CC BY
69
УДК 663.236
Поликомпонентные концентраты
для функциональных напитков
Г. Л. Филонова, канд. техн. наук; В. П. Осипова, канд. техн. наук; Б. А. Гришковский, канд. физ.-мат. наук;
И. Л. Ковалева, В. В. Щербакова, Н. А. Комракова, Е. В. Никифорова
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
Ключевые слова: функциональные напитки; интродуцированные растения; пищевая комбинаторика; поликомпонентные концентраты.
Keywords:: Functional drinks; introduced plants; food combination theory; polycomponental concentrates.
Качество безалкогольного напитка определяет его соответствие требованиям основных критериев, предъявляемых к данному виду продукта: проявление освежающих и жаждоутоляющих свойств. Этим критериям, как правило, соответствуют напитки с гармоничным вкусоароматическим восприятием.
Его образуют аргументированно смоделированные составы напитков, проявляющие индивидуально-оригинальный полный вкус, дополняемый мягким, ненавязчивым моноароматом либо ароматическим миксом, создаваемым пряными настоями, ароматизаторами, эфирными маслами и/или СО2-экстрактами.
Результаты анализа потребительского отечественного рынка показывают, что спрос на качественные напитки с наличием в их составе компонентов из растительного сырья в сочетании с углеводами и другими вкусовыми натуральными составляющими имеет тенденцию медленного, но поступательного увеличения. В соответствии с региональными, в том числе социальными, условиями, наличием сырьевой базы в России отмечена тенденция разработки научно обоснованных и практических аспектов для технологий функциональных напитков с проявлением тонизирующих, эргономических, иммуномоделирующих, антиоксидант-ных свойств, а также свойств стимулирования обменных процессов организма, направленных на его оздоровление в целом.
Как известно, основной фактор здорового организма — правильный обмен веществ. Процесс обмена веществ стимулируют витамины, микро- и макроэлементы (натрий, калий, кальций,
фосфор, магний, марганец, цинк, молибден, фтор, кобальт и др.), аминокислоты, углеводы.
В процессе жизнедеятельности уровень обмена веществ и энергии в организме может изменяться, при этом организм адаптируется к меняющимся условиям существования.
Известный фактор здоровья — уравновешенность или сбалансированность жизнедеятельности человека и его питания.
В питании должны быть продукты качественные, легко усваиваемые организмом, а также способные очищать его от продуктов обмена, лишних и вредных веществ, попадающих с пищей и снижающих активность его жизнедеятельности.
К таким продуктам относятся напитки, потенциально способные проявлять многовекторные оздоровительные свойства, в том числе активизировать обмен веществ и энергии в организме человека.
Безалкогольная продукция с определенным уровнем природных нутриен-тов может действовать как нутрицев-тик (восполняющий дефицит веществ в организме), регулятор функций организма в физиологических границах; адаптоген (стимулирующий обмен веществ, работу нервной и иммунной системы); детоксикационная система (содержащая вещества, способные связывать в желудочно-кишечном тракте и выводить из организма вредные вещества); эубиотик (регулирующий микрофлору кишечника). Для создания вышеуказанной продукции рационально использовать растительное сырье, сочетаемое с продуктами пчеловодства, плодово-ягодным и овощным сырьем,
2 • 2011
10
с готовыми формами пищевых и биологически активных добавок, а также со вторичными продуктами молочного и сыродельного производства.
Известен широкий ассортимент растительного сырья, в том числе зернового, плодово-ягодного и овощного, способный проявлять свойства активизации обмена веществ и энергии, де-токсикационные свойства в организме. В перечень такого сырья фитотерапия включает голубику, фасоль, гречиху, люцерну, томат, сельдерей, яблоко, кипрей, лапчатку, ламинарию, рябину обыкновенную, солодку, хвощ, черемуху, морковь, боярышник и многие другие доступные для заготовки виды сырья.
Для улучшения работы системы желудочно-кишечного тракта, активизации обмена веществ и проявления детоксикационных свойств применяют натуральные биологически активные добавки: «Лазет ПС», «Биойод», «Дигидрокверцетин ДГ», а также структурообразующие пищевые добавки растительного и животного происхождения.
Основные факторы, способствующие разработке безалкогольной продукции с оздоровительными свойствами: расширение сырьевой базы путем освоения сельскохозяйственных культур в технологиях концентратов поликомпонентных; совершенствование и развитие базовых технологий по переработке растительного сырья с использованием биоконверсии; оказание научно-консультативной помощи предприятиям по созданию специализированных цехов по переработке растительного сырья, произрастающего в регионах, освоению технологий производства различных форм (жидкой, сгущенной, порошкообразной) натуральных полуфабрикатов и готовой продукции с их применением.
Для насыщения потребительского рынка высококачественной безалкогольной продукцией, производимой повсеместно индустриальным способом, необходимо расширять ассортимент поликомпонентных концентратов (основных компонентов в составе напитков здоровья), содержащих комплекс природных веществ.
Разработку технологий концентратов поликомпонентных (КПК) для напитков с использованием растительного сырья, овощных, зерновых и плодово-ягодных культур специалисты института проводят, руководствуясь принципом пищевой комбинаторики,
включающей научно обоснованный отбор сырья для формирования растительных смесей и аргументированно подобранное массовое соотношение составляющих в них.
Этот же принцип применяется в процессе создания напитков с целью достижения деликатного, ненавязчивого вкусоароматического восприятия, которое подчеркивается не оставляющим неприятного послевкусия ощущением гармонии.
Результаты экспериментальных научных работ, проводимых специалистами института, по созданию качественных напитков подтверждают возможность использования растительного сырья в сочетании с овощебахчевым, пряно-вкусовым, зерновым и плодово-ягодным сельскохозяйственным сырьем. Подтверждена рациональность комплексного использования сельскохозяйственных растений, таких, как сухая зелень и корнеплоды петрушки, сельдерея, свеклы и моркови; зелень базилика и укропа; бобы фасоли и чечевицы; корень хрена; вегетативная часть смородины; сушеные абрикосы и инжир; пшено, гречиха, овес и другие сельскохозяйственные культуры.
Для достижения в поликомпонентных концентратах определенного состава и уровня экстрактивных веществ, в том числе биологически активных, руководствуясь принципом пищевой комбинаторики, первоначально проводят анализ результатов информационно-энциклопедического поиска по выявлению растительной флоры, содержащей природный комплекс нутриентов с заданными свойствами. Например, комплекс, потенциально способный активировать обмен веществ в организме человека. Основываясь на результатах информационного анализа, проводят отбор растительного сырья, предназначаемого для последующей биоконверсии в технологии поликомпонетных концентратов. Отбор составляющих для растительной смеси производят с учетом возможности тоннажной заготовки, предпочтительно культивируемой в данном районе флоры, гармонизации в ней технологичной, вкусовой и биологической составляющих. Именно аргументированное массовое соотношение составляющих в смеси (второй этап пищевой комбинаторики в технологии поликомпонентных концентратов) способствует достижению
Таблица 1
«Эндотон 1» «Эндотон 2» «Эндоактив 1» «Эндоактив 2»
Морская капуста Морская капуста Морковь сухая Лист каркаде
Лист амаранта Плоды калины Корень лапчатки Трава базилика
Плоды рябины обыкновенной Яблоки сушеные Плоды рябины обыкновенной Плоды черники
Надземная часть петрушки Корень имбиря Кукурузные рыльца Корень девясила
Трава душицы Трава чабреца Гречневая крупа Сухой корень сельдерея
Корень имбиря Плоды тмина
Таблица 2
Поликомпонентный концентрат и его составляющие Массовая доля экстрактивных веществ, % Поликомпонентный концентрат и его составляющие Массовая доля экстрактивных веществ, %
КПК «Эндотон-1» КПК «Эндоактив-1»
Морская капуста 11,37 Морковь сухая 3,3
Лист амаранта 7,74 Корень лапчатки 3,2
Плоды рябины обыкновенной 8,53 Плоды рябины обыкновенной 7,0
Надземная часть петрушки 3,67 Кукурузные рыльца 1,6
Трава душицы 2,69 Гречневая крупа 11,2
Корень имбиря 1,0
Итого 34,0 Итого 27,2
КПК «Эндотон-2» КПК «Эндоактив-2»
Морская капуста 14,0 Лист каркаде 10,4
Плоды калины 3,0 Трава базилика 2,3
Яблоки сушеные 27,7 Плоды черники 12,2
Корень имбиря 3,3 Корень девясила 2,9
Трава чабреца 3,0 Сухой корень сельдерея 13,6
Плоды тмина 1,1
| Итого 51,0 Итого 42,5
целевого результата и получению напитка на основе поликомпонентного концентрата.
Рассмотрим в качестве примера технологию «Эндотон» и «Эндоактив».
В процессе научно-исследовательских работ использовали аргументированно составленные в массовом соотношении растительные смеси.
Составы растительных смесей для получения экстрактов и поликомпонентных концентратов на их основе приведены в табл. 1.
В процессе ферментативного гидролиза в экстрагируемой массе формируется дренажная структура, способствующая получению гидроли-затов в объеме, составляющем более 80% от первоначального объема экс-трагента. С целью снижения и стабилизации природной микрофлоры в экстракционной системе использовали экстрагент, содержащий цито-пекто-протеолитический комплекс ферментных препаратов и спирто-водный настой пряности, проявляющей антимикробные и антибактериальные свойства в количестве, эквивалентном созданию в экстрагируемой среде 3,0% объемного содержания спирта.
В спиртованных гидролизатах (экстрактах) отмечали активный процесс седиментации полимеров, формирующих плотный осадок в течение 4-5 дней, способствующий интенсификации процесса фильтрации и получению прозрачных экстрактов. В связи с этим поликомпонентные концентраты не требуют дополнительной подработки в процессе производства напитков.
С целью снижения потерь ароматизирующих соединений, содержащихся в экстракте, в процессе сгущения к экстракту добавляли углеводную добавку в определенном массовом соотношении с экстрактивными веществами экстракта.
В сгущенный до 80% сухих веществ полуфабрикат вносили определенное количество ароматсодержащего водно-спиртового дистиллята, улучшая таким образом качественные показатели готового продукта.
Массовая доля сухих веществ в поликомпонентных концентратах «Эндотон» и «Эндоактив» составляет 68%, срок годности — не менее 12 мес. Расход концентрата для приготовления 100 дал напитка составляет от 20 до 25 кг.
Массовая доля экстрактивных веществ, вносимых с растительным сырьем, в 100 г поликомпонентного концентрата приведена в табл. 2.
С использованием поликомпонентного концентрата «Эндотон-2» разработаны состав и рецептура одноименного высококонцентрированного сиропа. В сочетании с традиционными вкусовыми добавками (сахарный сироп, лимонная кислота, поваренная соль) в состав сиропа входят «Эндотон-2», пюре из пшена, потенциально способного проявлять детоксикационные свойства в организме, биологически активная добавка лактулоза и пряные настои апельсина и мускатного ореха.
Состав экстрактивных веществ в 100 см3 сиропа, вносимых с компонентами растительного и зернового сырья, приведен в табл. 3.
Стабильную гомогенную структуру сиропа формируют сахар и пюре из пшена. В образуемой дисперсной массе равномерно распределены остальные рецептурные составляющие.
«Эндоактив-1» и «Эндоактив-2» в сочетании с сахарным сиропом, лимонной кислотой, поваренной солью, дигидрокверцетином ДГ и пряными
Таблица 3
Компонент Масса экстрактивных веществ, г
1 КПК «Эндотон-2»: 1
морская капуста 4,60
плоды калины 0,987
яблоки сушеные 9,0
корень имбиря 0,987
трава чабреца 0,987
Пюре из пшена 2,235
Настой мускатного ореха 0,05
настоями использовали в составе одноименных безалкогольных газированных напитков.
Состав экстрактивных веществ в 100 см3 напитка, вносимых с компонентами растительного и зернового сырья, приведен в табл. 4.
Анализ химического состава поликомпонентных концентратов и напитков из них показал наличие в их составе фенольных соединений, катионов, аминокислот, в том числе незаменимых, витамина С в количе-
Таблица5
Образец Содержание общих фенольных соединений Количественное содержание катионов в напитках из поликомпонентных концентратов, мг/дм3 Количественное содержание витамина С в напитках
в поликомпонентном концентрате мг / г в напитках из поликомпонентных концентратов, мг/дм3 N3 N4, К Са Мд из поликомпонентных концентратов, мг/дм3
«Эндотон-1» 8,1 203 367,0 1,4 225,5 20,7 24,2 12,7
«Эндотон-2» 5,2 131 79,3 2,3 205,1 33,1 35,2 5,4
«Эндоактив-1» 13,4 334 9,6 3,9 135,7 33,8 27,5 3,9
«Эндоактив-2» 7,7 193 13,0 15,5 318,1 77,3 46,1 0,48
Таблица 6
Аминокислота Содержание аминокислот в напитках из поликомпонентных концентратов, мг/дм3 «Эндотон-1» «Эндотон-2» «Эндоактив-1» «Эндоактив-2»
Аспарагиновая 13,8 9,0 5,4 5,8
Глутаминовая 9,2 4,3 5,7 5,2
Аспарагин 1,2 19,0 15,0 52,5
Гистамин — 0,26 0,53 0,87
Серин 4,3 2,5 2,7 2,1
Глутамин 0,74 0,19 0,89 —
Аргинин 1,5 2,4 33,3 18,7
Глицин 1,2 0,73 0,23 0,39
Треонин 3,4 1,4 1,2 1,0
Аланин 17,0 8,8 6,9 5,9
Тирозин 0,11 0,25 0,53 —
Валин 8,4 0,94 2,2 2,4
Метионин 0,49 0,07 0,04 0,32
Триптофан 0,65 — 0,29 —
Изолейцин 5,4 0,49 1,5 1,1
Фенилаланин 3,6 0,60 1,9 1,7
Лейцин 7,7 0,93 1,7 1,5
Лизин 0,74 0,54 1,2 0,84
Таблица 4
Компонент Масса экстрактивных веществ, г
КПК «Эндоактив-1»:
морковь сухая 0,05
корень лапчатки 0,08
плоды рябины обыкновенной 0,18
кукурузные рыльца 0,06
гречневая крупа 0,28
корень имбиря 0,03
Настой имбиря 0,01
Настой кардамона 0,01
Итого 0,70
КПК «Эндоактив-2»:
лист каркаде 0,05
трава базилика 0,03
плоды черники 0,18
корень девясила 0,07
сухой корень сельдерея 0,20
плоды тмина 0,02
Настой мускатного ореха 0,015
Настой гвоздики 0,002
Итого 0,547
стве, потенциально способном активировать обмен веществ в организме человека.
В табл. 5 и 6 приведены данные о наличии в составах поликомпонентных концентратов и напитков из них вышеуказанных природных нутриентов.
Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что, руководствуясь принципом научно обоснованной пищевой комбинаторики, можно создавать безалкогольную продукцию на основе поликомпонентных концентратов, в которой гармонизированы пищевая, биологическая и энергетическая ценности с оригинальными вкусовыми качествами.
Подводя итог вышеизложенного, основываясь на многих заключениях ученых-фармакологов, медиков Российской военно-медицинской академии по исследованию разработок института на подтверждение проявления ими функциональных свойств в организме человека, можно отметить следующее.
В питании человека роль природных комплексов экстрактивных веществ, извлекаемых из растений, в том числе овощных культур, трудно переоценить. Их регулярное поступление в организм обеспечивает полноценную работу внутренних органов и систем человека, способствует укреплению здоровья и высокой работоспособности. Организм становится устойчивым к воздействию неблагоприятных
факторов внешней среды, сохраняет высокий уровень работоспособности, т. е. поддерживает и активизирует собственный иммунитет.
Основным фактором продвижения высококачественной продукции на отечественный потребительский рынок служит совершенствование и развитие технологий по переработке растительного сырья для поликомпонентных концентратов на базе существующих и вновь организуемых специализированных предприятий, базируясь на возможности использования региональных сырьевых источников.
В настоящее время специализированные предприятия по переработке растительного сырья действуют в Архангельске, Электростали, Москве, Воронеже, Кирове, Нижнем Новгороде, Владивостоке, Хабаровске. Продукция этих предприятий используется в основном в своих регионах в технологиях различных продуктов питания, в том числе безалкогольной продукции. В перспективе — создание специализированного предприятия по переработке растительного сырья в Республике Хакасия.
Для данного региона институтом разработаны технологии четырех по-
ликомпонентных концентратов и напитков из них из аргументированно подобранных растительных смесей с применением местного растительного сырья. В каждом концентрате комплекс экстрактивных веществ потенциально способен проявлять в организме человека целенаправленное оздоровительное действие.
Лидер отечественного производства натуральных компонентов из растительного сырья — специализированное предприятие, организованное на базе ФГУП «Курская биофабрика» в 1995 г. Предприятие работает по технологиям ВНИИПБиВП.
Поликомпонентные концентраты — натуральная пищевая добавка для приготовления напитков в автономных условиях (барах, санаторно-курортной зоне, реабилитационных центрах, в домашних условиях), таких, как коктейли, крюшоны, морсы, фруктовые миксы и т. д.
В настоящее время ВНИИПБиВП проводит совместную научно-экспериментальную работу с ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур по определению возможностей использования интродуцированных растений, содержащих широкий комплекс при-
родных нутриентов, способных проявлять направленные функциональные свойства в организме человека. Например, лист амаранта сорта «Валентина», корнеплод и листовая часть овоща яконд. Специалистами института разработана технология нового концентрата поликомпонентного на основе листа амаранта. Лист амаранта вносит в комплекс природных нутриентов концентрата биологически активные вещества, в том числе незаменимые и заменимые аминокислоты и витамины группы В, способные положительно влиять на процесс обмена веществ в организме человека.
Активизация процесса насыщения потребительского рынка отечественной безалкогольной продукцией на натуральной основе, способной проявлять оздоровительные свойства в организме, возможна при условии разработки поощрительных акций и экономических рычагов в регионах с целью стимулирования предприятий, выпускающих концентраты и напитки на их основе.
Однако основным фактором, стимулирующим создание новых напитков здоровья на определенном предприятии, остается человеческий фактор — желание. ®
