенности пшеничной клетчатки и цитрусовых волокон и применение их в сметанных продуктах // Пищевая промышленность. 2019. № 11. С. 25-27.
Microstructural features of wheat fiber and citrus fibers and their use in sour cream products
O.I. Dolmatova*, Candidate of Technical Sciences; A.V. Grebenshchikov, Candidate of Veterinary Sciences; A.V. Doshina
Voronezh State University of Engineering Technologies
Received: June 26, 2019 * [email protected]
Accepted: November 29, 2019 © Dolmatova O.I., Grebenshchikov A.V., Doshina A.V., 2019
Abstract
The paper presents the data on the study of the microstructural features of wheat fiber and citrus fibers and the possibility of using them as a prescription ingredient in the production of sour cream products. Wheat fiber (manufacturer is Poland) is a white powder, citrus fibers (manufacturer is Spain) - a light yellow powder with the neutral odor and taste, high moisture-absorbing and fat-binding ability. The microstructure of cellulose has been evaluated by the electron microscope «Alto BIO». The samples of fiber have been placed on a glass slide in immersion oil at different magnifications: 40 and 100 times. The size and shape of wheat fiber and citrus fibers by microscopic methods have been determined. Sour cream products with wheat fiber and citrus fibers have been produced with a mass fraction of fiber 2.5 %. The using of fiber in the amount of 3.0 % or more leads to a large amount of bound moisture in the product and the formation of conglomerates. When fiber is put into the product of sour cream in the amount of 2.0 % or less, the estimated effect of fat and moisture binding in the product is not achieved. The analysis of microstructural studies of sour cream products has shown that cellulose particles were found in all samples, their distribution in the product is uniform, the shape is curved, thread-like, or in the form of sticks of different sizes. It has been proved that the samples of sour cream products with wheat fiber are more dense and uniform in structure compared with the samples of sour cream products with citrus fiber. The water-holding capacity of a clot of sour cream product was determined by the centrifuging method. It has been determined that sour cream products have a greater water-holding capacity compared with sour cream. The antioxidant capacity of wheat fiber samples has been determined by the amperometric method.
Key words
milk industry, sour cream product, fiber, dietary fiber, microstructural analysis For citation
Dolmatova O.I., GrebenshchikovA.V., Doshina A.V. (2019) Microstructural features of wheat fiber and citrus fibers and their use in sour cream products // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2019. No. 11. P. 25-27.
issn 0235-2486 пищевая промышленность 11/2019
25
БИОТЕХНОЛОГИЯ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
ТЕМА НОМЕРА
Введение. В настоящее время пищевые волокна широко применяются в молочной промышленности [1-5]. Они являются натуральным многофункциональным продуктом. Пищевые волокна характеризуются следующими свойствами: имеют нейтральный вкус и запах; инертны к любым рецептурным ингредиентам продукта; обладают высокой влагопоглощающей и жиросвязы-вающей способностью за счет уникальной природной капиллярной структуры волокон; термостабильны и холодорезистентны (устойчивы к воздействию высоких и низких температур); удерживают и равномерно распределяют влагу и жир в составе продукта.
Преимущества использования пищевых волокон в молочной промышленности: продлевают сроки хранения за счет повышения микробиологической устойчивости продуктов в результате снижения показателя активности воды; повышают пищевую ценность продуктов; обогащают продукты балластными веществами; снижают калорийность продуктов и др.
Цель работы - изучение микроструктурных особенностей пшеничной клетчатки и цитрусовых волокон и использование их как рецептурного ингредиента при производстве сметанных продуктов.
Экспериментальная часть. В связи с тем, что связывание влаги и жира осуществляется капиллярным способом, представляет научный интерес изучение микроструктурных особенностей пищевых волокон. Пшеничная клетчатка (производитель Польша) представляет собой порошок белого цвета, цитрусовые волокна (производитель Испания) - порошок светло-желтого цвета с нейтральными запахом и вкусом, высокой влагопоглощающей и жиросвязывающей способностью.
Проведена оценка микроструктуры клетчатки на электронном микроскопе «Альтами БИО». Образцы клетчатки были помещены на предметное стекло в среде иммерсионного масла при разном увеличении: в 40 и 100 раз.
Выработаны сметанные продукты с пшеничной клетчаткой и цитрусовыми волокнами с массовой долей клетчатки 2,5%. Использование клетчатки в количестве 3,0% и более приводит к большому количеству связанной влаги в продукте и образованию конгломератов. При внесении клетчатки в сметанный продукт в количестве 2,0% и менее не достигается планируемый эффект жиро- и влагосвязывания в продукте. В качестве контрольного образца использовали сметану, выработанную по традиционной технологии.
Световую микроскопию сметанных продуктов применяли для обеспечения свидетельств текстуры продукта. Образцы были подготовлены для микроскопического исследования путем распределения продукта на предметном стекле. Для получения плоской поверхности изображений использовали покровное стекло [4].
Влагоудерживающую способность сгустка сметанного продукта определяли методом центрифугирования (10 мл продукта центрифугируют 5 мин), объем выделившейся сыворотки соответствует способности сгустков к влагоотдаче [6].
Антиоксидантную способность образцов сметанных продуктов с клетчаткой определяли амперометрическим методом.
Результаты и их обсуждение. Микроструктура пшеничных волокон представлена на рис. 1, 2. Найдены длина и диаметр пшеничных волокон: минимальный размер волокон -51 мкм, максимальный размер - 306 мкм, средний размер - 144 мкм. На микрофотографиях определена форма частиц: вытянутая, нитеобразная, изогнутая или завитая, различные по длине и степени деформации.
Микроструктура цитрусовых волокон представлена на рис. 3, 4. Найдены длина и диаметр цитрусовых волокон: минимальный размер волокон - 104 мкм, максимальный размер - 324 мкм, средний размер - 170 мкм. На микрофотографиях определена форма частиц: вытянутая, плоская, изогнутая, различные по длине и степени деформации.
Микроструктура сметаны представлена на рис. 5, 6. Определена плотная однородная структура образцов.
Рис. 1. Микрофотографии пшеничной клетчатки (40)
Рис. 2. Микрофотографии пшеничной клетчатки (Ю)
Рис. 3. Микрофотографии цитрусовых волокон (40)
Анализ проведенных микроструктурных исследований сметанных продуктов показал, что целлюлозные частицы обнаружены во всех образцах, распределение их в продукте равномерное, форма изогнутая, нитеобразная (рис. 7, 8) либо в виде палочек разного размера (рис. 9, 10). Определено, что образцы сметанных продуктов с пшеничной клетчаткой более плотные и однородные по структуре по сравнению с образцами сметанных продуктов с цитрусовым волокном.
Выделение сыворотки в сметанном продукте является следствием неудовлетворительного качества сырья, отклонений от нормального режима гомогенизации и пастеризации молока. Известно, что сгустки с влагоотдачей от 3,5 до 5,5 мл сыворотки рекомендуются для приготовления творога, до 2,5 мл -для производства кисломолочных напитков и сметаны [6, 7]. Влагоудерживающая способность исследуемых образцов сметаны и сметанных продуктов представлена в табл. 1.
Рис. 4. Микрофотографии цитрусовых волокон (х100)
Рис. 5. Микрофотографии сметаны (40)
Рис. 6. Микрофотографии сметаны (хЮ0)
26
11/2019 пищевая промышленность issn 0235-2486
Рис. 7. Микрофотографии сметанного продукта с пшеничной клетчаткой (х40)
Рис. 8. Микрофотографии сметанного продукта с пшеничной клетчаткой (у-100)
Рис. 9. Микрофотографии сметанного продукта с цитрусовыми волокнами (х40)
Рис. 10. Микрофотографии сметанного продукта с цитрусовыми волокнами (10)
Таблица 1
Влагоудерживающая способность продуктов
Образец Влагопоглощающая способность
мл отделившей- %
ся сыворотки
Сметанный про-
дукт с пшеничной 0,10 99
клетчаткой
сметанный про-
дукт с цитрусо- 0,20 98
вым волокном
Сметана 0,70 93
Установлено соответствие всех образцов предъявляемым требованиям по показателю влагоудерживающей способности. Найдено, что сметанные продукты на 5,5±0,5% больше удерживают влагу по сравнению со сметаной.
Комплекс антиоксидантных свойств пшеничных волокон предотвращает накопление свободных радикалов, защищая мембраны клеток человеческого организма от окислительного стресса. Определена антиоксидантная активность пшеничных волокон: 0,0397 мг/г.
Выводы. На основе микроструктурного анализа пшеничной клетчатки и цитрусовых волокон установлена возможность использования их как рецептурного ингредиента при производстве сметанных продуктов. Доказано, что образцы сметанных продуктов с пшеничной клетчаткой более плотные и однородные по структуре по сравнению с образцами сметанных продуктов с цитрусовым волокном. Установлена повышенная влагопоглощающая способность сметанных продуктов по сравнению со сметаной. Определена антиоксидантная активность пшеничных волокон.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пирогова, Е. Н. Пищевые волокна «Цитри-Фай» для спредов пониженной жир-ности/Е.Н. Пирогова, Е.В. Топникова, И.В. Гу-
бина // Молочная промышленность. - 2017. -№ 9. - С. 63-64.
2. Творогова, А.А. Особенности применения пищевых волокон SENSEFI в производстве мороженого пломбир/А.А. Творогова, Т.В. Коновалова, И.А. Гурский [и др.] // Пищевая промышленность. - 2016. - № 10. - С. 34-36.
3. Белозерова, М. С. Разработка состава и технологии молочного десерта с морковной клетчаткой/М.С. Белозерова, Т.Н. Евстигнеева, А.А. Григорьева // Вестник ВГУИТ. - 2016. -№ 2 (68). - С. 140-147.
4. Банникова, А.В. Новые технологические решения по созданию йогуртов с пищевыми волокнами // Техника и технология пищевых производств. - 2014. - № 3. - С. 5-10.
5. Захарова,Л.М. Функциональный кисломолочный продукт с экстрактом шиповника и пищевыми волокнами/Л.М. Захарова, С.С. Лоз-манова // Молочная промышленность. -2014. - № 4. - С. 58.
6. Биотехнология продуктов из сырья животного происхождения: методические указания по выполнению лабораторных работ для направления подготовки 240700.61 Биотехнология/составили Е.А. Фауст, Т.С. Осина // ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2016. - 37 с.
7. Голубева, Л.В. Изучение процесса сине-резиса кисломолочных напитков/Л.В. Голубева, О.И. Долматова, А.А. Губанова [и др.] // Пищевая промышленность. - 2015. - № 4. -С. 42-43.
REFERENCES
1. Pirogova EN, Topnikova EV, Gubina IV. Pishhevye volokna «Citri-Faj» dlya spredov poni-zhennoj zhirnosti [Dietary fiber «Citri-Fi» for low fat spreads]. Molochnayapromyshlennost' [Dairy industry]. 2017. No. 9. P. 63-64 (In Russ.).
2. Tvorogova AA, Konovalova TV, Gurskij IA, Bazalij VN, Avramova SV. Osobennosti prime-neniya pishhevykh volokon SENSEFI v proizvod-stve morozhenogo plombir [Features of the use of SENSEFI dietary fiber in the production of ice cream]. Pishhevaya promyshlennost' [Food industry]. 2016. No. 10. P. 34-36 (In Russ.).
3. Belozerova MS, Evstigneeva TN, Grigor^eva AA. Razrabotka sostava i texnologii molochnogo deserta s morkovnoj kletchatkoj [Development of composition and technology of dairy dessert with carrot fiber]. Vestnik VGUIT [Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2016. No. 2. P. 140-147 (In Russ.) https: //doi.org/10.20914/2310-1202-2 016-2-140-147.
4. Bannikova AV. Novye tekhnologicheskie resheniya po sozdaniyu jogurtov s pishhevymi voloknami [New Technological Solutions for Creating Dietary Fiber Yoghurts]. Technika i tekh-nologiya pischhevykh proizvodstv [Technique and technology of food production]. 2014. No. 3. P. 5-10 (In Russ.).
5. Zakharova LM, Lozmanova SS. Funkcio-nalnyj kislomolochnyj produkt s ekstraktom shipovnika i pishhevy^mi voloknami [Functional fermented milk product with rosehip extract and dietary fiber]. Molochnaya promyshlennost' [Dairy industry]. 2014. No. 4. P. 58 (In Russ.).
6. Faust EA, Osina TS. Biotexnologiya produk-tov iz syr^ya zhivotnogo proiskhozhdeniya: metodicheskie ukazaniya po vypolneniyu labo-ratornykh rabot dlya napravleniya podgotovki 240700.61 Biotexnologiya [Biotechnology of products from raw materials of animal origin: method. directions for the implementation of laboratory work for the direction of preparation 240700.61 Biotechnology]. FGBOU VO «Sara-tovskij GAU» [Saratov State Agrarian University]. 2016. 37 p. (In Russ.)
7. Golubeva LV, Dolmatova OI, Gubanova AA, Grebenkina AG. Izuchenie processa sinerezisa kislomolochnykh napitkov [The study of the process of syneresis of fermented milk drinks]. Pishhevaya promyshlennost' [Food industry]. 2015. No. 4. P. 42-43 (In Russ.).
Авторы
Долматова Ольга Ивановна, канд. техн. наук, Гребенщиков Андрей Васильевич, канд. ветеринар. наук, Дошина Анастасия Владимировна
Воронежский государственный университет инженерных технологий, 394036, Россия, г. Воронеж, пр-т Революции, д. 19, [email protected], [email protected], [email protected]
Authors
Ol'ga I. Dolmatova, Candidate of Technical Sciences, Andrey V. Grebenschikov, Candidate of Veterinary Sciences, Anastasia V. Doshina
Voronezh State University of Engineering Technologies, 19, Revolution avenue, Voronezh, Russia, 394036, [email protected], [email protected], [email protected]
ISSN 0235-2486 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 11/2019
27
