CC BY
97
УДК 637.12'639: 637.146.3: 637.143
НОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ КОЗЬЕГО МОЛОКА, ОБОГАЩЕННОГО БИОДОСТУПНЫМ ЙОДОМ И СЕЛЕНОМ
А.А. Короткова
ГНУ Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Россельхозакадемии,
Российская Федерация, 400131, г. Волгоград, ул. Маршала Рокоссовского, 6. [email protected]
В статье обоснована эффективность обогащения продуктов из козьего молока легкоусвояемым йодом и селеном за счет введения в рацион лактирующих козоматок новой кормовой добавки «ЙОД-ДАР-Жп» и препарата ДАФС-25. Изложены наиболее значимые в данном аспекте результаты научно-хозяйственного опыта. Проведен сравнительный анализ показателей качества козьего молока от подопытных животных. Предложен способ повышения пищевой, биологической ценности и хра-нимоспособности продуктов на основе козьего молока. Установлена локализация йода и селена в козьем молоке и выработанных из него новых функциональных продуктах для детского питания. Ил. 3. Табл. 2. Библиогр. 11 назв.
Ключевые слова: козье молоко, йод, селен, детское питание, сублимация.
ВВЕДЕНИЕ
В последнее десятилетие ввиду широкого распространения алиментарных заболеваний одним из приоритетных направлений развития молочной промышленности становится разработка функциональных продуктов питания, систем атическое употребление которых снижает риск развития ряда заболеваний за счет наличия в их составе физиологически активных компонентов. Особое внимание уделяют разработке специализированных продуктов ка к важнейшему аспекту функционального питания.
Современные научные исследования [1-6]
доказывают высокую биологическую ценность козьего молока, которое по многим показателям ближе к женскому, чем коровье, а значит, более естественно воспринимается детским организмом. Данный факт обуславливает необходимость увеличения объемов производства козьего молока и открывает широкие перспективы для разработки новых продуктов специального назначения, в частности, для детей. Одно из достоинств козьего молока -высокая и легкая переваримость - обусловлено его составом. Козье молоко как сырье для детского питания обладает уникальными свой-
ствами: гипоаллергенность, образование мелкодисперсного сгустка, высокая усвояемость жира, большое количество полиненасыщенных жирных кислот. В нем больше витаминов А, р-каротина, С, В!, В2, РР, кальция, фосфора, магния и кобальта [4].
Ученые Австрии и Германии установили связь между степенью развития молочного козоводства в той или иной местности и детской смертностью - она была значительно ниже в округах, где дети вскармливались козьим молоком. В Париже на всемирном конгрессе детских врачей козье молоко было признано лучшим естественным заменителем женского молока. А в Японии для производства детских смесей давно используют козье молоко [5].
При разработке нового поколения функциональных молочных продуктов для детского питания за основу взят следующий принцип: высокая пищевая, биологическая ценность и физиологическая активность продукта предопределяется высоким качеством молока, основным фактором формирования которого, в свою очередь, является применение научно обоснованных сбалансированных рационов кормления животных.
Актуальность разработки новых продуктов из козьего молока в сочетании с его обогащением органическими формами йода и селена подтверждают следующие аргументы. Во-первых, для большинства регионов России, относящихся к биогеохимическим провинциям по йоду и, частично, селену, возникает необходимость коррекции минерального состава козьего молока биодоступными формами йода и селена в целях профилактики и лечения последствий йод- и селенодефицита. Во-вторых, применяемые традиционно неорганические соли - йодид калия, селенит натрия и др., - малоэффективны ввиду опасности передозировки и чужеродности живому организму. В-третьих, повсеместное распространение аллергических реакций у детей на коровье молоко обуславливает необходимость расширения ассортимента гипоаллергенных продуктов на основе козьего молока [4]. Важность проблемы обеспечения детей функциональными продуктами питания из козьего молока подчеркивает факт включения козоводства в Государственную программу развития сельского хозяйства Российской Федерации на 2008-2012 годы.
Дефицит йода и селена в почве, воде и кормах обуславливает их недостаток и в козьем молоке. При этом ежедневное поступление йода в организм в количестве, соответствующем суточной потребности, нормализует работу щитовидной железы, центральной нервной системы, энергетический обмен, способствует умственному, физическому развитию и росту детей, укрепляет иммунитет. Однако, полноценное функционирование йода в организме затруднено при дефиците селена. Селен, являясь синергистом йода, укрепляет сердечную
мышцу, обладает антиоксидантным, антиканцерогенным, кроветворным и радиопротекторным действием [7-9].
Цель работы состоит в разработке серии новых продуктов функциональной направленности на основе козьего молока, эффективных для профилактики йод- и селенодефицита у детей.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В 2011 г. в фермерских и личных хозяйствах Волгоградской области была завершена экспериментальная работа по использованию в рационах лактирующих козоматок кормовой добавки «ЙОДДАР^п» как в отдельности, так и в комплексе с селенорганическим препаратом ДАФС-25. Для проведения научно-хозяйственного опыта было сформировано по принципу пар-аналогов 3 группы козоматок молочного направления продуктивности. Животные контрольной группы получали основной рацион, I опытной группы - дополнительно к основному рациону кормовую добавку «ЙОД-ДАР-2п» (100 мг на 1 кг концентрированных кормов), II опытной группы - дополнительно к этому селенорганический препарат ДАФС-25 (1,6 мг на 1 кг концентрированных кормов).
Опыт использования препарата ДАФС-25 в рационах лактирующих козоматок в целях повышения эффективности производства молока и качества продуктов его переработки уже известен [3].
Из молока подопытных козоматок была проведена экспериментальная выработка серии новых функциональных продуктов детского питания. Показатели качества молока подопытных животных и выработанных из него молочных продуктов для детского питания определялись по общепринятым методикам: титруемая кислотность - по ГОСТ 3624-92 и ГОСТ 30648.4-99; плотность - по ГОСТ 3625-84; массовая доля жира - по ГОСТ 5867-90 и ГОСТ 30648.1-99; сухого вещества - по ГОСТ 3626-73 и ГОСТ 30648.3-99; белка, в том числе казеина -по ГОСТ 25179-90 и ГОСТ 30648.2-99; лактозы -рефрактометрическим методом; минеральных веществ - методом озоления; группа термоустойчивости - по ГОСТ 25228-82, энергетическая ценность - по стандартной формуле. Содержание йода определяли методом инверсионной вольтамперометрии на приборе ТА-4 в соответствии с МУ 31-07/04, селена - атомно-абсорбционным методом на спектрометре «Квант-2АТ».
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Предлагаемый способ обогащения козьего молока и новых функциональных продуктов йодом и селеном предусматривает введение в рацион лактирующих козоматок органического йода в составе новой кормовой добавки «ЙОДДАР^п» и селена в составе препарата ДАФС-25.
Главное преимущество новой кормовой до-
бавки «ЙОДДАР^п» (ТУ 9226-002-997091462009) - присутствие йода в биодоступной и безопасной форме йодированного молочного белка, что повышает его усвояемость и исключает возможность передозировки. Присутствие цинка в составе «ЙОДДАР^п» в виде соединений с аминокислотами обеспечивает его легкую проницаемость через стенку кишечника, всасывание в кровь и секрецию с молоком. Цинк необходим детскому организму, так как в составе ферментов и гормонов он участвует в обменных процессах, биосинтезе белка, нуклеиновых кислот, ненасыщенных жирных кислот, процессах роста, обновления клеток кожи и волос, кроветворении, проявляет антиокси-дантные и липотропные свойства [7].
Основным действующим веществом препарата ДАФС-25 (ТУ 9337-001-26880895-96) является также органическое соединение -диацетофенонилселенид (90%) с массовой долей селена не менее 25%. ДАФС-25 в отличие от выпускаемых селенита и селената натрия обладает значительно меньшей токсичностью и является индифферентным к компонентам кормовых смесей. Препарат нормализует деятельность иммунной, антиоксидантной и детоксицирующей систем организма животных, устраняет вероятность беломышечной болезни и жирового перерождения печени. ДАФС-25 предотвращает перекисное окисление жирных кислот, что повышает пищевую ценность, хранимоспособность молока и препятствует накоплению ядовитых веществ в организме животных и молоке [8].
Согласно табл. 1 исследование пищевой ценности показало превосходство молока коз I и II опытных групп по сравнению с контролем. В частности, обогащение рационов козоматок микроэлементами повысило в продуцируемом молоке массовую долю сухого вещества на 0,19 и 0,93%, массовую долю жира - на 0,21 и 0,78%, массовую долю белка - на 0,05 и 0,1%, в том числе казеина - на 0,04 и 0,08%, соответственно. Кислотность всех проб молока соответствовала норме. Термоустойчивость молока по алкогольной пробе низкая, но оно выдерживает кипячение и может применяться в производстве детского питания [2].
Разработана технология молока козьего стерилизованного и молока козьего стерилизованного фруктового (ТУ 9222-003-23131696-10), вырабатываемого из цельного или нормализованного до массовой доли жира 1,5, 2,5, 3,2, 3,5% козьего молока. Молоко козье стерилизованное используется в питании детей раннего возраста, фруктовое - с 12 месяцев.
Технология производства стерилизованного козьего молока предусматривает оценку качества, центробежную очистку молока, нормализацию (при необходимости), гомогенизацию при давлении 15,0 ± 2,5 МПа, внесение фруктового наполнителя (для молока фруктового), стерилизацию молока при 115-121 оС 30 мин, охлаждение, асептический розлив, хранение при 2-25 оС до 30 суток. Для повышения термоустойчивости молока вводят соли-стабилизаторы - натрий и калий лимоннокислый трехзамещенный - в количестве 0,03%. По пищевой и энергетической ценности отмечено превосходство продукта, выработанного из молока коз опытных групп.
В целях расширения спектра физиологического действия козьего молока целесообразно обогащать его пробиотиками [10]. Исследован процесс сквашивания козьего молока культурами Bifidobacterium bifidum при температуре 37 ± 1 оС. Установлено, что продолжительность сквашивания молока коз I опытной группы увеличилась по сравнению с контролем на 50%, II опытной группы - напротив, сократилась на 17%, согласно рис. 1.
Следовательно, комплексное использование йод- и селенсодержащей добавки улучшает технологические свойства молока. Кислотность готовых сгустков составила 82 оТ в образцах контрольной и II опытной группы, 72 оТ - I опытной группы, что соответствует норме [2]. В ходе эксперимента выработаны образцы кисломолочного биопродукта - биопростокваши - путем сквашивания козьего молока от подопытных животных культурами Bifidobacterium bifidum. Технология производства биопростокваши включает следующие стадии: оценка качества, очистка молока, гомогенизация при давлении 15,0 ± 2,5 МПа, стерилизация молока при 140 оС в течение 2 с, охлаждение,
Таблица 1
Показатели качества козьего молока от подопытных животных
Показатель Группа
Контрольная I опытная II опытная
Массовая доля сухих веществ,% 12,77 ± 0,05 12,96 ± 0,08 13,70 ± 0,03
Массовая доля СОМО,% 8,45 ± 0,04 8,43 ± 0,07 8,60 ± 0,05
Массовая доля жира,% 4,32 ± 0,04 4,53 ± 0,02 5,10 ± 0,04
Массовая доля белка,% 3,05 ± 0,03 3,10 ± 0,04 3,15 ± 0,02
Казеин, % 2,44 ± 0,02 2,48 ± 0,03 2,52 ± 0,02
Сывороточные белки,% 0,61 ± 0,02 0,62 ± 0,03 0,63 ± 0,02
Массовая доля лактозы, % 4,67 ± 0,02 4,58 ± 0,04 4,69 ± 0,01
Минеральные вещества,% 0,73 ± 0,01 0,75 ± 0,02 0,76 ± 0,01
Кислотность титруемая, °Т 18,33 ± 0,24 16,16 ± 0,17 17,33 ± 0,33
Плотность при 20°С, кг/м 1028,30 ± 0,15 1028,10 ± 0,17 1028,30 ± 0,14
Время, ч
Рис. 1. Динамика сквашивания молока подопытных козоматок:
1 - контрольная группа; 2 - I опытная группа;
3 - II опытная группа
заквашивание, сквашивание при 37 оС в течение 5-9 ч до образования сгустка, перемешивание, охлаждение до 6-8 оС, розлив, хранение при 4-6 оС не более 14 суток.
Все экспериментальные образцы обладали высокими органолептическими показателями: внешний вид и консистенция - однородный нежный сгусток; цвет - молочно-белый, равномерный по всему объему, вкус и запах - чистые кисломолочные. Кислотность готовых образцов соответствовала норме. Согласно табл. 2, содержание лактозы в биопродукте по сравнению с исходным молоком снизилось вследствие ее сбраживания заквасочной микрофлорой на 1,13%, 1,11% и 1,14%, соответственно, для контрольной, I и II опытных групп, что повышает диетические свойства продукта. По основным параметрам сквашивания, пищевой и энергетической ценности установлено превосходство биопродукта из молока коз II опытной группы, рацион которых обогащали йодом и селеном.
При развитии бифидобактерий в козьем молоке происходит сбраживание лактозы с накоплением молочной кислоты, что стимулирует секрецию желудочного сока, частичный протеолиз белков повышает их усвоение, увеличивается содержание витаминов К, В6, В9, Н, РР. Бифидобактерии антагонистичны по отно-
шению к гнилостным бактериям, повышают иммунный статус детей, способствуют выведению токсинов, проявляют антиканцерогенный эффект [10].
В настоящее время одним из основных направлений развития индустрии детского питания является разработка технологий, обеспечивающих высокую хранимоспособность продуктов при сохранении их пищевой, биологической ценности и физиологической активности компонентов. Эффективный способ увеличения срока хранения молочных продуктов -снижение активности воды высушиванием до массовой доли влаги 3-4%. В традиционных технологиях распылительной и контактной сушки температура достигает 120 оС, что вызывает необратимые изменения органолепти-ческих свойств, разрушает функциональные ингредиенты, снижает пищевую и биологическую ценность, ухудшает растворимость. В связи с этим возникает необходимость применения более прогрессивных методов обезвоживания молока и молочных продуктов.
Для сохранения уникальных свойств козьего молока и выработанного на его основе биопродукта в течение длительного времени наиболее целесообразно использовать вакуум-сублимационную сушку. При сублимации происходит переход воды из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, что возможно при давлениях ниже тройной точки воды (температура 0,0098 оС и давление 609,14 Па). Низкие температуры сублимации предотвращают денатурацию сывороточных белков, образование меланоидинов, изменение органо-лептических показателей биопродукта, обеспечивают сохранность витаминов. Отсутствие контакта продукта с кислородом воздуха в сочетании с антиоксидантными свойствами селена снижают степень окисления липидов. Для кисломолочных продуктов сублимационная сушка безальтернативна, так как сохраняет жизнеспособность заквасочных культур. Сублимация обеспечивает пористую структуру продукта и быстрое восстановление.
Технологический процесс производства нового сухого кисломолочного биопродукта включает дополнительные стадии: замораживание сгустка до -20 оС, сублимационную сушку при давлении не более 65 Па, фасование в
Таблица2
Показатели качества кисломолочного биопродукта из козьего молока_
Показатель Группа
Контрольная I опытная II опытная
Массовая доля сухих веществ, % 12,77 ± 0,3 12,96 ± 0,4 13,7 ± 0,27
Массовая доля жира, % 4,32 ± 0,23 4,53 ± 0,34 5,1 ± 0,18
Массовая доля белка, % 3,05 ± 0,03 3,10 ± 0,04 3,15 ± 0,02
Массовая доля лактозы, % 3,54 ± 0,65 3,47 ± 0,46 3,55 ± 0,7
Кислотность титруемая, °Т 82,0 ± 0,58 72,33 ± 0,33 82,0 ± 0,58
Количество бифидобактерий, КОЕ/см3, не менее 1-106 1-106 1-106
Энергетическая ценность, ккал/100 г 64,53 66,36 71,99
108
берметичную упаковку, хранение. Сублимационная сушка биопродукта увеличивает срок его хранения до 12 месяцев. В ходе эксперимента выработаны образцы сублимированного кисломолочного биопродукта из козьего молока от подопытных животных. Сублимационную сушку осуществляли на установке КВСС-1. Для всех образцов продукта установлена высокая растворимость - 0,2 мл сырого осадка. Восстановленные образцы имели высокие органо-лептические показатели. Щадящие технологические режимы обусловили соответствие их
состава и свойств рассмотренному выше жидкому биопродукту. Массовая доля влаги во всех образцах сублимированного биопродукта составила 4%, что соответствует норме. По результатам исследования пищевая и энергетическая ценность сублимированного биопродукта из молока коз II опытной группы были наивысшими [11]. Для оценки эффективности разработанного способа обогащения козьего молока и продуктов детского питания установлена локализация йода и селена в них (рис. 2, 3). Согласно рис. 2, содержание йода
Иод, мкг/100 г
□ контрольная группа
□ I опытная группа
□ II опытная группа
120
100 80
60
40
20
0
1
2
3
4
Рис. 2. Локализация йода в козьем молоке и продуктах детского питания:
1 - молоко цельное; 2 - молоко стерилизованное; 3 - кисломолочный продукт; 4 - сублимированный продукт
Селен, 14-1
мкг/100 г /
12
10 /
□ контрольная группа 8"
а I опытная группа 6"
□ II опытная группа 4"
0"
Ш
2
4
1
3
Рис. 3. Локализация селена в козьем молоке и продуктах детского питания:
1 - молоко цельное; 2 - молоко стерилизованное; 3 - кисломолочный продукт; 4 - сублимированный продукт
повысилось в молоке коз I и II опытных групп по сравнению контролем в 3,6 и 2,2 раза (20,26 и 9,32 мкг/100 г), в стерилизованном молоке -также в 3,6 и 2,2 раза (19,24 и 8,85 мкг/100 г), в кисломолочном биопродукте - в 3,2 и 1,9 раза (13,8 и 5,8 мкг/100 г), в сублимированном биопродукте- в 3,14 и 1,8 раза (101,34 и 37,3 мкг/100 г). Потери йода при стерилизации молока не превышали 5%, что обусловлено устойчивостью комплекса молочного белка с йодом в интервале температур до 200 оС.
Согласно рис. 3, содержание селена повысилось в молоке коз только II опытной группы в 2,4 раза (1,39 мкг/100 г), в стерилизованном молоке - также в 2,4 раза (1,35 мкг/100 г), в кисломолочном биопродукте - в 1,9 раза (0,78 мкг/100 г), в сублимированном биопродукте - в 1,9 раза (6,29 мкг/100 г). Потери селена при стерилизации молока незначительны - 2,9%.
Содержание цинка в молоке коз I и II опытных групп составило 117,2 и 148,5 мкг/100 г, что выше по сравнению с контролем в 1,1 и 1,3 раза, и не изменилось при переработке.
Установлено, что 100 г биопростокваши удовлетворяют суточную потребность детей в йоде в среднем на 20,2%, в цинке - на 14,9%, в селене - на 8,4%, что является оптимальным и безопасным для восполнения дефицита этих микроэлементов [7]. Представленная серия кисломолочных биопродуктов из козьего молока рекомендуется для питания детей, страдающих непереносимостью белка коровьего молока, для лечения и профилактики дисбактериоза, атопического дерматита, йод- и селенодефици-та и их последствий, для нормализации физического, умственного и психического развития детей, для детей, проживающих на территориях, пострадавших от радиационного воздействия, и, в целом, для диетического питания. На
данном этапе разработка новых кисломолочных продуктов носит экспериментальный характер и требует утверждения нормативно-технической документации для возможности внедрения в производство и реализации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработан эффективный способ обогащения козьего молока и продуктов на его основе биодоступным йодом и селеном. Введение в рацион лактирующих козоматок органических форм йода в составе добавки «ЙОДДАР-Zn» и селена в составе препарата ДАФС-25 улучшает качественный состав, технологические свойства молока, повышает пищевую и энергетическую ценность продуктов детского питания. Разработана технология новой серии функциональных продуктов на основе козьего молока - козье молоко стерилизованное и фруктовое, биопростокваша, сублимированный кисломолочный биопродукт, - рекомендуемой для питания детей разных возрастных групп. Сублимационная сушка в представленной технологии нового сухого кисломолочного биопродукта позволяет повысить его хранимоспособность, предотвращает изменения компонентов молока и сохраняет жизнеспособность пробиотических культур. Сублимационная сушка продуктов уменьшает их массу, расширяет температурно-влажностные режимы хранения, что облегчает транспортировку и позволяет обеспечить детское население районов с неразвитым молочным козоводством функциональными продуктами питания. Уникальные свойства новых продуктов из козьего молока, обогащенного биодоступными формами йода и селена, делают их незаменимыми для укрепления здоровья подрастающего поколения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Горлов И.Ф., Храмова В.Н., Сивков А.И. Научно-практические методы повышения эффективности производства молока в условиях Нижнего Поволжья : Монография Москва-Волгоград : «Вестник РАСХН» ВолгГ-ТУ, Волгоградское науч. изд-во, 2006. 193 с.
2. Горлов И.Ф., Храмова В.Н., Короткова А.А. Оптимизация функционально-технологических свойств козьего молока за счет введения в рацион козоматок органических форм йода и селена // Овцы, козы, шерстяное дело. 2011. № 2. С. 70-73.
3. Использование кормовых добавок при производстве козьего молока / И.Ф. Горлов [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 5. С. 42-45.
4. Козье молоко - натуральная формула здоровья / Т.Л. Остроумова [и др.] // Молочная промышленность. 2005. № 8. С. 69-70.
5. Мастерских, Д.Г., Шувариков А.С. Свойства молока коз зааненской породы разного возраста // Овцы, козы, шерстяное дело. 2004. № 3. С. 19-21.
6. Способы повышения продуктивности козоматок молочной породы : рекомендации / И.Ф. Горлов [и др.] М. : Вестник РАСХН, 2005. 28 с.
7. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский В.М. Обогащение пищевых продуктов витаминами и мине-
ральными веществами. Наука и технология / под общ. ред. В.Б. Спиричева. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. 548 с.
8. Горлов И.Ф. Использование селена при производстве продукции животноводства и БАДов : Монография // Москва-Волгоград : «Вестник РАСХН» ВолгГ-ТУ, 2005. 189 с.
9. Горлов, И.Ф., Осташевская Д.М. Обогащение продукции животноводства легкоусвояемым селеном // Научные и практические аспекты повышения производства сельскохозяйственной продукции : Материалы всероссийской науч.-практ. конф. Оренбург : ВНИИМС, 2004. С. 40-42.
10. Тихомирова Н.А. Технология продуктов функционального питания // М. : ООО «Франтэра», 2002. 213 с.
11. Короткова А.А., Горлов И.Ф., Храмова В.Н. Сублимированные функциональные продукты на основе козьего молока // Актуальные проблемы в области создания инновационных технологий хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов : сборник материалов всероссийской научно-практической конференции. Углич: ВНИИМС, 2011. С. 100-103.
