CC BY
24
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 2(46) VETERINARY AND ZOOTECHNY
Научная статья УДК 637.07
DOI 10.48136/2222-0364 2022 2 100
Разработка и исследование специализированных молочных продуктов здорового питания по показателям качества и функциональной направленности
И.А. Ивкова, И.Г. Четвергован
Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск, Россия
Аннотация. Актуальна задача разработки способа совершенствования технологии и формирование качества специализированных молочных продуктов здорового питания с повышенной хранимоспо-собностью для функционального назначения. При проведении исследований использованы стандартные и общепринятые методы исследования сырья и готовой продукции по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям и показателям безопасности. Исследования качества и пищевой ценности продукта выполнены на кафедре ветеринарно-санитарной экспертизы продуктов животноводства и гигиены сельскохозяйственных животных Омского ГАУ, а также ООО «ВНИМИ-СИБИРЬ», на базе которого были проведены также производственные испытания продукта. Объектами исследований на этапах экспериментальных работ являлось молочное сырье, молочный жир, заменители молочного жира (ЗМЖ), антиоксиданты различной химической природы, сухие высокожирные молоко-содержащие продукты. Для получения продукции высокого качества и пищевой ценности использовали метод щадящей сублимационной сушки. Представлены результаты исследований по разработке технологий сухих молочных консервов, вырабатываемых методом сублимации. Продукт имеет высокий, до двух лет, срок годности, повышенную пищевую и биологическую ценность. В результате исследований определены органолептические показатели (вкус, цвет, консистенция), показатели состава продукта (массовые доли жира, белка, углеводов), витаминный состав (ретинол, токоферол, кальциферол), рассчитана энергетическая ценность. По результатам проведенных исследований показателей качества и функциональной направленности обоснована ресурсосберегающая технология на новый вид молочных консервов сублимационной сушки: специализированного сухого высокожирного молокосодержащего продукта, решены проблемы сезонности и дефицита натурального молочного сырья, получен экономический эффект, что имеет также практическую значимость.
Ключевые слова: сублимационная сушка, заменители молочного жира, молокосодержащий продукт, показатели качества, пищевая ценность, антиокислители, функциональная направленность, ресурсосберегающие технологии
Original article
Development and research of specialized dairy products for healthy nutrition in terms
of quality and functional orientation
I.A. Ivkova, I.G. ChetvergovaH
Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk, Russia
Abstract. The task of developing a way to improve the technology and the formation of the quality of specialized dairy products of healthy nutrition with increased storage capacity for functional purposes is urgent. Standard and generally accepted methods of research of raw materials and finished products on organoleptic, physical and chemical, microbiological and safety indicators were used during the research. Studies of the quality and nutritional value of the product were carried out at the Department of Veterinary and Sanitary Examina-
© Ивкова И.А., Четвергова И.Г., 2022
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 2(46) VETERINARY AND ZOOTECHNY
tion of Livestock Products and Hygiene of Farm Animals of the Omsk State Agrarian University, as well as OOO VNIMI-SIBERIA, on the basis of which production tests of the product were also carried out. The objects of research at the stages of experimental work were dairy raw materials, milk fat, milk fat substitutes, antioxi-dants of various chemical nature, dry high-fat milk-containing products. To obtain products of high-quality and nutritional value, the gentle freeze-drying method was used. The article presents the results of research on the development of technologies for canned milk powder produced by freeze-drying method. The product has a high shelf life (up to two years), increased nutritional and biological value. As a result of the research, organoleptic parameters (taste, color, consistency), product composition indicators (mass fractions of fat, protein, carbohydrates), vitamin composition (retinol, tocopherol, calciferol) were determined, energy value was calculated. Based on the results of the conducted studies of quality indicators and functional orientation, a resource-saving technology for a new type of freeze-dried canned milk (a specialized dry high-fat milk-containing product) was substantiated, the problems of seasonality and shortage of natural dairy raw materials were solved, an economic effect was obtained, which also has practical importance.
Keywords: freeze drying, milk fat substitutes, milk-containing product, quality indicators, nutritional value, antioxidants, functional orientation, resource-saving technologies
Введение
Создание функциональных пищевых продуктов здорового питания, в том числе молочных, усовершенствование традиционных продуктов общего питания - основные направления переработки сырья с целью получения здоровьесберегающей пищевой продукции [1; 2].
Удовлетворение потребностей в питании требует, чтобы в рационах содержалось более двадцати тысяч всевозможных ингредиентов, как растительного так и животного происхождения. В качестве примера приведем смешанную диету, где содержание минорных ингредиентов наполовину меньше требуемого количества [7; 8].
Исследования последних лет выявили, что население все меньше потребляет источники энергии, особенно это группы риска. Огромное количество людей страдает от ожирения в силу неправильного обмена веществ [6].
Трудно переоценить значение для питания употребления молока и молочных продуктов. Проблемы, связанные с их производством и потреблением, никогда не теряют актуальность, причем важнейшей задачей остается конструирование молочной продукции длительного срока хранения, с улучшенными показателями качества, создание инновационных технологий, современного оборудования и улучшении культуры производства. Новейшие технологии пищевых продуктов должны быть направлены на повышение качества, безопасности и конкурентоспособности продукции. Не забываем о необходимости обеспечения технологичности, снижения стоимости, затрат и уменьшения потерь в производстве при полном использовании всех составных частей молока [3; 4; 10].
В условиях дефицита и дороговизны натурального молочного сырья расширяется производство консервов на молочной основе, где часть молочного жира заменяется на жиры растительного происхождения, это обеспечивает получение молочных продуктов с повышенной пищевой ценностью и скорректированным жирно-кислотным составом. Использование растительного жира изменяет состав жировой основы продукта в требуемом направлении и создает продукт с функциональными свойствами для специального назначения [5; 6]. В результате конструирования молокосодержащих здоровьесбе-регающих продуктов обеспечивались следующие показатели качества:
- улучшенные вкус, запах и консистенция;
- повышенная сохранность;
- высокая пищевая ценность;
- скорректированный состав жирных кислот.
Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46) VETERINARY AND ZOOTECHNY
Цель работы: исследование качества, пищевой ценности и хранимоспособности высокожирного молокосодержащего продукта в сублимированной форме для общего и специального назначения.
Для достижения поставленной цели решались задачи:
- изучение научно-технической литературы по разрабатываемой проблеме;
- разработка технологии сухого высокожирного молокосодержащего продукта, стойкого в длительном хранении;
- проведение корректировки состава жировой основы продукта в целях замены части животного жира на растительные жиры, богатые полиненасыщенными жирными кислотами;
- комплексная оценка качества и пищевой ценности нового продукта и установление срока хранения;
- расчет себестоимости и экономических показателей сухого высокожирного мо-локосодержащего продукта.
Объекты и методы
Объектами исследований на этапах экспериментальных работ являлись молочное сырье, молочный жир, заменители молочного жира (ЗМЖ), антиоксиданты различной химической природы, сухие высокожирные молокосодержащие продукты.
Исследования показателей качества сырья, ингредиентов и готового продукта проводились с применением стандартных и общепринятых методов. Экспериментальные данные обрабатывали, применяя метод математической статистики, используя компьютерные программы. Испытания осуществляли с трехкратной повторностью.
Одна из технологических операций в получении сухого высокожирного молоко-содержащего продукта - операция эмульгирования растительной жировой добавки в коровьи сливки и приготовление молочно-растительной смеси с использованием заменителя молочного жира (ЗМЖ). В качестве его заменителя использовался растительный жир «Эколакт» (производство ООО «ЭФКО-ИНГРЕДИЕНТ»).
При комплексных исследованиях по замене части животного жира на его заменители растительного происхождения рекомендовали использование молочного жира на ЗМЖ «Эколакт», что обеспечивало требуемое соотношение жирных кислот в готовом продукте [9].
Использования заменителя молочного жира «Эколакт» обеспечивало соотношение непредельных жирных кислот 8 : 1, что соответствовало формуле здорового питания. С учетом результатов органолептической оценки молочно-растительной смеси в рецептуру по производству сухого молокосодержащего продукта предложен заменитель молочного жира «Эколакт 1443». Композиция ЗМЖ «Эколоакт 1443» содержит белковую эмульгирующую добавку, способствующую эффективному приготовлению молочно-растительной смеси, что также немаловажно.
С целью стабилизации жира сухих молокосодержащих высокожирных консервов при хранении в нормализованную смесь перед сушкой добавляли антиокислительные комплексы, включающие антиокислитель дигидрокверцитин и витамин «С» в качестве синергиста. Рассчитывали количество дигидрокверцитина
К = Ж • М • П / 100 • 100, где К - количество дигидрокверцитина, кг;
Ж - количество жира в смеси, %;
М - количество молочно-растительной смеси, кг;
П - процентное содержание дигидрокверцитина в смеси, %
Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46) VETERINARY AND ZOOTECHNY
Массовая доля дигидрокверцитина и витамина «С» составляла 0,15% к жиру продукта. Антиокислитель растворялся в спиртовом растворе при температуре 55-60° в соотношении 10 : 1. Аскорбиновая кислота растворялась в дистиллированной воде в отношении 20 : 1. Растворы антиокислителей вносили в нормализованную смесь при постоянном перемешивании перед сушкой незначительными дозами.
Сушку продукта осуществляли сублимационным методом до конечной массовой доли влаги в пределах 4-5%. Этот метод обеспечивал сохранение в готовом продукте всех полезных свойств, витаминов, минералов, микрофлоры, пищевой и биологической ценности без изменения, удлинял срок хранения новых продуктов.
Сухой высокожирный молокосодержащий продукт упаковывали в пакеты из полимерного комбинированного материала на основе металлизированной фольги по 100105 г под вакуумом в атмосфере инертных газов. Восстанавливали сухие высокожирные молокосодержащие продукты при добавлении питьевой воды температурой 50-55° в течение 10 мин при соотношении воды и продукта 2 : 1. Исследование качества проводили в восстановленном продукте.
Результаты и их обсуждение Сухой высокожирный молокосодержащий продукт относится к классу сухих мо-локосодержащих продуктов и вырабатывается высушиванием нормализованной сли-вочно-растительной смеси с последующим процессом сгущения, гомогенизации, внесением антиокислителей и сушкой методом сублимации.
У продукта высокая пищевая и биологическая ценность, он обладает стойкостью в процессе длительного хранения и предназначен для общего и специального питания, относится к продуктам здорового питания.
Технологическое производство сухого высокожирного молокосодержащего продукта осуществляется по схеме:
подготовка сырья ^ механическая очистка ^ нормализация ^ сепарирование молока ^ приготовление молочной смеси ^ приготовление растительной смеси ^ приготовление молочно-растительной основы ^ эмульгирование молочно-сливочной основы ^ тепловая обработка ^ процесс гомогенизации ^ сгущение в вакуум-аппарате ^ добавление антиокислителей ^ сублимационная сушка ^ упаковка ^ хранение.
Молочно-растительная смесь готовится в последовательности: в пастеризованное молоко температурой 55 ± 5°С вносится заменитель молочного жира в мазейном состоянии. Молочно-растительную смесь эмульгируют в течение 25 ± 5 мин при температуре 55 ± 5°С, затем нормализуют, пастеризуют при температуре 93 ± 4°С и сгущают до 450% по сухому веществу на вакуум-выпарной установке, гомогенизируют при температуре 60 ± 3°С и р = 8-9 МПа. Затем в смесь вводят антиокислители из антиокислительных комплексов дигидрокверцетина, обладающего к тому же Р-витаминной активностью с синергистом аскорбиновой кислотой: ДКВ + витамин С (0,15% и 0,15% к жиру продукта соответственно). Сушку проводят методом сублимации до конечного вла-госодержания не более 5%. Готовый продукт упаковывают в пакеты по 130 ± 5 г под вакуумом в атмосфере инертного газа. Органолептическая оценка разрабатываемого продукта дана в табл. 1.
Таблица 1
Органолептическая оценка продукта
Показатель консистенции Показатель вкуса
В виде сухого порошка с некоторым небольшим числом комочков, которые рассыпаются при незначительном надавливании Вкус молочного продукта с высоким содержанием жира, чистый, сладковатый, характерный для сухого высокожирного молочного продукта, без постороннего привкуса и запаха
Vestnik of OmskSAU, 2022, no. 2(46) VETERINARY AND ZOOTECHNY
Пищевая и энергетическая ценность разрабатываемого продукта дана в табл. 2.
Таблица 2
Пищевая и энергетическая ценность продукта
Разрабатываемый продукт Количество, г/100 г Количество витаминов, мг Энергетическая ценность, КДж/ккал
белок жир углеводы А Д Е С
Сухой высокожирный молокосодержащий продукт 7,5 ± 0,7 76,0 ± 0,9 15,3 ± 0,3 2,5 ± 0,05 0,16 ± 0,01 5,6 ± 0,05 18,1 ± 0,4 3168/756
Состав жирных кислот разрабатываемого продукта, а также контрольного образца дан в табл. 3.
Таблица 3
Состав жирных кислот сухих жиросодержащих молочных продуктов
Показатель Сухой высокожирный молокосодержащий продукт Сухой высокожирный молочный продукт
Насыщенные кислоты: лауриновая (Сп:0) пальмитиновая (С^о) стеариновая (С^о) 42,97 ± 0,5 67,89 ± 0,7
11,75 ± 0,1 6,18 ± 0,07
11,41 ± 0,1 42,13 ± 0,4
19,81 ± 0,3 19,58 ± 0,3
Мононенасыщенные: олеиновая (С^О 36,08 ± 0,4 22,99 ± 0,3
36,08 ± 0,4 22,99 ± 0,3
Полиненасыщенные: линолевая (С:8:2) линоленовая (С№3) 20,97 ± 0,3 4,14 ± 0,05
4,56 ± 0,05 2,03 ± 0,05
8,21 ± 0,1 2,10 ± 0,05
Соотношение ю-6: ю-3 8 : 1 -
Представленные (табл. 3) данные свидетельствуют о целесообразности добавления в сухие высокожирные консервы растительных жиров, которые способствуют обогащению продукта полиненасыщенными жирными кислотами. Так, массовая доля ли-ноленовой кислоты увеличилась в 4,1 раза в сухом высокожирном молокосодержащем продукте, а линолевой - в 2,2 раза по сравнению с контрольным образцом. Соотношение 8 : 1 соответствует формуле сбалансированного здорового питания.
Расчет экономических показателей, характеризующих целесообразность разработки сухих молокосодержащих высокожирных консервов, где часть молочного жира заменена на жиры растительные, осуществлялся на основе расчета рецептуры, стоимости основных и вспомогательных видов сырьевых материалов, упаковки, затрат на производство продукции и др. на молочном предприятии ООО «ВНИМИ-Сибирь», где проводилась проверка разработанной технологии.
Экономический эффект при производстве продукции с частью замены животного жира на жир растительного происхождения выявился при сравнении стоимостей плановых калькуляций продукции, произведенной только из молока и продукции с добавлением растительных жиров.
Сравнение себестоимости двух рецептур (сухого высокожирного и сухого высокожирного молокосодержащего продуктов) при производстве сухих высокожирных консервов подтвердило явную экономическую целесообразность разработки молокосо-держащих продуктов, с заменой дорогого и дефицитного молочного жира на менее дорогой растительный.
Vestnik of Omsk SAU, 2022, no. 2(46) VETERINARY AND ZOOTECHNY
Экономическая эффективность внедрения ресурсосберегающей технологии составила более 30%.
Выводы
Сухие высокожирные молокосодержащие продукты с функциональными свойствами расширяют ассортимент молочных продуктов специализированного питания.
Введение в продукт антиокислительного комплекса флавоноидного характера, обладающего Р-витаминной активностью, не только повышает стойкость продукта при хранении в течении 24 мес, но и обогащает витаминами.
Частичная замена молочного жира на его заменитель «Эколакт 1444» увеличивает содержание ненасыщенных жирных кислот при уменьшении насыщенных и корректирует жирнокислотный состав в сторону его сбалансированности и соответствии формуле здорового питания.
Заключение
Разработка и исследование сухого высокожирного молочного продукта специализированного расширяет ассортимент конкурентоспособных продуктов с улучшенными органолептическими показателями, повышенной пищевой ценностью, стойких в длительном хранении, соответствующих современным требованиям здорового питания с учетом безопасности, сбалансированности и высокого содержания жизненно необходимых веществ. Высокое качество продукта подтвердило правильность выбранных технологических режимов производства, позволивших сохранить показатели свежевы-работанного продукта в процессе длительного хранения благодаря использованию сублимационной сушки
Улучшение и сохранение качества молочных консервов, увеличение срока годности решает важнейшую социальную задачу - обеспечения населения полноценными молочными продуктами как для общего питания, так и для специализированного назначения.
Список источников
1. Австриевских А.Н., Вековцев А.А., По-зняковский В.М. Продукты здорового питания: новые технологии, обеспечение качества, эффективность применения. Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2005. 416 с.
2. Герасименко Н.Ф., Позняковский В.М., Челнакова Н.Г. Здоровое питание и его роль в обеспечение качества жизни // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК -продукты здорового питания. 2016. № 4(12). С. 52-57.
3. Позняковский В.М., Чугунова О.В., Тамо-ва М.Ю. Пищевые ингредиенты и биологически активные добавки. М. : ИНФРА-М, 2017. 143 с.
4. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни / В.И. Покровский, Г.А. Романенко, В.А. Княжев [и др.]. Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2002. 344 с.
5. Ивкова И.А., Пиляева А.С. Методология корректировки жирнокислотного состава жировых основ сухих молочных консервов // Товаровед продовольственных товаров. 2016. № 6. С. 14-16.
6. Указ Президента РФ от 01.12.2016 г., № 642 «О стратегии научно-технологического развития Российской Федерации».
References
1. Austrievskikh A.N., Vekovtsev A.A., Poz-nyakovsky V.M. Healthy food products: new technologies, quality assurance, efficiency of application. Novosibirsk: Sib. univ. publishing house. 2005. 416 p. (In Russ.).
2. Gerasimenko N.F., Poznyakovsky V.M., Chelnakova N.G. Healthy nutrition and its role in ensuring the quality of life. Technologies of the food and processing industry of the agroindustrial complex -healthy food products. 2016;(4):52-57. (In Russ.).
3. Poznyakovsky V.M., Chugunova O.V., Ta-mova M.Yu. Food ingredients and biologically active additives M.: INFRA- M, 2017. 143 s. (In Russ.).
4. Pokrovsky V.I., Romanenko G.A., Knya-zhev V.A. [et al.]. Healthy food policy. Federal and regional levels Novosibirsk: Sib. univ. publishing house, 2002. 344 p. (In Russ.).
5. Ivkova I.A., Pilyaeva A.S. Methodology for adjusting the fatty acid composition of the fatty bases of canned dry milk. Commodity specialist of food products. 2016;(6):14-16. (In Russ.).
6. Decree of the President of the Russian Federation dated 01.12.2016, No. 642 "On the strategy of scientific and technological development of the Russian Federation". (In Russ.).
Vestnik ofOmskSAU, 2022, no. 2(46)
7. Черешнев В.А., Позняковский В.М. Проблемы продовольственной безопасности: национальные и международные аспекты // Индустрия питания. 2016. № 1(1). С. 6-14.
8. Ивкова, И.А., Пиляева А.С. Сухие молочные консервы специального назначения // Пищевая промышленность. 2012. № 6. С. 64-65.
9. Шамова М.М., Австриевских А.Н., Позняковский В.М., Василенко В.А. Активный растительный комплекс на основе полипренов с функциональными свойствами // Сб. науч. тр. по материалам XXIII Всерос. (национальной) науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых с международным участием. Томск ; Новосибирск. 2021. С. 80-84.
10. Surkov I.V., Prosekov A.Y., Ermolaeva E.O., Gorelikova G.A., Poznyakovskiy V.M. Evaluation and preventing measures of technological risks of food production. Modern Applied Science. 2015;9(4):45-52. EDN: UEJVYV.
Для цитирования: Ивкова И.А., Четвер-гова И.Г. Разработка и исследование специализированных молочных продуктов здорового питания по показателям качества и функциональной направленности // Вестник Омского ГАУ. 2022. № 2 (46). С. 100-106. DOI 10.48136/2222-0364_2022_ 2_100.
Информация об авторах
Ивкова Ирина Александровна, д-р техн. наук, проф., ia.ivkova@omgau.org;
Четвергова Ирина Георгиевна, ассистент, ig.chetvergova@omgau.orgH.
Статья поступила в редакцию 09.03.2022.
VETERINARY AND ZOOTECHNY
7. Chereshnev V.A., Poznyakovsky V.M. Problems of food security: national and international aspects. Food industry. 2016;1(1):6-14. (In Russ.).
8. Ivkova I.A., Pilyaeva A.S. Canned milk powder for special purposes. Food industry. 2012;(6):64-65. (In Russ.).
9. Shamova M.M., Austrievskikh A.N., Poznyakovsky V.M., Vasilenko V.A. Active plant complex based on polyprenes with functional properties. Collection of scientific papers based on the materials of the XXIII All-Russian (national) scientific and practical conference of students, postgraduates, young scientists with international participation. Tomsk ; Novosibirsk. 2021:80-84. (In Russ.).
10. Surkov I.V., Prosekov A.Y., Ermolaeva E.O., Gorelikova G.A., Poznyakovskiy V.M. Evaluation and preventing measures of technological risks of food production. Modern Applied Science. 2015;9(4):45-52. EDN: UEJVYV.
For citation: Ivkova I.A., Chetvergova I.G. Development and research of specialized dairy products for healthy nutrition in terms of quality and functional orientation. Vestnik of Omsk SAU. 2022;2(46):100-106, DOI 10.48136/2222-0364_2022_2_100.
Information about the authors
Ivkova Irina A., Doc. of Techn. Sci., Prof., ia.ivkova@omgau.org;
Chetvergova Irina G., Assistant, ig.chetvergo-va@omgau.orgH.
The article was submitted 09.03.2022.
