CC BY
8
БОТ: 10.15587/2312-8372.2017.112939
ПЕРЕРОБКА МОЛОЧНО1 СИРОВИНИ У ПРОДУКТИ ЗДОРОВОГО ХАРЧУВАННЯ
Чабанова О. Б., Вжуль С. I., Шарахматова Т. е., Бондар С. М., Трубшкова А. А.
1. Вступ
У багатьох економiчно розвинених крашах за останне десятииття поширенiсть ожирiння збiльшилася вдвiчi. За прогнозами експерпв Всесвггньо1' органiзацii охорони здоров'я, при збереженш iснуючих темтв зростання захворюваностi до 2025 р. в свт буде налiчуватися бшьше 300 млн. чоловiк, що страждатиме на ожирiння [1].
За даними Свропейського сегмента Всесвiтньоi органiзацii охорони здоров'я, щороку надмiрна вага призводить до мшьйона смертей тiльки в Свропейському регiонi. Свропейський Союз та Всесвггня органiзацiя охорони здоров'я у Сврот назвали попередження та лжування ожирiння найбiльшим викликом для системи охорони здоров'я в XXI сторiччi [2].
Серед працездатного населення Украши ожирiння виявляють майже в 30 % випадюв, а надмiрну масу тша мае кожний четвертий мешканець. Характернi для сучасного суспiльства малорухомий спосiб життя, нерацiональне харчування зi збiльшенням кiлькостi рафiнованих продуктiв, постшш психологiчнi стреси призводять до росту частоти ожиршня серед осiб будь-якого вжу, особливо молодi [3].
Якщо кiлька десятилiть тому були сумшви у важливостi харчування в етюлоги ожирiння, сьогоднi, в сучасному суспшьств^ доведено, що рацiон харчування мае тут першорядне значення. Вiдстеження харчування показуе, що за останш 30-40 роюв споживання енергii з iжею зросло, i ця проблема збережеться в майбутньому [4].
Сьогоднi на ринку присутш безлiч засобiв, призначених для зниження ваги. Значна частина препаратiв для схуднення вiдноситься до бюлопчно активних добавок (БАД), бтьшють яких викликае побiчнi ефекти i мае високу вартiсть [5, 6].
Перспективним напрямом у технологи виробництва продуклв з цшьовими функцiональними властивостями е застосування сироватки, збагачено!' рiзними видами рослинно!' сировини i соками [7-10].
Бюлопчна цiннiсть молочно1' сироватки зумовлена вмютом в нiй бшкових та азотистих сполук (в першу чергу незамiнних амiнокислот), бiлкiв, вуглеводiв, лiпiдiв, мiнеральних солей, вiтамiнiв, оргашчних кислот, ферментiв, iмунних тiл та мшроелеменлв [8, 9].
Одним з найбшьш цiнних компонентiв сироватки е сироватковi бiлки, вмiст яких досягае в сироватщ 1 %. Сироватковi бiлки володiють найцiннiшими корисними бюлопчними властивостями, вони мiстять оптимальний набiр життево необхiдних амiнокислот i з точки зору фiзiологii харчування наближаються до амiнокислотноi шкали «щеального» бшка, тобто бiлка, в
якому стввщношення амшокислот вщповщае потребам оргашзму. Сповiльнений, порiвняно з iншими вуглеводами, гiдролiз лактози в кишечнику обмежуе процеси бродiння, сприяе нормалiзацii життед!яльност корисно! мiкрофлори та попереджуе аутоштоксикащю. У молочнiй сироватцi присутнiй в невелики кiлькостi жир (0,1-0,2 %), однак його цiннiсть полягае в тому, що вiн диспергований до розмiру кульок з дiаметром менше 2 мкм. Молочна сироватка вiдрiзняеться високим вмiстом мiнеральних солей, макро- i мiкроелементiв. До складу молочно! сироватки входять вiтамiни групи В, вгтамш С, нiкотинова кислота, холш, вiтамiн А, вiтамiн Е i бiотин [9].
З молочних продуклв вираженими дiетичними i лiкувальними властивостями найбшьшою мiрою володiють продукти, одержат на основi молочно! сироватки. Саме вони можуть бути в першу чергу вщнесеш до продуктiв, що не володшть атерогенними властивостями. Широке використання цих високо-активних в бюлопчному вiдношеннi продуктiв харчування дозволяе надати оздоровчо-профiлактичну дiю в попередженнi ожиршня i серцево-судинно! патологii [9].
Соки проявляють антисклеротину, антистресову, тонiзувальну, iмуностимулювальну, антиоксидантну дш. Антисклеротична д1я союв пов'язана з антиоксидантними властивостями вгтамшв С, Е, Р-каротину, а також фiтонутрiентiв, що мiстяться у фруктах, овочах та ягодах. Вони знижують стушнь окислення найбтьш небезпечно! фракцп лiпопротеiдiв, завдяки чому уповтьнюеться процес росту атеросклеротичних бляшок у судинах. Антистресовий, тонiзувальний, iмуностимулювальний та антиоксидантний ефекти сокiв обумовленi вмiстом полюахарид!в, сiрковмiсних бiлкiв, мшеральних речовин, вгтамшв А, Е, С, групи В, бюфлавонощв тощо [10].
Дослiдження останшх рокiв показують, що сво!ми цшющими властивостями i здатнiстю до профшактики ожирiння рослинна сировина зобов'язана оптимальному сшввщношенню бiологiчно активних речовин, що мютяться в нiй. Цi речовини мають еволюцiйно i генетично бшьшу спорiдненiсть з органiзмом людини, шж синтетичнi засоби [11]. Вони надають терапевтичнi та регуляторнi дii, впливають на обмшш процеси в оргашзм^ пiдвищують його захиснi властивостi.
Вщомими речовинами, що стимулюють розщеплення жирiв, е L-карнiтин, a-лiпоева кислота, стевiя, гiнгерол та бромелайн. Кориця мае здатнють в кiлька разiв тдсилювати обмiн речовин в органiзмi, завдяки чому швидше спалюються жировi вщкладення [11].
Отже, актуальнiсть роботи обумовлена необхiднiстю збтьшити випуск i розширити асортимент нових комбшованих молочно-рослинних напо!в з використанням сироватки i натурально! рослинно! сировини, яка здбна прискорювати обмiннi процеси в органiзмi, i тим самим сприяти профтактищ ожиршня. По-друге, наукова робота присвячена актуальнш проблемi - переробщ молочно! сироватки, що пбчно виршуе питання захисту навколишнього середовища.
2. Об'ект дослiджень i його технолопчний аудит
Об'ект дослгджень - напо! на основ! сироватки.
В якост сировини для виробництва напо1'в використовували: молочну сироватку, декiлька видiв рослинно1' сировини (iмбир, стевiя, кориця, сухий екстракт плодiв ананасу), свiжi соки лимонiв, журавлини, апельсину, гарбузу, йошти, альфа-лiпоеву кислоту, L-карнiтин та пектин, що використовувались як добавки до сумшей.
Основнi характеристики складових об'екта дослщжень представленi у табл. 1-3.
Таблиця 1
Органолептичнi та фiзико-хiмiчнi показники молочно1" сироватки_
Найменування показника Показник
Чистий, притаманний сироватцi з-пiд
Смак и запах кисломолочного сиру, без стороншх присмакiв та запахiв, кислуватий на смак
Колiр Жовтувато-зелений
Консистенщя Однородна рiдина, iз невеликою частиною бiлкового осаду
Масова частка сухих речовин, %, в т. ч: 5,67
- масова частка жиру, % 0,31
- масова частка бшку, % 0,81
- масова частка лактози, % 4,41
Щшьшсть, кг/м 1023
Титрована кислотнють, °Т, 54
Активна кислотнiсть, од. рН 4,7
Фiзико-хiмiчнi показники свiжовичавлених сокiв наведен в табл. 2.
Таблиця 2
Фiзико-хiмiчнi показники свiжовичавлених сокiв
Продукт Масова частка сухих речовин % рН Масова частка втамшу С, мг/100 г Масова частка вiтамiну Е, мг/100 г Масова частка Р-каротину, мг/100 г
Лимонний сш 7,80 2,36 48,70 0,12 0,001
Апельсиновий сш 11,70 3,54 52,10 0,02 0,03
Журавлинний сш 12,90 2,84 19,30 1,22 0,06
Гарбузовий сiк 8,40 4,72 8,20 0,41 1,51
Сiк Иошти 13,10 3,11 86,40 0,51 0,35
Характеристика рослинних компоненлв рецептури наведенi в табл. 3.
Таблиця 3
Характеристика рослинних компоненте рецептури _ _ _
Сировина Вид та склад сировини ТМ Стандарт
1мбир Порошок «Приправка» ТУ У 15.8-310621 61-010:2008
Кориця Порошок «ЕКО» ГОСТ 29049-91
L-карнiтин Шгулки, L-карнiтин-0,1г кислота аскорбшова-0,03г ТОВ «Ел!т-фарм» ТУ У 15.832547646-0012003
Альфа-лшоева кислота Шгулки, лшоева кислота - 0,025 г ОАО «Марбюфарм» -
Стев!я Шгулки, свевюзид -0,05 г «Корисна Кондитерська», Кшвська обл. ДСТУ 4929:2008
Екстракт плод!в ананасу Шгулки, ТОВ Нутр!мед ТУ У 15.830112347014:2006
Пектин цитрусовий Порошок «Аптека природы» ДСТУ 6088: 2009
Найбшьш проблемними мюц'и е "бм^жений термш збер!гання напо!в та ризик розшарування продукту Шд час збер!гання, що вимагае операцп гомогешзацп.
3. Мета та задачi досл1дження
Метою роботи е розробка науково-обгрунтовано! технолог!! отримання напо!в на основ! сироватки для профшактики ожиршня та оптимальним строком збер!гання.
Для досягнення мети необхщно виршити наступи задач!:
1. Вибрати та обгрунтувати концентрацп компонент, що входять до складу рецептур напо!в за органолептичними показниками та бюлопчною актившстю.
2. Визначити органолептичний склад дослщжуваних напо!в та дослщити активнють панкреатично! лшази.
3. Визначити антимшробну активнють дослщжуваних напо!в.
4. Визначити основш ф!зико-х!м!чш показники досл!джуваних напо!в.
4. Досл1дження кнуючих р1шень проблеми
Розробки технолог!! напо!в на основ! сироватки розглянуп в роботах [12-23].
Так, в робот! [12] наведен! дослщження з розробки технологи пребютичного напою на основ! сироватки з використанням фруктоол1госахарщов. Додатково в напш додавали лимонну кислоту, карбоксиметилцеллюлозу (СМС), тдсолоджувач (аспартам), консервант
(бензоат натрш), барвник (помаранчевий червоний) i ароматизатор (оранж). У розробленому функщональному напо1 визначали фiзико-хiмiчнi показники (рН, кислотшсть, загальну кiлькiсть твердих речовин, жир, сирий протеш, мiнеральний склад, амшокислотний склад).
В роботi [13] дослщжено вплив технологii надкритичного двоокису вуглецю (SCCD, 14, 16 та 18 МПа при 35±2 °С протягом 10 хв) на характеристики сироваткового-виноградного напою. Визначено фiзико-хiмiчнi показники (рН, титрувана кислотнiсть, загальнi розчинш твердi речовини). Визначено бiологiчно активш сполуки (фенольнi сполуки, антоцiани, активнють DPPH та АПФ) та летк сполуки.
Автори [14] розробили технологш напою на основi папаi з додаванням сироватки (25 %). Отриманий напш мав кислотнiсть 0,20±0,11 %, масову частку вiдновлюючих цукрiв - 5,37±0,01 г/100 г, загального цукру - 14,06±0,46 г/100 г i масову частку аскорбiновоi кислоти - 5,60±0,02 мг/100 г.
У робот [15] наведено класифiкацiю та загальш вiдомостi про сироватковi напоi, розглянул основнi проблеми, якi зустрiчаються при виробницт напоiв з фруктовими соками на основi сироватки. Також проведено лгтературний аналiз розроблених та юнуючих на ринку сироваткових напоiв (з фруктовими та овочевими соками, ферментоваш i ^ферментов^.^, напо!' з низьким вмютом алкоголю, напо1' з гiдролiзованою лактозою, дieтичнi напо1' з додаванням злаюв, цукрозамiнникiв та iн., напо1' для спортсменiв).
В роботi [16] автори запропонували технологiю напою на основi сироватки з iнкапсульованим лшопшом (2 %) та томатним соком (12 %). В склад напою входили кислоти, цукор, стабшзатор, консервант.
Авторами [17] розроблений симбютичний молочний напш, що складаеться з 50 % молочно1' сироватки, 10 % сахарози, 25 % сухого молока, 15 % целюлози з якона i культур Lactobacillus acidophilus - La 5E i Bifidobacterium bifidum -Bb12. Ощнеш фiзико-хiмiчнi i сенсорш характеристики напою.
Сироватковий нашй з цукром та м'якоттю манго (4-6 %) запропонований авторами [18].
В [19] запропоновано газований напш на основi сироватки з апельсиновим соком (сшввщношення сироватки до соку 30:70). Анаиз напою показав загальне збiльшення кiлькостi поживних речовин з додаванням сироватки в порiвняннi iз стандартним апельсиновим соком.
Авторами в дослщженш [20] запропонований спосiб виробництва напою на основi сироватки, ведомого як «Nutrilife» шляхом включення функщональних iнгредiентiв:
- премiксу (вiт. А, С, Е, кальцш, залiзо) (0,09 %);
- водного екстракту ячменю (30 %);
- льняного порошку (5 %);
- екстракту зеленого чаю (5 %);
- стабшзатора (0,1 %);
травних ферментiв (0,5 %) (у виглядi таблеток «Digene»). Цукор в напоях був замшений на сукралозу (1,4 %).
В робот! [21] наведет розробки композицш профтактичних напо1'в на основi сирно1' сироватки, екстракту квтв Tagetes patula та япдного наповнювача
«Полуниця». Рекомендоване спшвщношення масово! частки япдного наповнювача «Полуниця» та екстракту квпи Tagetes patula в профтактичних напоях вщповщно 7 i 20 % готового продукту. Розроблеш напо! володшть антиоксидантними, пробютичними та гепатозахисними властивостями.
Дослщження щодо застосування рослинних компонент (екстракпв мелюи лжарсько!, м'яти перцево!, ехшаце! пурпурово!) в отриманш напо!в з молочно! сироватки функцюнального призначення наведет в робот [22]. На основ1 молочно! сироватки розроблена технологтя отримання сироватково-сокових напо!в функцюнального призначення. Результата дослщжень показали, що напо! характеризуються широким набором бюлопчно активних речовин, до яких вщносягься - оргашчш кислоти, пол1фенольш сполуки, вггамши, амшокислоти i вуглеводи. Енергетична цшшсть отриманих напо!в знаходиться в межах 46-48 ккал/100 г продукту, що дозволяе вщнести !х до низькокалоршних продукпв.
Авторами [23] розроблена технолопя функцюнальних напо!в на основ1 молочно! сироватки з-тд кисломолочного сиру та композицш рослинних екстракпв 1з сировини Далекосхщного регюну i мангостину (Garcinia mangostana L.). Методом математичного моделювання оптим1зований процес екстрагування бюлопчно активних речовин з рослин Далекого Сходу (плод1в шипшини коричного, япд журавлини чотирипелюстков1, япд горобини чорноплщно!, япд винограду Амурського, япд актинщ! коломжта). Запропонована технолопя дозволяе отримати гелепод1бш напо! на молочнш сироватщ, як е натуральними продуктами харчування. Ц напо! мають бшьш висок органолептичш показники i термши збершання в пор1внянш з аналогом, а також значушд концентраци функцюнальних шгред1енлв антиоксидантно! спрямованост (флавонощв, ксантошв, в1тамшу С).
Основш результати, що наведеш в роботах [20-23], не тдтверджуються лабораторними дослщженнями конкретно! ди зразюв на певш системи оргашзму людини: 1мунну, ендокринну, травну тощо. Кр1м того, використовуються компоненти рецептур, отримання яких зв'язано з витратними та багатостадшними технолопями (екстрагування, очищення тощо). Подальше впровадження технологи розроблених продукпв [20-23] незмшно викличе потребу в виробничих потужностях для виробництва додаткових компоненлв. Потреба в додатковому обладнанш для екстрагування та очищення рослинно! сировини значно тдвищить соб1вартють продукту.
Важливим етапом для харчових продукпв е !х мжробюлопчна стабшьшсть при збершанш, що пов'язана з псуванням продукту i його безпекою для людини. В анашзованих джерелах [12, 13, 16-19] данш повшстю вщсутш або е недостатшми. Таю ж данш вщсутш i по змш1 показниюв харчово! та бюлопчно! цшносл протягом збершання. Кр1м цього, в джерелах [12, 13, 26], не представлен даш дегустацшно! оцшки органолептичних показниюв, що для харчових продукпв е найважлившими.
Таким чином, на сьогодш практично вщсутш вщомосп щодо розробок напо!в на основ1 сироватки для профшактики ожиршня, тому юнуе необхщнють нових розробок в цьому сегменп, що стало метою i завданням ше! роботи.
5. Методи дослщжень
Методи дослщжень властивостей об'еклв дослщжень базуються на стандартах та оригшальних методиках:
- титрована кислотшсть за ГОСТ 3624-67;
- сенсорш показники - за ДСТУ 3662-97;
- масова частка сухих речовин - за ГОСТ 3626-73;
- масова частка бшку - рефрактометричним способом та формольним титруванням за [24];
- масова частка жиру - безцентрифужним методом (по Г. 1шхову) за [24];
- масова частка лактози - йодометричним методом за [24];
- масова частка вгтамшу Е - за [25], масова частка Р-каротину - за [25], масова частка вгтамшу С - за [25];
- щшьнють - ареометрическим методом за ГОСТ 3625-84;
- активна кислотшсть - потенциометричним методом за [24, 25], актившсть травних ферменлв in vitro - за [26],
- антимшробна актившсть готових напо1'в - методом, заснованим на пригшченш розвитку мiкроорганiзмiв за [27],
- бюлопчна актившсть - за [28];
- ефектившсть режимiв пастеризацп - мжробюлопчним методом та хгмгчним методом - за ГОСТ3623-73;
- кшьюсть мезофшьних аеробних i факультативно-анаеробних мiкроорганiзмiв - за ГОСТ 10444.15-94;
- кшьюсть бактерш групи кишкових паличок - за ГОСТ 9225-84.
6. Результати дослщжень
Пгсля визначення фгзико-хгмгчних показниюв сироватки, рослинно1' сировини та союв визначались рацiональнi спiввiдношення !х у суммах через 6гологгчну активнiсть i органолептичнi показники. Всг гншг компоненти у сумгшг додавались при перемшуванш, виходячи з рекомендацП' до медичних норм та технолопчних мiркувань.
Бюлопчна актившсть сумшей сироватки з ргзними наповнювачами визначалась за швидкгстю окислення NAD*H2 до NAD у контрольному та дослщжених зразках. Результати експерименлв наведено на рис. 1-3.
э
к
л §
64
'3 й л н К <и
а х
о «
0.75
0.5
0.25
0.1
100 200 300 400 500 Бюлопчна актившсть, ум. од.
0
Рис. 1. Бюлопчна актившсть сироватки з корицею залежно в1д масово! частки
корищ
Рис. 2. Бюлопчна актившсть сироватки з екстрактом плод1в ананасу залежно вщ концентраци сухого екстракту плод1в ананасу
СР
К ю
г
о
£ о
64
'3
ей СР
н К
<и
а х
о «
0.25 0.2 0.15 0.1
0.05
20
40
60
80
100
Бюлопчна актившсть, ум. од.
0
Рис. 3. Бюлопчна актившсть сироватки з 1мбиром залежно в1д концентрацп
сухого 1мбиру
0,15 % сироватковий розчин iмбиру
0,5 % сироватковий розчин кориц
0,5 % сироватковий розчин ананасу
Сироватка
200 400 600 800 1000 Бюлопчна актившсть, ум. од.
0
Рис. 4. Бюлопчна актившсть сироваткових розчишв з рослинною сировиною
Для сумшей 1з екстрактом ананасу та корицею кращими були результати при концентрашях 0,5 %, а 1з 1мбиром - 0,15 %. При визначенш пор1вняльно! бюлопчно! активност р1зних рослинних добавок до сироватки перевагу мав 1мбир (рис. 4). Бюлопчна актившсть 1мбиру складала 900 умовних одиниць активност у пор1внянш з 150 одиницями для сироватки без добавок. Це доводить значне шдвищення бюактивност сумшей рослинно! сировини.
На рис. 5 наведеш результати бюлопчно! активност сироватки та союв.
Сiк Йoшти Сiк гapбyзoвий Сш жypaвлинний Сiк aпельсинoвий Сiк лимoнний Сиpoвaткa 0
—
_
20 0 40 0 60 Б 0 80 >ionorii Ю 1000 1200 1400 ^нa aктивнiсть, yM. oд.
Рис. 5. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки тa дoслiджyвaних сoкiв
Bei зpaзки пoпеpедньo дoслiджyвaлись нa бioлoгiчнy aктивнiсть при piзних кoнцентpaцiях сoкiв y сиpoвaтцi (рис. 6-10).
5 ▼ А.
• 4 ^
g g 3
И 2 — * §
я 0 100 200 300 400
Бioлoгiчнa aктивнiсть, yM. oд.
Рис. б. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки з лимoнним eo^M зaлежнo вiд
кoнцентpaцiï лимoннoгo eo^
40
të 0Г'_
i20 • "
HU 0
| 0 20 40 60 80 100 120
CÖ
Бioлoгiчнa aктивнiсть, yM. oд.
Рис. 7. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки з aпельсинoвим eo^M зaлежнo вiд
кoнцентpaцiï aпельсинoвoгo eo^
,y
« и io
s °
л о тг
н
<u
a н o
o н н и л
15
10
m
^ cö
л
200 400 б00 800 1000 Бioлoгiчнa aктивнiсть, yM. oa.
5
0
Рис. S. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки з жypaвлинним сoкoм зaлежнo вщ
кoнцентpaцiï жypaвлиннoгo сoкy
64
'3
CÖ
а т н
(U
а н o
&
o с
o г o в o
СО
« ^ а
CÖ
г
50
40
30
20
200
400 б00 800
Бioлoгiчнa aктивнiсть, yM. oa.
0
Рис. 9. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки з гapбyзoвим сoкoм зaлежнo вiд
кoнцентpaцiï гapбyзoвoгo сoкy
Рис. 1G. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки з сoкoм Йoшти зaлежнo вiд
кoнцентpaцiï сoкy Йoшти
Для бioлoгiчнoï aктивнoстi сyмiшей сиpoвaтки i ^юв oтpимaнi pезyльтaти, щo таведеш нa pис. 11.
Крашд результата дало додавання 40, 20, 50, 50, 5 % вщповщно апельсину, журавлини, гарбуза, йошти, лимону. Однак з урахуванням органолептики сумшей спiввiдношення сок1в i сироватки вщкорегували до значень, наведених у табл. 4, 5.
Таблиця 4
__Сшввщношення сокiв у % _ _
Зразок Журавлинний сш Лимонний сш Апельсинови^ сш Сироватка
1 10 % 10 % 40 % 40 %
2 5 % 5 % 30 % ,0 %
3 10 % 5 % 25 % 60 %
4 5 % 5 % 20 % 70 %
5 10 % 5 % 29,5 о 50 %
Таблиця 5
Спiввiдношення сокiв у %_
Зразок Гарбузовий сш Сш Йошти Сироватка
6 40 % 10 50 %
7 30 % 2< % 60 %
8 20 % 20 % 60 %
9 10 % '0 , 50 %
10 20 % А 30 50 %
Бюлопчна акгивнiсть зразкiв виявилась рiзною вщповщно до даних рис. 11, 12.
зразок 5 зразок 4 зразок 3 зразок 2 зразок 1 Сироватка 0 )0 од.
) 10 Ю 20 Ю 30 Б Ю 40 юдопчн Ю 50 а активы! Ю 60 сть, ум.
Рис. 11. Бюлопчна актившсть сироватки та рiзних сокових композицiй (варiант 1)
зpaзoк 10 зpaзoк 9 зpaзoк S зpaзoк 7 зpaзoк 6 Сиpoвaткa
0 100 200 300 400 500 б00
Бioлoгiчнa aктивнiсть, yM. oa.
Рис. 12. Бioлoгiчнa aктивнiсть сиpoвaтки тa piзних сoкoвих кoмпoзицiй (вapiaнт 2)
Koнцентpaцiï цyкpoзaмiнникiв стевп (0,09 %) тa фpyктoзи (2,5 %) визнaчaли opгaнoлептичнo.
У вС зpaзки внoсили 0,15...0,3 % пектину, який зомб^е poзшapyвaнню бaгaтoкoмпoнентних сyмiшей. Як pезyльтaт дoслiджень зaпpoпoнoвaнo 2 pецептypи нaпoïв, щo моли нaйкpaщi пс^взники opгaнoлептики тa бioлoгiчнoï aктивнoстi (тобл. б).
Таблиця б
Рецептypи НО сиpoвaткoвi нaпoï, кг/1 L00 кг
Iнгpедieнти Зpaзoк 5 Зpaзoк S
Сиpoвaткa з-тд 50 б0
кислoмoлoчнoгo сиpy
Iмбиp 0,15 —
Лимoнний сш 5 —
Апельсинoвий сiк 33,21 —
Жypaвлинний сiк 10 —
Гapбyзoвий сiк — 18,23
Сiк Йoшти — 18,23
Стев^ 0,09 —
Kopиця 0,5 0,5
L-кapнiтин 0,15 0,15
a-лiпoeвa кислoтa 0,1 0,1
Екстpaкт пгод!В ammcy 0,5 —
Фpyктoзa — 2,5
Пектин 0,3 0,3
Рaзoм 100,00 100,00
Бioлoгiчнa октавшс^ для зpaзкa 5 склaдaлa 550 yмoвних oдиниць aктивнoстi, a для зpaзкa S - 500 yмoвних oдиниць aктивнoстi.
Для вкозоних зpaзкiв виявилoсь, щo aктивнiсть пaнкpеaтичнoï лшози Mae y дoслiдaх in vitro piзнi знaчення, щo вт^ч^ись зо титpoвaнiстю вiльних
жирних кислот. Вони утворюються при гiдролiзi жиру. Для обох зразкiв цей показник був бшьшим анiж для сироватки без добавок (рис. 13).
30 -25 -
Д
о 20 -
й ъ
я 15 -
О
10 -ч 10 2 м
5 ♦
0
0
Рис. 13. Активнють панкреатично! лiпази: 1 - сироватка; 2 - зразок 5; 3 - зразок 8
Антимшробна активнють для отриманих напо!в доведена через пригшчення тест-культур гнильних мiкроорганiзмiв та бактерiй групи кишкових паличок (БГКП). Для зразка 8 виявлено повшьну дiю, що вщповщае дiаметру зони затримки тест-культури 8-9 мм. Зразок 5 дав бшьш високий результат 12-13 мм дiаметра зони затримки, що характеризуе його високу антимшробну дiю.
В результатi дослщжень фiзико-хiмiчних властивостей кращих зразкiв отримано результати, що представлен в табл. 7.
Таблиця 7
Л"тко-х!м1чш показники напо1в
Продукт Масова частка сухих речовин, % рН Масова частка вггамшу С, мг/100 г Масова частка вггамшу Е, мг/100 г Масова частка Р-каротину, мг/100 г
Зразок 5 13,3 3,84 53,48 0,83 0,07
Зразок 8 12,8 3,96 34,83 0,51 1,10
Характеристика харчово! та енергетично! цiнностi напо!в мае склад, представлений у табл. 8.
—I—
40 2
20 1
'0
80 час, хв.
3
Таблиця 8
Харчова та енергетична щншсть напо!в _ _
Зразки Бшок, г Жир, г Вуглеводи, г Енергетична щннють, ккал
Зразок 5 0,93 0,41 10,1 47,81
Зразок 8 0,76 0,28 8,23 38,48
Важливо, що обидва зразки мають дуже низьку енергетичну складову, висок показники бюлопчно! щнносп при високих органолептичних характеристиках.
Для розробки технологи под1бних напош слщ знати деяк1 технолопчш показники, що впливають на протжання основних технолопчних процешв. Зокрема, визначали розчиншсть сухих компонеипв напогв за об'емом осаду, що накопичувався шсля розчинення. Прийнято режим: температура 50 °С, час - 30 хв.
Перев1рку ефективност режиму пастеризацп напош здшснювали розрахунковим методом за кшьюстю мезофшьних аеробних 1 факультативно-анаеробних мкрооргашзм1в (КМА1ФАМ) до та шсля пастеризацп.
Ефектившсть пастеризацп, яка дор1внюе 99,98-99,99 %, вважаеться достатньою при умов1 пригшчення життед1яльност1 найбшьш термолабшьних патогенних м1крооргашзм1в.
Результати досл1джень ефективност режиму пастеризацп отриманих зразюв напош наведено в табл. 9.
Таблиця 9
Температура, °С Витримка, сек. Ефектившсть пастеризацп, %
зразок 5 зразок 8
76±2 15-20 96,9 97,7
76±2 180 99,6 99,8
84±2 15-20 99,98 99,99
Представлен даш доводять, що оптимальним режимом пастеризацп для дослщжуваних зразюв е: температура 84±2 °С, витримка 15-20 с.
Шсля пастеризацп при обраних режимах напо! швидко охолоджували до 70 °С. Готовий продукт негайно розливали в скляну стерильну тару, герметично укупорювали та охолоджували до 4-6 °С, а пот1м направляли на збершання, в процес якого постшно (через кожш 2 дш) контролювали ф1зико-х1м1чш та мшробюлопчш показники.
В процес збершання продукту протягом 18 д1б визначали органолептичш показники, активну кислотнють, кшьюсть мезофшьних аеробних та факультативно-анаеробних м1крооргашзм1в та кшьюсть бактерш групи кишкових паличок.
Зразок 5 волод1е найкращими органолептичними властивостями. Зразок 8 вщповщае вщмшнш якосп, оскльки узагальнюючий показник якост (за бальною системою), який вщповщае вщмшнш якосп, знаходиться в межах вщ 100 до 80 бал1в.
Зрaзок 5 мae однорiднy консистенцiю без нaявностi осaдy, однорiдний, iнтенсивний червоний колiр, приемний кислyвaто-солодкyвaтий присмaк. Зрaзок 8 - однорiднa рiдинa без осaдy, мae однорiдний помaрaнчевий тир тa приемний кислyвaто-солодкyвaтий присмaк.
В процес зберiгaння нa 18 до6у спостерiгaлось нaявнiсть незнaчного осaдy та днi тaри в обидвоx зрaзкax. Бaктерiï групи кишковиx пaличок в 0,1 см продукту протягом 18 дiб зберiгaння не виявлено.
Результата проведениx дослщжень дaють можливють стверджyвaти, що гaрaнтовaний термш збергання дослiджyвaного продукту - не бтьше 14 дiб. Протягом цього чaсy незнaчнi змiни фiзико-xiмiчниx покaзникiв нaпоïв профiлaктичного признaчення не впливaють та оргaнолептичнi покaзники продукту. Вiдсyтнiсть БГКП тa допустиме збтьшення зaгaльноï кшькосп мiкрооргaнiзмiв (МА[ФАМ нa 14 добу в зрaзкy 5 - 20000 КУО/см3; в зрaзкy 8 - 41000 КУО/см3) е вaгомим до^ом прaвильностi вибору всix режимiв основнж теxнологiчниx процесiв. Це свщчить про збереження якост продукту у процес зберiгaння i його повну вщповщшсть yсiм вимогaм нормaтивно-теxнiчноï докyментaцiï.
Ha рис. 14 таведета теxнологiчнa сxемa виробництвa нaпоïв профiлaктичного признaчення та основi сировaтки.
Для виробництвa тапо1'в слiд використовyвaти сировaткy, отримaнy при виробнищш кисломолочного сиру, кислотнiстю не вище 75 от, i густиною не менше 1023 г/см з.
Сировaткy при потребi необxiдно оxолодити до 4-6 ос. Тривaлiсть збер^ння оxолодженоï сировaтки не повиннa перевищyвaти 6 год.
Потiм сировaткy пiдiгрiвaють до темперaтyри 35-40 ос тa нaпрaвляють нa сепaрyвaння. Ha сепaрaторi проводять очищення вiд жиру тa кaзеïнового пилу. Haстyпною оперaцieю е пщ^в сировaтки до 50 ос тa внесення у пiдiгрiтy сировaткy компонентiв згiдно рецептури (окрiм L-кaрнiтинy тa aльфa-лiпоeвоï кислоти). При темперaтyрi 50 ос сyмiш перемiшyють тa витримують 30 xв. у промiжномy резервyaрi. Готову сyмiш фiльтрyють тa нaпрaвляють до теплообмiнникa. В теплообмшнику вiдбyвaeться пiдiгрiв сyмiшi до темперaтyри 60 ос. Пiдiгрiтy сyмiш нaпрaвляють нa гомогенiзaцiю (темперaтyрa 60 ос, тиск 12±2,5 МПa). Пiсля гомогенiзaцiï сyмiш нaпрaвляють до пaстеризaторa, де тастеризують при темперaтyрi 84±2 ос з витримкою 15-20 сек. Пaстеризовaнy сyмiш швидко оxолоджyють до 70 ос i подaють нa розлив. При розливi вносять L-кaрнiтин тa лiпоeвy кислоту.
Гaрячий розлив готового продукту, перевiреного нa вiдповiднiсть вимогам нормaтивно-теxнiчноï докyментaцiï, здiйснюють у герметичну тaрy iз нaстyпним yкyпорювaнням, мaркyвaнням тa негaйним оxолодженням. Оxолоджyють yпaковaний продукт до темперaтyри 20 °с в тунельному оxолоджyвaчi шляxом обдyвaння тaри з продуктом xолодним повггрям, i подaльшим пaкyвaнням у ящики aбо блоки по 12 такепв.
Рис. 14. Теxнoлoгiчнa схемо виpoбництвa тап^'в пpoфiлaктичнoгo пpизнaчення
но oснoвi сиpoвaтки
Готову продукцДю направляють до холодильно! камери на доохолодження (до t=4±2 °С) та зберiгання при цДй температурi строком не бДльше 14 дiб з моменту виробництва, в тому чист на пДдприемствД - не бДльше 2 дiб.
7. SWOT-аналiз результатiв дослiджень
Strengths. До сильних сторДн слiд вiднести: зацiкавленiсть споживача новим напоем, високу харчову та бДологДчну цiннiсть, натуральнi компоненти та полДпшенД органолептичнi показники. Побiчно вирДшуеться проблема утилДзацД! основного вiдходу молока - сироватки, що складае 90 % [16] та захисту навколишнього середовища, так як серед всДх рДдких вiдходiв харчово! промисловостi саме сироватка володiе самим високим бДологДчним споживанням кисню (БПК) та хiмiчним споживанням кисню (ХПК). Це не дозволяе скидати цД вiдходи безпосередньо в каналiзацiйну мережу.
Серед сильних сторш даного дослДдження е також: технологДчна простота використання сировини, добре зберДгання сировини, зручнiсть транспортування i переробки сировини, доступнiсть на ринку сировини протягом року.
Weaknesses. До слабких сторш слДд вiднести: бДльш високу цДну у порiвняннi з продуктами-аналогами та слабку поiнформованiсть споживачiв про новий продукт, його переваги. В проведених дослiдах використовувалося обмежене коло компонент рецептур, в той час як подiбнi властивостД мають: зелений чай, зелена кава, хДтозан, висДвки, гарцинДя, бура морська водорДсть фукус, вiтамiнно-мiнеральнi комплекси, сечогiннi комплекси (толокнянка, спориш, листя хвоща та Дн.), послабляючi комплекси (сенна, рiвень та Дн.) тощо. Використання цих видДв сировини можливо вплинуть на механДзм лДкувально! дд! через утворення промДжних продуктДв взаемодД! з компонентами основно! рецептури.
ПотрД6нД додатковi дослДдження, пов'язанi з механiзмом ожирДння людського органДзму, який може бути викликаний не тДльки надлишком жирно! !жД, але i Дншими !! компонентами, наприклад, вуглеводами. А також не враховуеться специфДка бДохДмДчно! трансформацД! i вДдповДдних систем органДзму людини, «керуючих» цими процесами.
Opportunities. Що стосуеться можливостей нового продукту, то це: наявнДсть ненасичених сегментДв ринкДв, майже вДдсутнДй асортимент харчово! продукцД! для профДлактики ожирДння.
Threats. При виходД нового продукту на споживчий ринок можуть бути такД загрози:
- можливДсть появи нових продуктДв i продуктДв-замДнникДв;
- зростаючий конкурентний тиск, внаслДдок появи нових конкурентДв;
- нестабДльна економДчна i полДтична ситуацДя в кра!нД;
- зниження купДвельно! спроможностД населення.
На основД SWOT-аналiзу запропоновано наступнД рДшення:
- вихДд на новД ринки або сегменти ринку. Це активна роль маркетингу та гнучка цДнова полДтика;
розширення асортименту продукцД! за рахунок включення широкого спектру натуральних добавок;
- високу цшу в nopiB^HHi з продуктами-аналогами, представленими на ринку, пропонуемо виршити за рахунок зниження щни власного продукту шляхом збiльшення обсяпв виробництва;
- слабку iнформативнiсть споживачiв про новий продукт пропонуемо виргшити за рахунок шформування споживач1в про властивосп нового продукту;
- для зниження впливу таких факторiв як «поява нових конкуренпв» i «зростаючий конкурентний тиск» пропонуемо: активну роль маркетингу, гнучку щнову полiтику, розширення асортименту. Що стосуеться чинника «зниження кутвельно! спроможносл», передбачено проведення заходiв з позицiонування нового продукту серед потенцшних споживачiв;
- просування продукту способами мерчандайзингу.
8. Висновки
1. Доведено можливiсть пщвищення харчово! цшносп продукпв за рахунок збагачення напогв вiтамiнами та iншими речовинами, джерелом яких е сироватка i рослинна сировина. Обгрунтовано рацiональнi спiввiдношення iнгредiентiв у напоях на основi сироватки; отриманi експериментальнi данi щодо впливу рослинних iнгредiентiв на бiологiчну активнють напогв на JCновi молочно! сироватки. Результата дослщжень пщтверджуютт можливiсть використання молочно! сироватки для отримання напогв. Бюлопчна цiннiсть отриманих напогв у 3,3...3,7 рази бтьше нгж бiологiчна цiннiсть молочно! сироватки.
2. Розроблеш рецептури нових дiегичних напо!в профтактичного призначення на основi сироватки. Отримат напо! сприяють зниженню ваги, такий ефект можливий за рахунок правильного поеднання !х компонентв, разом вони стимулюють обмш речовин. Це пщтверджуеться активiзацiею панкреатично! лтази. Збтьшення активносп панкреатично! лiпази в 3,8.4,0 рази в порiвнянi з контролем (сироваткою) пояснюеться вмютом введених iнгредiентiв ^мбир, кориця, L-карнiтин, альфа-лiпоева кислота, екстракт плодiв ананасу, плодово-ягiднi соки).
3. Напо! мають рiзну антимкробну активнють. Помiрною антимiкробною активнiстю володiе зразок 8, а високою - зразок 5, який мютить у своему склащ корицю, iмбир, фруктовi та ягщш соки.
4. Огриманi результата, що характеризують високi фiзико-хiмiчнi та органолептичш показники напо!в. Розробленi технолопчш параметри внесення сухих рослинних компонентв, а саме: температура - 50 °С, час перемiшування 30 хв; розроблеш режими пастеризацп: температура пастеризацй 84±2 °С, витримка 15-20 с, термш зберкання напо!в 14 дiб при температурi 4±2 °С.
Лггература
1. Obesity and overweight [Electronic resource] // Fact sheet of the World Health Organization. - 2014. - Available at: Ywww/URL: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/
2. Perederii, V. G. Izbytochnyi ves i ozhirenie. Posledstviia dlia zdorov'ia i zhizni, sovremennye rekomendatsii po dostizheniiu i podderzhaniiu normal'noi massy tela [Text]: Monograph / V. G. Perederii, S. M. Tkach, V. M. Kutovoi, M. N. Rotter. - Kyiv: Start-98, 2013. - 240 p.
3. Rodionova, T. I. Ozhirenie - global'naia problema sovremennogo obshchestva [Text] / T. I. Rodionova, A. I. Tepaeva // Fundamental'nye issledovaniia. - 2012. - No. 12-1. - P. 132-136.
4. Bessesen, D. Evaluation & Management of Obesity [Text] / D. Bessesen, R. F. Kushner. - Hanley & Belfus, 2002. - 190 p.
5. Minina, S. A. Himiia i tehnologiia fitopreparatov [Text] / S. A. Minina, I. E. Kauhova. - GEOTAR-MED, 2004. - 560 p.
6. Pokrovskii, A. A. Spravochnik po dietologii [Text] / ed. by A. A. Pokrovskii, M. A. Samsonov. - Moscow: Meditsina, 1981. - 611 p.
7. Chabanova, O. B. Obgruntuvannia retseptur diietychnykh napoiv na osnovi syrovatky [Text] / O. B. Chabanova, S. I. Vikul, S. M. Bondar, O. F. Niedova // Naukovi pratsi ONAKhT. - 2014. - No. 44. - P. 185-192.
8. Hramtsov, A. G. Napitki iz syvorotki s rastitel'nymi komponentami [Text] / A. G. Hramtsov, A. V. Brykalov, N. Yu. Pilipenko // Molochnaia promyshlennost'. -2012. - No. 7. - P. 64-66.
9. Hramtsov, A. G. Tehnologiia produktov iz molochnoi syvorotki [Text] / A. G. Hramtsov, P. G. Nesterenko. - Moscow: DeLi print, 2004. - 768 p.
10. Telezhenko, L. N. Human diet enrichment with physiologically active ingredients due to the consumption of juices and beverages [Text] / L. N. Telezhenko, E. A. Mikhailova // Journal of Food Science and Technology. -2015. - Vol. 9, No. 3. - P. 9-13. doi: 10.15673/2073-8684.3/2015.50267
11. Mogilnyi, M. P. Pishchevye i biologicheski aktivnye veshchestva v pitanii [Text] / M. P. Mogilnyi. - Moscow: DeLi print, 2007. - 240 p.
12. Yasmin, A. Compositional analysis of developed whey based fructooligosaccharides supplemented low-calorie drink [Text] / A. Yasmin, M. S. Butt, M. Yasin, T. B. Qaisrani // Journal of Food Science and Technology. -2014. - Vol. 52, No. 3. - P. 1849-1856. doi:10.1007/s13197-014-1535-z
13. Amaral, G. V. Whey-grape juice drink processed by supercritical carbon dioxide technology: Physicochemical characteristics, bioactive compounds and volatile profile [Text] / G. V. Amaral, E. K. Silva, R. N. Cavalcanti, C. P. C. Martins, L. G. Z. S. Andrade, J. Moraes et al. // Food Chemistry. - 2018. - Vol. 239. - P. 697703. doi:10.1016/j.foodchem.2017.07.003
14. Panghal, A. Utilization of Dairy Industry Waste-Whey in Formulation of Papaya RTS Beverage [Text] / A. Panghal, V. Kumar, S. Dhull, Y. Gat, N. Chhikara // Current Research in Nutrition and Food Science Journal. - 2017. -Vol. 5, No. 2. - P. 168-174. doi:10.12944/crnfsj.5.2.14
15. Chavan, R. S. Whey Based Beverage: Its Functionality, Formulations, Health Benefits and Applications [Text] / R. S. Chavan, R. C. Shraddha, A. Kumar, T. Nalawade // Journal of Food Processing & Technology. - 2015. - Vol. 6, No. 10. -P. 495. doi:10.4172/2157-7110.1000495
16. Gajbhare, S. N. Utilization of Encapsulated Lycopene for the Preparation of Tomato Whey Beverage as Health Drink [Text] / S. N. Gajbhare, V. N. Pawar, A. R. Sawate // The Indian Journal of Nutrition and Dietetics. - 2015. - Vol. 52, No. 1. - P. 70-79.
17. Dias, M. de L. L. A. Phisicochemical, sensory, and microbiological evaluation and development of symbiotic fermented drink [Text] / M. de L. L. A. Dias, S. M. Salgado, N. B. Guerra, A. V. S. Livera, S. A. C. Andrade, G. N. da C. Ximenes // Food Science and Technology (Campinas). - 2013. - Vol. 33, No. 4. - P. 805-811. doi: 10.1590/s0101-20612013000400030
18. Pandiyan, C. Development of Mango Flavoured Sweetened Whey Drink [Text] / C. Pandiyan, R. A. Villi, V. Chandirasekaran // Journal of Indian Veterinary Association Kerala (JIVA). - 2011. - Vol. 9, No. 3. - P. 35-37.
19. Pareek, N. Preparation of healthy fruit based carbonated whey beverages using whey and orange juice [Text] / N. Pareek, A. Gupta, R. Sengar // Asian Journal of Dairying & Foods Research. - 2014. - Vol. 33, No. 1. - P. 5-8. doi:10.5958/j.0976-0563.33.1.002
20. Jain, S. Development of Low Cost Nutritional Beverage from Whey [Text] / S. Jain // IOSR Journal Of Environmental Science, Toxicology And Food Technology. - 2013. - Vol. 5, No. 1. - P. 73-88. doi: 10.9790/2402-0517388
21. Tkachenko, N. Modelling formulae of strawberry whey drinks of prophylactic application [Text] / N. Tkachen o, P. Nekrasov, S. Vikul, Y. Honcharuk // Journal of Food Science and Technology. - 2017. - Vol. 11, No. 1. -P. 1-9. doi:10.15673/fst.v11i1.303
22. Brykalov, A. V. Razrabotka tehnologii napitkov na osnove molochnoi syvorotki, obogashchennyh fitokomponentami [Text] / A. V. Brykalov, N. Yu. Pilipenko // KubGAU. - 2014. - No. 98. - P. 1-12.
23. Cherevach, E. I. Razrabotka tehnologii funktsional'nyh napitkov na molochnoi syvorotke s rastitel'nymi ekstraktami [Text] / E. I. Cherevach, L. A. Tenkovskaia // Food Processing: Techniques & Technology. - 2015. - Vol. 39, No. 4. - P. 99-105.
24. Inihov, G. S. Metody analiza moloka i molochnyh produktov [Text] / G. S. Inihov, N. P. Brio. - Moscow: Pishchevaia promyshlennost, 1971. - 424 p.
25. Marh, A. T. Tehnohimicheskii kontrol' konservnogo proizvodstva [Text]: Handbook / A. T. Marh, T. F. Zykina, V. N. Golubev. - Moscow: Agropromizdat, 1989. - 304 p.
26. Honskyi, Ya. I. Biolohichna khimiia: laboratornyi praktykum [Text] / Ya. I. Honskyi. - Ternopil: Ukrmedknyha, 2001. - 288 p.
27. Lekarstvennoe rastitel'noe syr'e. Opredelenie antimikrobnoi aktivnosti antibiotikov metodom diffuzii v agar [Text] // Gosudarstvennaia farmakopeia SSSR: Vol. 2. Obshchie metody analiza. - Ed. 11. - Moscow: Meditsina, 1989. - P. 210225.
28. Sposib vyznachennia biolohichnoi aktyvnosti obiektiv pryrodnoho pokhodzhennia [Electronic resource]: Patent UA 107506 S2 MPK G01N 33/00 (2015.01) / Khomych H. P., Vikul S. I., Kapreliants L. V., Osypova L. A., Lozovska T. S.; assignee: Odessa National Academy of Food Technologies. -Appl. No. a201302626; Filed 04.03.2013; Publ. 12.01.2015, Bull. No. 1. - Available at: \www/URL: http://uapatents.com/7-107506-sposib-viznachennya-biologichno-aktivnosti-obehktiv-prirodnogo-pokhodzhennya.html
