CC BY
5205.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств (технические науки) Р01: 10.25712/А8Т11.2072-8921.2019.02.006 УДК 637.14/637.133.1
РАЗРАБОТКА СОСТАВА ВЫСОКОБЕЛКОВОГО ЗАМОРОЖЕННОГО ДЕСЕРТА ДЛЯ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ
НА КОЗЬЕМ МОЛОКЕ
Т.П. Арсеньева, М.В. Лугова, Н.В. Яковченко
В статье представлены данные о разработке состава высокобелкового замороженного десерта без сахара на козьем молоке, ввиду того что в отличие от молока коровьего, козье молоко имеет лучший состав, оно практически не содержит альфа-1в-казеин - вещество которое является основной причиной аллергии на молоко. В качестве источников белка с полноценным аминокислотным составом были выбраны изолят сывороточных белков (ИСБ) и мицеллярный казеин (МК). На основании представленных исследований выявлено соотношением высокобелковых компонентов МК и ИСБ 30/70, что позволяет получить замороженный десерт с гармоничным молочным вкусом, однородной структурой, молочным цветом. Также подобранная композиция эритрита и сукралозы в соотношении 15: 1, которая при внесении в смесь замороженного десерта в количестве 3,0 % не уступала сладости контрольного образца, в котором содержалось 15% сахарозы. Установлено, что при внесении в смесь замороженного десерта стабилизатора Кремодан 344 в количестве 0,4% продукт имеет сливочный, сладкий вкус, в меру плотную, однородную без ощутимых кристаллов льда консистенцию, взбитость 36%, сопротивляемость таянью 43 мин. Установленные сроки годности замороженного десерта на козьем молоке до 6 месяцев при температуре минус 18°С, что гарантируют его сохранность.
Ключевые слова: козье молоко, замороженный десерт, белки, изолят сывороточных белков, мицеллярный казеин, эритрит, сукралоза, стабилизатор.
За последние годы растет тенденция здорового образа жизни, выражающаяся отказом от вредных привычек, регулярными занятиями спортом и переходом на здоровое правильное питание. От того что мы едим, в каком количестве, когда и каким образом, зависит наша жизнь во всех её проявлениях и аспектах. Как правило, для профессиональных спортсменов чей вид спорта обязывает держать вес на протяжении всего года, а также спортсменов соблюдающих строгую диету в период интенсивной подготовки к соревнованиям, ограничение в употреблении так называемых «запретных продуктов» воспринимается как должное. Однако, среди них не у каждого хватает силы воли, чтобы с лёгкостью исключить из рациона продукты, содержащие в большом объёме простые углеводы (сахара), холестерин, насыщенные жиры и т.п., не говоря о том, чтобы до конца выдержать «сушку» - разновидность диеты, направленная на сохранение мышечной массы и уменьшение общего процента жира в организме. При продолжительном отсутствии в суточном рационе некоторых привычных и любимых продуктов не наступает насыщение на психологическом уровне: нет удовлетворения от поступающей пищи, организм находится в возбужденном состоянии, характерно контрастное настроение, усиливается желание сорваться со спортивной диеты [3]. В погоне за идеальным весом, любой подобный
срыв как у спортсмена, так и у обычного человека несет за собой последствия, связанные первоначально с нарушением метаболистиче-ских процессов и впоследствии может стать причиной развития дисбаланса между процессами, отвечающими за расщепление (липо-лиз) и возникновение (липогенез) жировых отложений в организме в сторону увеличения последнего. Более того, лишний вес во всех своих проявлениях не является безопасным и может стать предпосылкой развития опасных форм ожирения, авитаминоза, атеросклероза, заболеваний сердечно-сосудистой системы, остеопороза, диабета, а также вызвать нарушения зубной эмали и роста волос [1].
Для решения данной проблемы стало актуальным создание продуктов функциональной направленности, специализированных и лечебно-профилактических продуктов питания, которые по своей природе являются безопасными, сбалансированы по составу и направлены на поддержание и улучшение общего состояния организма. Более того, при систематическом потреблении они не способны вызывать негативную реакцию организма и ухудшение самочувствия в целом.
Исходя из вышеуказанного, появилась необходимость оптимизировать рецептуру излюбленного среди взрослых и детей мороженого, чтобы создать новый обогащенный за-
мороженный десерт на козьем молоке функциональной направленности, отвечающий требованиям рациона питания не только спортсменов и людей, страдающих диабетом, а также людей, которые следят за своей фигурой.
Таким образом, разработка высокобелкового диетического замороженного десерта, обогащенного легкоусвояемым белком без добавления сахара на козьем молоке - актуальное решение для ряда некоторых проблем: удовлетворение потребности съесть «сладкое» без нанесения вреда здоровью и фигуре, а также насыщение организма белком, что весьма ценно для профессиональных спортсменов, так и для любителей.
В настоящем исследовании с целью создания рецептуры замороженного десерта с высоким содержанием белка исследовали сухие белковые компоненты. Анализируя патентно-информационные источники, в качестве источников белка с полноценным аминокислотным составом были выбраны изолят сывороточных белков (ИСБ) и мицеллярный казеин (МК) [5].
Основным жидким компонентом смеси является молоко козье с массовой долей жира (м.д.ж.) не более 5%. Козье молоко, как и молоко коровы, относится к группе казеиносо-держащих, но в отличие от коровьего молока оно практически не содержит альфа-1э-казеин (это вещество которое является основной причиной аллергии на молоко). Казеин, по своей сути, насыщенный аминокислотами белок, который очень медленно усваивается и так же медленно выводится из организма. Именно по этой причине козье молоко рекомендуют употреблять людям страдающим аллергией на молоко коровы. В отличие от молока коровьего, козье молоко имеет лучший состав. В нем значительно больше полезных веществ и минералов, таких как антиокси-данты, фосфор, калий, натрий, кальций, магний, медь, железо и марганец. Витаминов же в молоке козы немного меньше, среди которых встречаются аскорбиновая кислота (витамин С), ретинол (витамин А), тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2) и цианокобаламин (витамин В12).
На первом этапе исследования изучали свойства изолята сывороточных белков Prolacta 95 Lactalis Ingredients (Франция) с содержанием белка 95,0 % и мицеллярного казеина Kappa Optimum 85 Ingredia (Франция) с содержанием белка 85,5%. Достижение высокой массовой доли белка (м.д.б.) в замороженном десерте будет зависеть от процентного содержания данных ингредиентов. Желаемые
пределы по содержанию общего белка в замороженном десерте варьируются от 16 до 26%. Согласно установленным пределам, определение оптимального значения вносимых в смесь сухих белковых компонентов будет зависеть от некоторых факторов: степень растворимости, вязкость смеси, способность к гелеобразова-нию, органолептических показателей.
Для исследования характерных свойств сухих белковых компонентов их восстанавливали, с целью улучшения растворения, в предварительно нагретом до температуры плюс 35 - 400С козьем молоке с м.д.ж. 5 %. Восстановление протекало с соблюдением равных условий и содержании 16% белкового компонента на 100 г полученной смеси.
При проведении вышеуказанного исследования, в первую очередь, было выявлено отличия исследуемых сухих ингредиентов по характеру растворения: изолят сывороточных белков в процессе разведения образовывал клееобразную структуру и прилипал к стенкам химического стакана, что увеличило время и затрудняло перемешивание, однако полное растворение компонента всё же было достигнуто. У мицеллярного казеина при контакте с жидкостью происходило сильное набухание частиц, в результате чего смесь не полностью растворилась и приобрела крупинчатую структуру.
Полученная смесь из молока с ИСБ, жидкая по своей структуре, продемонстрировала низкую гелеобразующую способность, в отличие от смеси с МК, где казеиновая фракция которого обуславливает высокую способность к гелеобразованию. Помимо различий в структуре, ИСБ и МК отличаются цветом и вкусом: первый образец имел бледно-желтый цвет с серым тоном (что непривлекательно по отношению к потребительским свойствам замороженного десерта), вкус ровный с небольшим привкусом, характерным для молочной сыворотки; второй образец имел приятный молочно-белый цвет, более насыщенный, чем у изолята, а также сливочно-молочный вкус с ощутимым на языке песчанистым послевкусием. Исходя из полученных данных было выявлено присутствие как положительных, так и отрицательных характеристик замороженного десерта. Несмотря на то, что сывороточный изолят преобладает в своем аминокислотном составе и общей долей белка, мицеллярный казеин имеет более приятные вкусовые качества и, присутствуя в составе готового замороженного десерта способствует улучшению структурообразующих свойств десерта. Однако применение мицеллярного казеина в ка-
честве основного высокобелкового компонента не позволяет достичь соответствующего уровня белка в смеси замороженного десерта. Поэтому является целесообразной разработка замороженного десерта на молочной основе с добавлением мицеллярного казеина в оптимальном количестве, которое не будет противоречить установленной вязкости смеси десерта.
В дальнейшем производился подбор соотношения МК и ИСБ к смеси замороженного десерта. Произведен сравнительный анализ образцов смеси замороженного десерта при определенной массовой доли белка и процентного соотношения между МК и ИСБ для измерения условной вязкости смесей (времени истечения) при температуре плюс 5оС. Измерения проводили на вискозиметре (тип ВЗ-246) со следующими параметрами: объем резервуара 100 ±1 см3, диаметр рабочего сопла 4 мм, предел допустимой погрешности измерений - не более 3% от усредненного показателя времени истечения.
Ввиду того, что экспериментальные исследования проводили в лабораторных условиях с использованием фризера периодического действия, без принудительной подачи воздуха, смесь замороженного десерта должна соответствовать значениям условной вязкости (в пределах 19 ±1 с), экспериментальные данные составление вариаций между МК и ИСБ в процентном соотношении на 100 г смеси представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Изменение условной вязкости опытных образцов в зависимости от соотношения МК и ИСБ с различными концентрациями в смесях замороженного десерта
В ходе анализа установлены оптимальные значения условной вязкости в образцах с соотношением МК и ИСБ равном: 45/55 и м.д.б. 16%, 40/60 и м.д.б. 18%, 35/65 и м.д.б.
20%, 30/70 и м.д.б. 20%, 25/75 и м.д.б. 22%, 20/80 и м.д.б. 24% и 15/85 и м.д.б. 26% (выделенные ячейки таблицы 1).
В опытных образцах с соответствующими значениями условной вязкости (в пределах 20 ±1 с), проведен сравнительный анализ органо-лептических показателей исследуемых высокобелковых смесей замороженного десерта, представленный в таблице 2.
Оценка органолептических характеристик композиций высокобелковых смесей значительно упростила задачу: наибольшее соответствие заявленным требованиям в сочетании с отличными вкусовыми качествами продемонстрировал образец с соотношением высокобелковых компонентов МК и ИСБ 30/70 соответственно. Обоснование выбора данного образца связано с однородностью его структуры, отсутствием «тусклых» серо-бежевых оттенков, цвет молочный, вкус гармоничный молочный.
Далее в исследованиях проводили подбор вида и дозы подсластителей. За последние несколько лет эритрит и сукралоза приобрели популярность как по отдельности, так и в сочетании друг с другом. Последнее наиболее часто встречается на прилавках магазинов специализированного питания и в крупных сетевых гипермаркетах. Исходя из отсутствия сукралозы в чистом виде (только опт от 25 кг), в исследовании использовали готовую смесь, составленную в соотношении 15: 1 эритрита и сукралозы, соответственно. Для определения дозы внесения подсластителей концентрацию их варьировали от 0,5 до 4,0 % с шагом 0,5. Контролем служил образец замороженного десерта, содержащий 15% сахарозы.
Органолептические показатели определяли профильным методом с использованием анкет, закрытым способом. Сущность профильного метода заключается в том, что одно из органолептических свойств (вкус, запах или консистенция) представляют в виде общности простых составляющих, которые оцениваются дегустаторами по качеству, интенсивности и порядку проявления [10].
При выполнении профильного анализа использовали балловые шкалы для оценки интенсивности отдельных признаков, последовательно определяли проявления ощущения и результаты графически изображали в виде диаграммы (профиля). При определении органолептических показателей согласованность мнений экспертов оценивали по коэффициенту конкордации (W). Если W<0,6, то согласованность мнений экспертов считалось неудовлетворительной и проводился повторный этап опросов.
Соотношение МК и ИСБ в смеси, % Значение условной вязкости в зависимости от соотношения МК и ИСБ и концентрации в смеси, %
16 18 20 22 24 26
10/90 8,9 10,4 11,0 11,8 13,6 14,8
15/85 9,6 11,5 11,9 13,6 15,4 19,1
20/80 10,7 12,3 13,6 15,6 19,0 23,3
25/75 11,9 13,3 15,6 19,2 23,0 29,5
30/70 13,3 14,5 19,0 23,1 29,1 37,4
35/65 15,8 15,9 21,0 26,8 33,9 49,9
40/60 18,2 20,8 23,6 29,9 41,4 65,8
45/55 21,0 23,5 26,1 32,6 53,1 82,3
Таблица 2 - Органолептические показатели опытных образцов
Соотношение МК и ИСБ в смеси, % Вкус Цвет Структура
15/85 м.д.б. 26 ярко выражен привкус молочной сыворотки кремово-желтый с серым оттенком однородная
20/80 м.д.б. 24 характерный вкус молочной сыворотки кремовый с сероватым тоном однородная
25/75 м.д.б. 22 приятный молочный, но появилась «песчанистость» молочный, присутствует легкий серый оттенок однородная с едва ощутимой крупинчатостью
30/70 м.д.б. 20 гармоничный молочный молочный однородная
35/65 м.д.б. 20 выраженный молочный молочно-белый однородная с крупитчатостью
40/60 м.д.б. 18
45/55 м.д.б. 16 приятный молочный, присутствует «песчанистость» белый однородная с заметной крупитчатостью
1,5 2 2,5
|Вкус и Запах Концентрация эритрита и сукралозы, % Рисунок 1 - Влияние концентрации подсластителей на вкус и запах замороженного десерта
Поскольку на цвет и консистенцию замороженного десерта доза внесения подсластителей не влияла, на рисунке 1 представлены данные дегустаторов пятибалльной оценки по вкусу и запаху.
На основании экспериментальных исследований выбрана доза внесения подсластителей эритрита и сукралозы в соотношении 15: 1 в количестве 3,0 %, как видно из данных представленных на рисунке 1 при внесении данной концентрации опытный образец не уступал по сладости контрольного образца.
Далее проводили подбор вида и дозы внесения стабилизатора. С целью получения однородной, гомогенной по своему составу смеси, получения мелких кристаллов льда замороженного десерта были выбраны стабилизаторы Кремодан-344, PGX-1, Денайс 805 R. Стабилизаторы вносили в количестве 0,4% (согласно рекомендации производителя) от массы смеси замороженного десерта, экспериментальные данные представлены в таблице 3.
Как видно из данных таблицы 3 опытные образцы с использованием стабилизаторов
Кремодан-344, PGX-1, Денайс 805 R по органо-лептическим показателям практически не отличались, однако опытный образец замороженного десерта с использованием стабилизатора Кремодан 344 имел более высокую избитость и сопротивляемость таянью, поэтому в дальнейших исследованиях рекомендован стабилизатор Кремодан 344. Показатели качества опытного замороженного десерта на основе козьего молока представлены в таблице 4
Далее проводили исследование по установлению сроков годности замороженного десерта. Замороженный десерт закладывали на хранение при температуре минус 18°С, в течение 8 месяцев, показатели качества исследовали ежемесячно, экспериментальные данные представлены в таблице 5.
Как видно из таблицы 5, на протяжении всего срока хранения в опытных образцах существенных изменений не наблюдалось, однако руководствуясь методикой расчета сроков годности (Гигиеническая оценка сроков годности пищевых продуктов [2]) сроки годности установлены до 6 месяцев.
Таблица 3 - Показатели качества замороженного десерта с разными стабилизаторами
Показатели Вид внесения стабилизатора
Кремодан 344 РОХ-1 Денайс 805 R
Органолептические Вкус сливочный, сладкий, консистенция в меру плотная, однородная без ощутимых кристаллов льда Вкус сливочный, сладкий, консистенция достаточно плотная, однородная без ощутимых кристаллов льда Вкус сливочный, сладкий, консистенция в меру плотная, однородная без ощутимых кристаллов льда
Взбитость, % 36 ± 1 34 ± 1 32 ± 1
Сопротивляемость таянию, мин 43 ± 1 40 ± 1 40 ± 1
Температура на выходе из фризера, °С минус 5 ± 1 минус 5 ± 1 минус 5 ± 1
Таблица 4 - Показатели качества опытного образца
Показатели качества Опытный образец
Органолептические показатели Вкус чистый, сливочный, без посторонних привкусов и запахов, консистенция плотная, однородная без ощутимых кристаллов льда
Кислотность, 0Т не более 26
Сухих веществ, не менее % 28
Взбитость, % 36
Сопротивляемость таянию, мин 43
Температура на выходе из фризера, °С минус 5
Средний диаметр воздушных пузырьков, мкм 63+1
КМАФАнМ, КОЕ/г Не более 105
Количество дрожжей и плесеней, КОЕ/г Не более 102
БГКП,см3 0,01
Таблица 5 - Изменение показателей качества опытного образца в процессе хранения
Показатель Продолжительность хранения, мес
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Вкус и запах Чистый, сливочный, сладкий
Консистенция В меру плотная однородная без ощутимых кристаллов льда
Средний воздушных диаметр пузырьков, 63±1 63±1 63±1 63±1 62±1 62±1 62±1 62±1 62±1
мкм
Средний диаметр до 10
кристаллов лактозы, мкм
КМАФАнМ, КОЕ/г Не более 1* 105
Количество КОЕ/г дрожжей, Не более 102
Количество КОЕ/г плесеней, Не более 102
Масса продукта, см3 в которой не обнаружены БГКП (колиформы) 0,01
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании экспериментальных исследований выявлено соотношением высокобелковых компонентов МК и ИСБ 30/70 соответственно, позволяющее получить замороженный десерт с гармоничным молочным вкусом,
однородной структурой, молочным цветом.
Подобранная композиция эритрита и сукралозы в соотношении 15 : 1, при внесении в смесь замороженного десерта в количестве 3,0 % не уступает сладости контрольного образца, в котором содержание сахарозы 15%.
При внесении в смесь замороженного десерта стабилизатора Кремодан 344 в количестве 0,4% продукт имел сливочный, сладкий вкус, в меру плотную, однородную без ощутимых кристаллов льда консистенцию, взбитость 36%, сопротивляемость таянью 43 мин.
Установленные сроки годности замороженного десерта на козьем молоке до 6 месяцев при температуре минус 18°С, гарантируют его сохранность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арсеньева, Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Том 4. Мороженое // СПб: ГИОРД, 2002. - 184 с.
2. Арсеньева, Т.П., Яковлева Ю.А. Разработка рецептуры мороженого с растительными компонентами // Известия ВУЗов «Пищевая технология». -2012-№1, с.75-78.
3. Взор А.Л., Никитков В.А. и др. Применение стабилизаторов и эмульгаторов в современном производстве мороженого // Пищевая промышленность, 2005. - № 2. -С. 40 - 43.
4. ГОСТ 32901-2014. Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа. -М.: Стандартинформ, 2015, 25 с.
5. Гаппаров М.М., Панченко С.Н., Угренинов В.Г. Натуральные продукты - пища XXI века // Пищевая промышленность. - 1999. - №9. - С.12.
6. Йорг Якоб, Катерина Тиманн. Сенсорика и качество мороженого //Переработка молока. - №9. -2014. - 176 с.
7. ГОСТ 32256-2013. Мороженое шербет и десерты, замороженные с добавлением молока и молочных продуктов. Общие технические условия. -М.: Стандартинформ, 2014, 26 с.
8. Кабков М.В., Полянина А.Ю. Токаев, Р.Ю. Мироедов, Е.А. Некрасов, А.А. Справочник диетолога - М. : МГУПБ, 2010г.- 108 с.
9. Надточий Л.А., Арсеньева Т.П., Абдуллаева М.С., Лепешкин А.И. Реологические свойства высокобелковых смесей для изготовления мороженого // Международный научно-исследовательский журнал - 2016. - № 9-2(51). - С. 70-73.
10. Родина Т.Г. Дегустационный анализ продуктов / Т.Г. Родина, Г.А. Вукс.-М.: Колос, 1994. — 192 с.
Арсеньева Тамара Павловна, д.т.н., профессор факультета пищевой биотехнологии и инженерии Университета ИТМО, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, тел: +7(921)443-30-32; e-mail: tamara-arseneva@mail.ru
Лугова Маргарита Витальевна, аспирант факультета пищевой биотехнологии и инженерии Университета ИТМО, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9; тел: +7(931)2564278, e-mail: lm154@mail.ru
Яковченко Наталья Владимировна, ассистент факультета пищевой биотехнологии и инженерии Университета ИТМО, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9; тел: +7(911)8232509, e-mail: frack@mail.ru
