Пищевые добавки растительного происхождения для производства творога функциональной направленности Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

DOI: 10.24411/9999-008A-2020-10001 УДК 637.146

Л.В. Голубева, д.т.н., профессор, golubevalv@inbox.ru Е.А. Пожидаева, к.т.н., доцент Г.М. Смольский, к.х.н., доцент

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» О.В. Перфилова, к.т.н., доцент

ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет»

I 4'

rZ

,9*

- V fc

к?

*

Г

р.

Ч ~ V

а»- , 11 ^

Пищевые добавки растительного происхождения для производства творога функциональной направленности

Аннотация. В статье приведены результаты научных исследований по разработке технологии обогащенного растительными добавками творожного продукта для придания функциональной направленности.

Ключевые слова: растительные добавки, технология, творог, функциональный продукт.

FOOD ADDITIVES OF PLANT ORIGIN FOR THE FUNCTIONAL ORIENTATION CURD MANUFACTURE

Abstract. Scientific research results are presented in the article. They dwell upon the development of the enriched with plant additives curd product technology to ensure functional orientation of the product.

Key words: plant additives, technology, curd, functional food.

В современном мире продукты питания перестали быть для человека просто средством обеспечения потребности в макро- и микронутриентах. Потребители отдают предпочтение продуктам, которые обладают дополнительными преимуществами для поддержания их физического и умственного здоровья. Создание продуктов питания, имеющих сбалансированный состав, реализуется за счёт многокомпонентности, в том числе путём комбинирования сырья животного и растительного происхождения [1].

Творог - традиционный белковый кисломолочный продукт, который является наиболее востребованным в рамках растущего интереса населения страны к здоровому питанию. Его пищевую и биологическую ценность обуславливает высокое содержание аминокислот, в том числе серосодержащих - метионина и лизина, а также холина, кальция, фосфора, магния и др. [2,3].

Однако в последние годы структура его потребления изменилась. Если ранее основные объемы потре-

бления приходились на натуральный творог, то сегодня его заметно потеснила продукция, относящаяся к категории десертов.

При разработке молочных продуктов здорового и функционального питания, значительный вклад может внести использование продуктов вторичной переработки фруктов и овощей, которые являются источником природных биологически активных веществ, особенно витаминов, антиоксидантов, минеральных веществ и пищевых волокон.

Целью данной научной работы является разработка технологии творожного десерта с использованием пюре из выжимок тыквы.

Известно, что тыква является богатым источником витаминов. Значение их для жизнедеятельности организма чрезвычайно велико. Витаминный состав плодов тыквы в основном представлен аскорбиновой кислотой в среднем количестве 18,5 мг/100 г и каротиноидами в среднем 6,2 мг/100 г. В тыкве содержится очень редкий витамин К, которого практически нет в других овощах и фруктах. Витамин К уве-

№1 февраль 2020

Пищевая Индустрия

личиваетсвертываемость крови и предотвращает кровотечения, что особенно опасно из внутренних органов. Тыква - источник и другого редкого витамина Т, который влияет на обменные процессы в организме и который встречается только в тыкве [4].

Плоды тыквы характеризуются повышенным содержанием пектиновых веществ, содержание которых колеблется в пределах 1,11,7 %, при этом на долю протопектина приходится в среднем 0,8-1,3 %.

Тыква содержит большое количество биологически активных веществ: каротиноидов, токоферолов, фосфолипидов, флавоноидов, насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Тыква обладает выраженной антиоксидантной активностью [4].

Анализ существующих в настоящее время технологий пищевых продуктов показал, что для повышения содержания в них функциональных ингредиентов, в большей степени, используются продукты переработки целых фруктов и овощей, что не позволяет отнести их к ресурсосберегающим технологиям [5].

Вторичное сырье производства тыквенного сока прямого отжима в виде выжимок может выступать в качестве дополнительного источника природных биологически активных веществ с их применением для функционального питания [6, 7].

Количественное соотношение между сахарозой и редуцирующими сахарами зависит от вида выжимок и степени зрелости исходного сырья. Тыквенные выжимки являются источником углеводов, среднеесодержание которых колеблется в пределах 10,911,6 г/100 г. В выжимках доминируют редуцирующие сахара (глюкоза и фруктоза) - 75% от общего содержания сахара.

Особое значение в питании человека принадлежит сложным углеводам, которые представлены пищевыми волокнами. Специалисты-диетологи рекомендуют суточную норму потребления пищевых волокон равную 30-35 г, в том числе растворимых - 4-6 г и нерастворимых - 25-30 г. Современный рацион питания человека

удовлетворяет его потребности в пищевых волокнах на 50-60 % ниже рекомендуемой среднесуточной нормы. В тыквенных выжимках было выявлено наличие пектиновых веществ в количестве от 2,1 до 2,7 % и клетчатки - от 1,5 до 3,4 %. При этом, процентное соотношение водорастворимых и водонерастворимых пектиновых веществ в тыквенных выжимках 9:91.

Важным технологическим свойством пектиновых веществ является то, что в присутствии органических кислот и сахара они образуют желе. С физиологической точки зрения польза пектиновых веществ и клетчатки как пищевых волокон, в первую очередь, заключается в том, что они оказывают эффекты поддержания деятельности желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и иммунной систем организма человека.

В связи с этим необходимо знание общей антиоксидантной активности тыквенных выжимок и количественное содержание основных веществ-антиоксидан-тов. Суммарное содержание ан-тиоксидантов (ССА) в тыквенных выжимках 22,1 мг/100 г). Содержание p-каротина в тыквенных выжимках 6,1 мг/100 г, витамина С - 10,6 мг.

Тыквенные выжимки характеризуются пониженной энергетической ценностью 233,5 кДж (55,8 ккал), что обусловлено низким содержанием жира (в овощных выжимках определены только следы жира).

Выжимки нельзя считать источником белка из-за его низкого содержания 0,6-1,9 г/100 г, но при этом белок является основой биологических мембран и важной составляющей клеток, что имеет значение при переработке.

Выжимки характеризуются высокой вязкостью, что затрудняет процесс их протирания. Для снижения вязкости овощных масс используют крахмальную патоку.

Клетчатка (целлюлоза), содержащаяся в мякоти тыквенных выжимок, является водонераство-римым полисахаридом. При этом клетчатка (целлюлоза) способна набухать в воде, что обусловлено особенностями ее строения,

а именно она является линейным полимером и имеет капиллярную структуру, а также содержит в своем составе множество гидрок-сильных групп.

Введение в овощные выжимки высокоосахаренной крахмальной патоки способствует росту содержания сухих веществ в дисперсионной среде и начинается процесс осмоса в системе клетка - жидкая фаза [8]. Молекулы воды мигрируют в жидкую фазу через полупроницаемую мембрану клетки.

Таким образом, применение крахмальной патоки при получении паст из выжимок от производства тыквенного сока прямого отжима создает условия для дальнейших технологических операций таких, как протирание, концентрирование и транспортирование [6].

Разработана схема производства паст на основетыквенных выжимок, согласно которой выжимки подвергают инспекции, удаляя посторонние примеси, затем равномерным потоком выжимки поступают в СВЧ камеру, где они проходят предварительную термообработку под действием СВЧ-энергии при рациональных режимах, при которых наблюдается максимальное увеличение суммарного содержания анти-оксидантов мощность - 800 Вт, время - 175 с, удельная работа - 700 Вт/г с, температура нагрева выжимок 95 оС.

После СВЧ-нагрева выжимки смешиваются в смесительной установке с подогретой до 40 оС крахмальной патокой в соотношении соответственно 70:30, далее подаются в протирочную машину с диаметром отверстий сит № 1 - 1,2 мм и № 2 - 0,8 мм. В протертую массу добавляется раствор лимонной кислоты (0,5 % лимонной кислоты к массе сырья) и она обрабатывается в гомогенизаторе.

Далее полученная паста подогревается до 70 оС, разливается с помощью дозатора вязких продуктов в стеклянные банки, которые укупориваются лакированными крышками и направляются в стерилизатор для пастеризации.

Органолептические и физико-химические показатели тыквен-

Таблица 1.

Показатели качества тыквенной пасты из выжимок

Показатели Характеристика тыквенной пасты

Органолептические показатели

Внешний вид Однородная масса

Консистенция Однородная

Цвет Желто-оранжевый

Вкус и запах Вкус кисловато-сладкий, запах хорошо выражен

Физико-химические показатели

Массовая доля СВ, %, не менее 35,0

Массовая доля РСВ,%, не менее 30,0

рН (активная кислотность) 3,7-4,5

Массовая доля титруемых кислот, % 0,5 - 1,5

Посторонние примели Не допускаются

Таблица 2.

Химический состав тыквенной пасты из выжимок

Нутриент Химический состав (на 100 г) Доля удовлетворения среднесуточной потребности в пищевых веществах взрослого человека, %

Белки, % 1,2 1,5

Жиры, % 0,1 0,1

Углеводы,% 32,2 8,1

Пищевые волокна, % 5,5 27,5

ОК, % 0,5 25,0

Зола, % 0,7

в -каротин, мг% 5,2 104,0

Витамин С, аскорбиновая, мг% 9,8 10,9

Калий, К, мг% 72,4 2,9

Кальций, Са, мг% 43,2 4,3

Магний, Мд, мг% 23,3 5,8

Фосфор, Р, мг% 37,6 4,7

Железо, Ре,мг% 0,63 6,3

Марганец, Мп, мг% 0,03 1,5

Медь, Си, мг% 0,08 8,0

Цинк, 2п, мг% 0,08 0,7

ной пасты на основе овощных выжимок представлены в таблице 1.2.

Тыквенная паста выступает в качестве источника антиоксидан-та р-каротина, так как 100 г тыквенной пасты восполняет суточную потребность организма человека в бета-каротине на 104,0 %, а суточную потребность в пищевых волокнах на 27,5 %. Анти-оксидантная ценность тыквенная пасты в среднем составила 29,5 мг/100г.

Тыквенные выжимки, можно отнести к категории функциональных по содержанию таких эссен-циальных нутриентов как пищевые волокна и антиоксиданты.

Таким образом, пасту на основе тыквенных выжимок можно использовать в качестве функционального полуфабриката при производстве творожного продукта [6, 7].

Для разработки творожного десерта с наполнителем из тыквы в качестве исходных компонентов использовали:творог с массовой долей жира 9 %, сахар белый, пасту из тыквы, стабилизатор. В ходе разработки рецептуры подбирали оптимальные концентрации ингредиентов, обеспечивающие высокие органолептические и физико-химические показатели качества готового продукта.

Модельные образцы готовили с различным количеством пасты из тыквы 5, 10, 15%. В качестве основы и контрольного образца служил творожный продукт без внесения тыквы.

Производство творожного продукта проводили из творога с массовой долей жира 9%, полученного в соответствии с традиционной технологией кислотно-сычужным методом [2, 3].

Для получения творога используется нормализованная смесь, которая очищается и пастеризуется при 78-80 °С с выдержкой 20-30 секунд.

Пастеризованная и нормализованная смесь охлаждается до температуры сквашивания 28-30 °С, и направляется в творожную ванну. Продолжительность сквашивания 6-8 часов. Важно правильно определить конец сквашивания, так как при недосквашенном сгустке получится кислый творог ма-

№1 февраль 2020

Пищевая Индустрия

Таблица 3.

Характеристика органолептических показателей образцов творожного десерта термизированного, в зависимости от массовой доли вносимой тыквенной пасты

Количество Наименование показателя качества, оценка в баллах

тыквенной пасты,% Вкус Запах Цвет Консистенция и внешний вид Общий балл

0 (контроль) 5,0±0,02 5,0±0,01 4,9±0,18 4,9±0,12 19,8±0,03

5 4,4±0,18 4,3±0,19 3,7±0,16 4,4±0,23 16,8±0,62

10 5,0±0,00 5,0±0,01 5,0±0,03 5,0±0,10 20,0±0,02

15 4,5±0,23 4,5±0,16 4,7±0,20 4,6±0,22 18,3±0,74

жущейся консистенции. Чтобы ускорить выделение сыворотки, готовый сгусток разрезается на кубики с размером граней 2 см.

Для дальнейшего выделения сыворотки сгусток подвергается самопрессованию и прессованию. Окончание самопрессования определяют визуально, по поверхности сгустка, которая теряет блеск и становится матовой.

Технологический процесс производства творожного десерта осуществляется в следующей последовательности [2].

• Приемка и подготовка компонентов;

• Предварительное перемешивание сухих компонентов 3-5 мин;

• Загрузка котла и предварительное перемешивание 1мин при 1500 об/мин и температуре 65 °С;

• Термическая обработка прямым паром до температуры 75-80 °С при 3000 об/мин;

• Внесение добавок, перемешивание 1 мин при 1500 об/мин;

• Розлив готового продукта в горячем виде при температуре 60-70 °С.

• Охлаждение в холодильной камере до температуры 2-6 °С.

Органолептические показатели образцов творожных десертов оценивали по 20-балльной шкале, учитывая следующие: вкус, запах, цвет, консистенцию и внешний вид. Максимальный балл для каждого показателя составлял 5. При оценке продукта от 18,5 до 20 баллов категория качества определяется «отлично», при оценке от 16,5 до 18, 4 баллов - «хорошо», при оценке 16-14 баллов «удовлетворительно», ниже 13,5 снимается с дегустации.

Данные дегустационной оценки образцов творожных десертов с пастой из тыквы представлены в таблице 3.

Анализ органолептических показателей образцов творожного десерта с пастой из тыквы показал, что образец с 10 % пасты имеет однородную, нежную консистенцию, в меру плотную, без наличия ощутимых частиц пасты, полностью отвечающие требованиям нормативных документов, не насыщенный однородный

цвет, вкус чистый, с приятной кислинкой, запах тыквы еле ощущается. Данный образец десерта с внесением 10% тыквенной пасты имел самые высокие баллы органолептической оценки и оценивался на «отлично». При дальнейшем увеличении количества тыквы до 15% наблюдается увеличение интенсивности аромата и специфического привкуса тыквы во вкусе, консистенция с ощутимыми частицами наполнителя, что снижает балловую оценку образца.

Технической задачей являлась разработка технологии нового вида творожного десерта функциональной направленности за счет внесения стабилизаторов для получения плотной структуры. С их помощью можно существенно улучшить качество, увеличить сроки хранения выпускаемой продукции.

Для поддержания необходимой структуры термизированного творожного десерта используется комплексная пищевая добавка

«Милин-202М». Она позволяет добиться требуемой консистенции готового продукта, предохраняет молочный белок от коагуляции при высокой температуре, предотвращает синерезис.

Основными параметрами оценки дозировки стабилизатора является показатель вязкости. Дозу стабилизатора изменяли в пределах 0,4 - 1,0 %

В результате проведенных исследований было установлено, что наилучшими показателями и характерной для данного продукта консистенцией обладает десерт, в состав которого входит стабилизатор в количестве 0,6 %. Увеличение дозы стабилизаторов приводило к формированию продукта большой плотности.

При заданных концентрациях наполнителя, сахара и стабилизатора, массу творога и воды подбирали с учетом того, чтобы влажность продукта была в пределах не выше 75 %, кислотность не более 150 оТ.

Таблица 4.

Витаминный состав творожного десерта

Наименование витамина Содержание витамина в творожном десерте, мг/100 г

С аскорбиновая кислота 0,77

А ретинол 0,06

РР ниацин 0,42

В1 тиамин 0,05

В2 рибофлавин 0,30

в-каротин 0,53

Таблица 5.

Минеральный состав творожного десерта термизированного

Наименование витамина Содержание минеральных веществ в творожном десерте, мг/100 г

Натрий 58,0

Железо 15,3

Калий 125,3

Кальций 232,0

Магний 28,5

Фосфор 247,8

Проводили исследования аминокислотного состава творожного десерта. Установлено, что творожный десерт содержит все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве: содержание лейцина составляет 1,24 мг/100 г продукта, содержание валина -0,701 мг/100 г, содержание лизина - 0,808 г/100 г, содержание фени-лаланина - 0,643 г/100 г.

Результаты изучения витаминного состава творожного десерта термизированного приведены в таблице 4.

Из таблицы 4 следует, что творожный десерт с пастой из тыквы обогащен в-каротином, водорастворимыми витаминами группы В. Отмечено содержание витамина РР (0,42 мг/100 г продукта) и витамина В2 (0,30 мг/100г продукта). Достаточное количество витамина РР в организме человека защищает его от гипертонии, диабета, тромбозов, сердечно-сосудистыхзаболеваний.Витамин В1 в организме человека играет значительную роль в обменных процессах воды, жиров, углеводов и минеральных солей; обеспечивает нормальный рост и развитие основных систем организма (сердечно-сосудистой, нервной и пищеварительной).

Диетологи выделяют ряд минеральных веществ, без которых продукты питания являются не полноценными. В продуктах должны присутствовать соли кальция. Недостаток кальция может привести к нарушению минерального и гормонального баланса. Также важными компонентами в питании являются соли натрия и калия, участвующие в процессе энергообмена. Цинк и магний усиливают концентрацию анаболических гормонов, но их содержание должно быть минимальным, так как в больших количествах они токсичны. Результаты изучения содержания минеральных веществ в творожном десерте с пастой из тыквы, отражены в таблице 5.

Результаты, представленные в таблице, позволили сделать вывод о том, что из макроэлементов в обогащенном творожном продукте преобладают кальций (232,0 мг/100 г продукта), фосфор (247,8 мг/100 г продукта) и калий

(125,3 мг/100 г продукта). Творожный десерт характеризуется высоким содержанием такого микроэлемента, как железо (15,3 мг/100 г продукта).

Соединения фосфора играют важную роль в биологических системах. Этот элемент входит, например, всостав фосфатных групп молекул РНК и ДНК, ответственных за биосинтез белков и передачу наследственной информации. Он входит также в состав молекул аденозинтрифосфата (АТФ),

при помощи которых запасается энергия в биологических клетках. Железо является активатором многих каталитических процессов в организме и участвует в транспортировке газов кровью.

Таким образом, установлено, что творожный десерт характеризуется сбалансированным аминокислотным, витаминным, макро- и микроэлементным составом, что позволяет рассматривать его в качестве функционального продукта.

Литература

1. Тутельян В.А. Пищевые ингредиенты в создании современных продуктов питания / под ред. В.А. Тутельяна, А.П. Нечаева. - М.ДеЛи плюс.2014.- 520 с.

2. Гаврилова Н. Б. Технология молока и молочных продуктов: традиции и инновации : учебник / Н. Б. Гаврилова, М. П. Щетинин. - М. : КолосС, 2012. - 544 с.

3. Голубева Л.В. Практикум по технологии молока и молочных продуктов. Технология цельномолочных продуктов: Учебное пособие / Л.В. Голубева, О.В. Богатова, Н.Г. Догарева .- СПб.: Издательство «Лань», 2019. - 380 с.

4. Глебова С. Ю. Оценка качества свежей тыквы твердокорой / С. Ю. Глебова // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания.- 2016.- № б. - С. 25-31.

5. Скрипников Ю. Г. Технологические особенности производства тыквенного пюре [Текст] / Ю. Г. Скрипников, В. Ф. Винницкая, М. Ю. Коровкина // Достижения науки и техники АПК.- 2008.- № 8. - С. 50-51.

6. Перфилова О.В. Технологические особенности производства фруктового полуфабриката из вторичного сырья сокового производства / О. В. Перфи-лова // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2017. - № 4. - С. 56-60.

7. Перфилова О.В. Использование пасты из тыквенных выжимок в технологии термостабильной начинки / О.В. Перфилова // Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение: сб. научных статей и докладов. - Воронеж: ООО «Ритм», 2018. - С. 391-395.

8. Стромберг А. Г. Физическая химия / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко. - М.: Высш. школа, 2006. - 527 с.