CC BY
132
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 663.236
Разработка напитков
функционального назначения
Ключевые слова: функциональные напитки; обогащение; комбинирование; модификация водной основы.
Л.Г. Ипатова, канд. техн. наук, И.В. Козлов, аспирант, М.В. Гернет, д-р техн. наук, проф. Московский государственный университет пищевых производств
Функциональные пищевые продукты прочно утвердились в современном ассортименте продуктов питания, представляя новую категорию различных видов продуктов, которые, благодаря присутствию в их составах функциональных ингредиентов в физиологически значимых количествах, содействуют устранению микронутриентного дефицита в пищевом рационе, способствуют улучшению здоровья при их регулярном потреблении.
Напитки более других групп пищевой продукции подходят для решения проблем микронутриентного дефицита, так как физиологические нормы потребления воды (в том числе в составе жидких продуктов), в отличие от физиологических норм потребления белков, жиров и углеводов, практически не менялись и составляют около 2 л в сут.
Рис. 1. Напитки, полученные комбинированием жидких основ
В напитках брожения:
- ускорение роста дрожжей;
- рост числа клеток с гликогеном;
- уменьшение числа мертвых клеток
В обогащенных напитках: - повышение стабильности антиоксидан-тов
Рис. 2. Напитки, полученные модификацией водной основы
На фоне практически достигшего уровня насыщения рынка соков, рынок функциональных напитков, по мнению аналитиков, находится на этапе интенсивного развития.
Анализ представленной на рынке продукции позволяет выделить три основных направления разработки напитков, которые можно отнести к категории инновационных, т. е. напитков, изготовленных с применением новых технологических приемов и обладающих новыми органолептическими характеристиками или усиленными полезными свойствами:
• обогащение физиологически функциональными ингредиентами;
• комбинирование различных жидких основ;
• модификация водной основы физическими или физико-химическими методами.
На практике при разработке одного напитка могут быть применены только один, два или все указанные приемы.
Обогащение представляет собой наиболее известный и широко применяемый способ повышения пищевой ценности напитков. Для этого при производстве функциональных напитков в их рецептурный состав вводят витамины, витаминоподобные вещества и минералы в виде витаминно-мине-ральных премиксов, пищевые волокна, водорастворимые растительные экстракты, повышающие адаптивные возможности организма (флавонои-ды, терпеноиды, антоцианы, гликози-ды), а также комплексы различных функциональных ингредиентов. Обогащение напитков, как правило, не затрудняет технологический процесс, поскольку в водной среде хорошо растворяются или диспергируются большинство микронутриентов, благодаря чему плотность питательных веществ в этих продуктах может быть увеличена до любых заданных значений. Современные технологические средства, позволяют обогащать напитки не только водорастворимыми, но и жирорастворимыми ингредиентами. С этой целью применяют методы капсулирования веществ в оболочке гидроколлоида или вводят препараты, полученные путем высушива-
ния эмульсий, стабилизированных гидроколлоидами.
Если сокосодержащие напитки с невысоким содержанием сока уже давно обогащают витаминами с целью повышения их пищевой ценности, то обогащение напитков пищевыми волокнами, высокоочищенными препаратами биофлавоноидов вошло в производственную практику только в последние годы. Сравнительно недавно в качестве объекта обогащения различными функциональными ингредиентами стали рассматриваться натуральные соки, исходно богатые минеральными веществами, органическими кислотами, витамином С, в-каротином, биофлавоно-идами и другими микронутриентами.
В настоящее время в мире соки и сокосодержащие напитки, дополнительно обогащенные минералами, растительными экстрактами, комплексами водо- и жирорастворимых витаминов, каротиноидами, пищевыми волокнами, а также их всевозможными сочетаниями, являются перспективной группой инновационных продуктов, интерес к которым у потребителей постоянно растет.
Комбинирование жидких основ предполагает смешивание различных видов напитков, каждый из которых отличается особенностями состава и обладает собственными яркими органолептическими характеристиками. Комбинированный напиток в итоге приобретает новые вкусовые достоинства, его пищевая ценность повышается. Примерами комбинирования основ могут служить следующие сочетания: сок + минеральная вода; сок + молоко; сок + сыворотка; квас + сок; пиво + сок и др. (рис. 1).
Разбавление концентрированных соков минеральной водой при изготовлении восстановленных соков позволяет дополнительно ввести в них макро- и микроэлементы в натуральной, природной легкоусвояемой форме.
Принципиально новым технологическим приемом стало смешивание таких несовместимых основ напитков, как сок и молоко. Технологическое решение в этом случае предусматривает применение гидроколлоидов (напри-
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
мер, пектина), способных предотвратить осаждение молочных белков в кислой среде сока и стабилизировать смесь. На основе технологии комбинирования сока и молока производителями напитков стали разрабатываться напитки, представляющие собой смеси сока и йогурта, а также сока и молочной сыворотки.
Разработка нового напитка не ограничивается рамками одного или другого подхода. Часто они используются вместе, например, комбинированные напитки (сокосодержащие напитки на минеральной воде, сокосодержащие напитки на молочной сыворотке и др.) обогащаются витаминами или пищевыми волокнами, растительными экстрактами.
При создании функциональных напитков основное внимание уделяется составу присутствующих в них или дополнительно введенных функциональных ингредиентов. При этом состав и свойства воды, используемой в качестве основы напитка, как правило, специально не корректируются. В то же время от качества воды, ее чистоты, вкуса, солевого состава, физико-химических свойств во многом зависят вкус и полезность конечного продукта.
Сегодня существуют физические и физико-химические методы модификации воды и устройства, позволяющие изменять ее состав и свойства в широких пределах. К таким современным способам относится электрохимическая активация (ЭХА), позволяющая направленно регулировать физико-химические свойства воды и водных растворов без введения каких-либо химических реагентов. В процессе ЭХА-обработки можно направленно изменять состав растворенных газов, активность электронов в воде, а также структуру и биокаталитическую активность. В определенных условиях можно получить воду, отличающуюся улучшенными свойствами для организма человека, что позволяет рассматривать ее в качестве основы напитков функционального назначения (рис. 2).
В рамках исследования, проводимого в Московском государственном университете пищевых производств, вода, прошедшая ЭХА-обработку, применялась в составе напитков брожения -пива и кваса, кроме того, было изучено влияние ЭХА-воды на стабильность антиоксидантов, содержащихся в вы-сокоочищенном экстракте зеленого чая.
В ходе эксперимента в процессе брожения квасного сусла измеряли рН, титруемую кислотность, содержание сухих веществ, время брожения и микробиологические показатели, такие как количество дрожжевых клеток и
клеток с гликогеном - запасным полисахаридом дрожжевой клетки, по содержанию которого судят об упитанности дрожжей, их жизнеспособности и способности к брожению.
В результате выполненного эксперимента было показано положительное влияние ЭХА-обработки воды на процесс брожения квасного сусла. Количество клеток с гликогеном в опытных образцах возросло в 3-4 раза по сравнению с контрольными образцами. Кроме того, сусло, приготовленное на обработанной воде, сбраживалось более интенсивно, с достоверным различием по количеству сухих веществ, в среднем, на 0,5 %, что позволяет сократить время брожения и, тем самым, ускорить процесс производства кваса (рис. 3).
Аналогичная тенденция прослеживалась в экспериментах с пивным суслом. Концентрация дрожжевых клеток во взвеси сусла в образцах, приготовленных на воде, прошедшей водопод-готовку с использованием ЭХА-системы, практически в 2 раза больше, чем в контрольных образцах на очищенной водопроводной воде. При этом содержание клеток с гликогеном во взвеси сусла практически в 3 раза превышает значения контроля (рис. 4).
Другим аспектом применения ЭХА-воды в функциональных напитках является исследование ее влияния на физиологически функциональные ингредиенты. В нашем институте было проведено исследование стабильности антиоксидантов зеленого чая в растворах, приготовленных на ЭХА-воде. В экспериментах использовали метод, основанный на способности антиоксидантов ингибировать окисление ABTS - 2,2'-азиноди-[3-этилбензо-тиа-золин сульфонат] (2,2'-Azino-di-[3-ethylbenz-thiazoline sulphonate] - ABTS) в ABTS'+ метмиоглобином (пероксида-зой). Изучали изменение во времени (в течение 24 ч) общей антиоксидант-ной активности растворов антиокси-данта с концентрациями 0,02; 0,05; 0,1 %.
Результаты исследования показали, что независимо от концентрации все растворы исследованного антиокси-данта в воде, обработанной электрохимическим способом, проявляют большую устойчивость по сравнению с растворами того же вещества в дистиллированной воде (рис. 5).
Таким образом, представленные направления формирования функциональных свойств напитков позволяют говорить о перспективах создания широкого и разнообразного ассортимента продуктов, обладающих полезными для здоровья свойствами и отвечающих практически любым вкусам потребителей.
Время брожения, сут
Ц Общее число клеток (контроль) ■ Клетки с гликогеном (контроль) Общее число клеток (образец) Клетки с гликогеном (образец)
Рис. 3. Влияние ЭХА-воды на рост дрожжевых клеток и их способность к брожению
Относительное содержание клеток с гликогеном, % от
Рис. 4. Изменение содержания клеток с гликогеном во взвеси сусла в течение главного брожения
5 1,7
Концентрация антиоксидантов, %
□ Teavigo + дионизированная вода
□ Teavigo + дионизированная вода (24 ч хранения)
□ Teavigo + Emerald Н,0
□ Teavigo + Emerald Н,0 (24 ч хранения)
Рис. 5. Влияние ЭХА-воды на стабильность антиоксидантов зеленого чая
