CC BY
65
УДК 663.86.054.1
DOI 10.24412/2311-6)447-2021-2-43-50
Разработка технологии функционального напитка на основе овсяной муки
Development of technology for a functional drink
based on oatmeal
Студент A.A. Лизогубова (ORCID 0000-0003-0602-8330), профессор A.A. Чурмасова (ORCID 0000-0002-1285-1799), ст. преподаватель И.А. Фоменко (ORCiD 0000-0003-2478-1705),
(Московский государственный университет пищевых производств} кафедра биотехнологии и технологии продуктов биоорганического синтеза, тел. +7 (499) 750-01-11, доб. 7041 E-mail: alica.Iiitogubovai»Hmail.com
науч. сотрудник В.В. Фоменко (ORCID 0000-0001-8677-0927) (ОАО «Биохиммаш»)
Student A.A. Lizogubova (ORCID 0000-0003-0602-8330), Professor L.A. Churmasova (ORCID 0000-0002-1285-1799), Senior lecturer LA. Fomenko (ORCID 0000-0003-2478-1705),
(Moscow State University of Food Production) chair of «Biotechnology and Technology of Bioor-ganic Synthesis Products», тел. +7 (499) 750-01-11, доб. 7041 E-mail: aiica.lizogubоvaifJ gm a i I. соm
Researcher V.V. Fomenko (ORCID 0000-0001-8677-0927) (JSC «Biokhimmash»)
Реферат. В настоящее время существует необходимость расширения ассортимента продуктов на основе растительных компонентов. Ограничение употребления молочной продукции связано с ростом вегетарианства и увеличением числа людей с непереносимостью лактозы. Кисломолочные продукты относятся к наиболее востребованным продуктам массового спроса. Продукты на основе зерновых, ферментированные пробпотическпми микроорганизмами, более полезны, поскольку обеспечивают лучшую усвояемость. Использование растительного сырья и молочнокислых бактерий придаёт продукту функциональные свойства, присущие каждому из входящих в состав компонентов. Проведено научное исследование в области разработки технологии производства функционального напитка на основе овсяной муки. Представлена технологическая схема приготовления функционального напитка на основе овсяной муки, описан технологический процесс производства функционального напитка на растительном субстрате, состоящем из овсяной муки.
Sum maty. Currently, there is a need to expand the range of products based on plant components. Restrictions on the con sumption of dairy7 products were associated with an increase in vegetarianism and an increase in the number of patients with lactose intolerance. Fermented milk products belong to the most popular products of mass demand. Grain-based products fermented with probiotic microorganisms are more beneficial because they provide better digestibility. The use of plant raw materials and lactic acid bacteria gives the product the functional properties inherent in each of the components included in the composition. A scientific study was conducted in the field of developing a technology to produce a functional drink based on oatmeal. The technological scheme of preparation of a functional drink based on oat flour is presented, the technological process of production of a functional drink on a vegetable substrate consisting of oat flour is described.
Ключевые слова: функциональный напиток, закваска, овсяная мука, органолептические показатели. рецептура приготовления.
Keywords: functional drink, sourdough, oatmeal, organoleptic characteristics, preparation recipe.
О A.A. Лизогубова, Л.А. Чурмасова, И.А. Фоменко, В.В. Фоменко, 2021
Особенности питания для здоровья, качества и продолжительности жизни, процесса старения имеют огромное значение. По данным Всемирной организации здравоохранения, из заболеваний, в возникновении которых пищевые факторы играют главную роль, 61 % составляют сердегшо-сосудистые заболевания, 32 %-опухоли, 5 % - сахарный диабет II типа (инсулиннезависимый) [1]. Одним из возможный решений по оптимизации питания для улучшения качества жизни и профилактики заболеваний может быть включение в ежедневный рацион функциональных и специальных продуктов питания. Функциональные продукты содержат питательные вещества, которые могут снизить уровень холестерина, уровень сахара, повысить содержание клетчатки, укрепить иммунную систему и помочь пищеварению [2]. Вследствие этого представляется актуальным развитие рынка продуктов функциональной! питания. Потребительский спрос п общественный интерес также играют большую роль в актуальности развития рынка функциональных продуктов. В последние годы потребители всс больше осознают роль сбалансированного питания в поддержании хорошего физического состояния. Ожидается, что мировой рынок функциональных продуктов питания превысит 250 млрд, долл. к 2025 г, [3],
Кисломолочные продукты относятся к наиболее востребованным продуктам массового спроса. Усвояемость кисломолочных продуктов в человеческом организме выше, чем молока |4]. Ограничение в употреблении молочной продукции связано с ростом вегетарианства и увеличением числа людей с непереносимостью лактозы или в результате соблюдения диеты с ограниченным содержанием холестерина. До 70 % населения мира страдают лактазиой недостаточностью, причиной которой могут служить как наследственные факторы, территориальное расположение, так и питание. К примеру, в Европе распространенность непереносимости лактозы составляет около 5 %, среди населения Великобритании и до 17 % - в Финляндии и на севере Франции [5], достигает 80 % в странах Юго - Восточной Азии, среди жителей Южной Америки, Африки [6]. А вот Австралия и Новая Зеландия, наоборот, имеют минимальный процент распространенности непереносимости лактозы (6-9 ^ [7}. Среди различных налитков, доступных на рынке, пробнотнчеекпе молочные и немолочные продукты привлекли большое внимание из-за их доступной стоимости и положительного влияния па здоровье. Ферментированное молоко и йогурт в настоящее время стоят 46 млрд. евро, причем 77 % рынка приходится на Европу, Северную Америку и Азию. Потребление молочных напитков имеет некоторые ограничения, связанные, например, с непереносимостью лактозы и аллергией на молочные белки, что приводит потребителей к использованию немолочных напитков, таких, как фруктовые, зерновые и овощные соки, для добавления пробиотиков в рацион [2].
Оптимальным видом пищевого продукта является напиток, который может оказывать положительный эффект на организм за счет своего сбалансированного состава. Растительная основа для безалкогольных напитков - источник биологически активных веществ (БАВ), она формирует функциональный характер продукта и определяет его органолептические свойства, которые должны составлять гармонично сочетающиеся оригинальные вкус и аромат [8]. Особая ценность овса состоит в том, что его аминокислотный состав близок к мышечному белку. Большое количество природных антиоксидантов, повышающих устойчивость организма к различным инфекциям и воздействиям окружающей среды, содержится в овсяной муке. Безалкогольные напитки, существующие на рынке и предлагаемые потребителю, обычно содержат много сахара. И именно это ограничивает их применение для определенных категорий населения, страдающих сахарным диабетом, ожирением, различными сердечио-сосудистыми и другими заболеваниями. В то время как сладковатый вкус продукта на основе овсяной муки обусловлен особенностями технологии, важным этапом которой является процесс ферментации.
Продукты на основе зерновых, ферментированные пробиотическнми микроорганизмами, более полезны, поскольку обеспечивают лучшую усвояемость. Это объясняется тем, что уровень неусваиваемых углеводов (полисахаридов и олигосахари-дов) снижается, а уровень высвобождающихся минералов и образование витаминов группы В увеличивается. Пробиотики представляют собой живые микроорганизмы и вещества микробного и иного происхождения, при естественном способе введения оказывающие позитивное влияние на функционирование микрофлоры организма человека и способствующие большей устойчивости организма при влиянии на него различных внешних факторов [9].
Использование растительного сырья и молочнокислых бактерий придаёт продукту функциональные свойства, присущие каждому из входящих в состав компонентов [10]. Ферментированные продукты преобладают сегодня и имеют большие перспективы в будущем благодаря их потребительскому восприятию и полезным свойствам.
Цель исследования разработать технологию безалкогольного функционального напитка, обогащенного молочнокислыми микроорганизмами на основе растительного сырья.
Объектами исследований стали комплекс сухих микроорганизмов нробиотиков «ЭВиталия», содержащий в себе лиофильно высушенные пггаммы Lactococcus lactis, Streptococcus therrnophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Propioni-bacterium freudenreichii ssp. shermanii; и растительный субстрат: мука овсяная «Гарнец», соответствующая требованиям ГОСТ 31645-2012; Nemoloko классическое экстралайт 0,5 % ТУ 10.86.10-025-48066304-2017; Nemoloko овсяное классическое лайт 1,5 %ТУ 10.86.10-025-48066304-2017; Nemoloko овсяное классическое 3,2 % ТУ 10.86.10-025-48066304-2017.
Для определения оптимальной концентрации растительного сырья в трех колбах были приготовлены суспензии с концентрацией овсяной муки 1 %, 3 % и 5 % в 200 см3 водопроводной воды. Приготовленные суспензии были подвергнуты стерилизации в автоклаве при 121 °С в течение 30 мин. и разлиты в 21 стерильную пробирку (по 7 пробирок на каждую концентрацию растительного сырья) в объеме 10 см3. В заготовленные пробирки с растительным субстратом различной концентрации овсяной муки внесен посевной материал с соблюдением правил асептики (ферментированный продукт с содержанием КОЕ\г 5,02* 103) в концентрации 0,5 %; 1 %; 1,5 % (по б пробирок для каждой концентрации посевного материала}; 2 % (в 3 пробирки). Посевной материал был приготовлен внесением 1 г ферментированного продукта, представляющего собой молоко с внесенной закваской, в 100 см3 водопроводной воды. Таким образом, получалось по 2 пробирки с каждым сочетанием количества посевного материала и растительного субстрата на основе овсяной муки. Далее пробирки были помещены в термостат при 37 °С на 1 сут., после чего они были перенесены в холодильник для дальнейшего использования.
Для сравнения и определения оптимальной растительной основы был использован продукт «Nemoloko» разной жирности. Продукт «Nemoloko» 0,5%; 1,5 % 3,2 % жирности был разлит по 6 стерильным пробиркам (по 2 пробирки для каждого образца) в объеме 10 см3. В заготовленные пробирки с растительным субстратом различных образцов на основе продукта «Nemoloko» разной жирности был добавлен посевной материал (ферментированный продукт с содержанием КОЕ/г 7,2*108) в концентрации 1,5 % с соблюдением правил асептики. Таким образом, получалось по 2 пробирки с каждым сочетанием количества посевного материала и растительного субстрата иа основе продукта «Nemoloko». Далее пробирки были помещены в термостат при 37 °С на 1 сут., после чего они были перенесены в холодильник для дальнейшего хранения.
Для оценки органолептической ценности использовали условный органолепти-ческий профиль. Он основан на статистической обработке данных от нескольких экспертов, использовавших единый перечень характеристик. Эксперты оценивали каждый образец по заранее выбранным характеристикам и шкалам. Для лучшего описания потребительских характеристик продукта были выбраны 9 параметров, включая внешний вид, запах и вкус. Оценка показателей изменяется по шкале от О (слабо выражено) до 10 (сильно выражено). В экспертную группу входило 10 человек. Методика приготовления растительного субстрата и проведение посева осуществлялись аналогично описанным выше.
Из данных представленных в табл. 1, видно, что наилучшим способом проявила себя концентрация посевного материала равная 1,5 %. Л лучший результат дало сочетание 1,5 % посевного материала в 5 % овсяной мукп. (Но стоит отметить, что в суспензии из 1 % овсяной муки КОЕ\г возрастало к 3-му дню в отличие от других образцов.)
Таблица 1
Изменение содержания КОЕ в суспензии с различной концентрацией растительного
сырья и посевного материала
Дней с посева Начальная концентрация в посевном материале 1 % овсяной муки 3 % овсяной муки 5 % овсяной муки
Изменение содержания КОЕ\г в суспензии для 0,5 % посевного материала.
День посева 5,02-10« КОЕ\г - - -
День 1 - 1,73*10« КОЕ\г 3,47*10» КОЕ\г 4,17*10» КОЕ\г
День 3 - 2,14-10» КОЕ\г 0,76-10» КОЕ\г 3,72-10» КОЕ\г
Изменение содержания КОЕ\г в суспензии для 1 % посевного материала
День посева 5,02*108 КОЕ\г - - -
День 1 - 1,42*10« КОЕ\г 2,52*10« КОЕ\г 4,39-10» КОЕ\г
День 3 - 1,98*10» КОЕ\г 0,68-10» КОЕ\г 2,90*10« КОЕ\г
Изменение содержания КОЕ\г в суспензии для 1,5 % посевного материала
День посева 5,02*10« КОЕ\г - - _
День 1 - 2,97-108 КОЕ\г 3,91-10» КОЕ\г 4,52*10« КОЕ\г
День 3 - 2,08* 10й КОЕ\г 1,20*10» КОЕ\г 3,10*10« КОЕ\г
Изменение содержания КОЕ\г в суспензии для 2 % посевного материала
День посева 5,02*10« КОЕ\г - - -
День 3 - 2,26*10» КОЕ\г 0,80-10» КО ГС \ г 3,16*10» КОЕ\г
Из данных табл. 2 видно, что из образцов на основе продукта «Мето1око» наилучшим образом проявил себя образец продукта «№то1око» 0,5 % жирности, количество колониеобразующнх единиц на 1-е сут. роста составило 10,2*108 КОЕ\г, к 6-м сут. составило 8,78-103 КОЕ\г. Это является лучшим показателем в эксперименте.
Таблица 2
Изменение содержания КОЕ\г на продукте «Мето1око» различной жирности
Дней с посева Начальная концентрация в посевном материале 0,5 % жирности 1,5 % жирности 3,2 % жирности
День посева 7,2-10» КОЕ\г - - -
День 1 - 10,2*10» КОЕ\г 9,3-10я КОЁ\г 7,02*10» КОЕ\г
День 6 - 8,78-10н КОЕ\г 7,86* 10к КОЕ\г 5,7*10" КОЕ\г
Симпатия или антипатия к продукту складывается из восприятия вкуса, запаха и оценки внешнего вида. Сенсорная оценка - шшболее распространенный способ, помогающий выявить ключевые показатели. Органолеитическая оценка не требует специальных приборов и реактивов и отличается быстротой анализа. В производстве функциональных продуктов из зерна возможно добиться успеха, если будут соблюдаться не только требования к пробиотическим штаммам, но и органолепти-ческие свойства, связанные с физико-химическими характеристиками, Оценка сенсорных показателей считается неотъемлемой процедурой для определения свойств подходящет продукта. Данные органолеитических показателей продуктов, приготовленных на различных растительных субстратах, представлены в табл. 3, а сенсорный профиль отображен на рис. 1.
Таблица 3
Органолептический анализ функционального напитка, ферментированного дактобактериями
Параметр Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Образец 5 Образец 6
Внешний вид 6,4 4,9 6,6 5,0 6,0 5,4
Запах 5,7 6,1 6,6 3,2 5,7 4,2
Сладость 4,9 0,9 6,5 0,9 4,8 0,9
Горечь 0,6 0,7 0,7 1,1 и 1,2
Кислинка 3,5 4,5 4,1 1,8 2,3 1,3
Однородность массы 10 7,0 9,9 4,4 9,5 2,4
Консистенция 0,4 5,3 0,9 6,6 1,6 8,9
Полнота вкуса 5,4 4,5 5,0 2,4 4,6 2,6
Остаточное после вкусие 5,0 2,4 3,0 1,3 3,4 1,8
Оценка производится по 10-бальной шкале:
Непю1око 0,5 %- образец 1,
Мука овсяная 7 %- образец 2,
№ню1око 1,5 %- образец 3,
Мука овсяная 5 % - образец 4,
№то1око 3,2 % - образец 5,
Мука овсяная 9 % - образец 6.
На основании полученных данных можно сказать, что образцы имеют различные органолептические характеристики, которые могут удовлетворить вкусы разных потребителей.
-Образец! ■ Образец? »- Образец3 " Образец4 ♦ ■ Образец5 —♦—Образец6
Остаточное послевкусие
Внешний вид 10 9 8 7
Запах
Полнота вкуса
Сладость
Консистенция
Горечь
Кислинка
Рис. 1. Сенсорный профиль функциональных пробнотических зерновых напитков
В продуктах, на которых проводился органолептическнй анализ, было измерено содержание КОЕ\г в различном посевном материале (табл. 4).
Таблица 4
Содержание КОЕ\г в различном посевном материале
Дней с посева Начальная концентрация в посевном материале Nemoloko 0,5 % 5% овсяной муки Nemoloko 1,5 % 7 % овсяной муки Nemoloko 3,2 % 9 % овсяной муки
День посева 5,36-10" КОЕ \ г - - - - - -
День 1 - 6,70*108 КОЕ\г 2,66*10« КОЕ\г 5,40*10» КОЕ\г 4,26* 10й КОЕ\г 4,60*108 КОЕ\г 3,10*10« КОЕ \ г
Самые высокие показатели количества КОЕ\г наблюдались на продукте «Ne molo ко» 0,5 % жирности и на суспензии 7 % овсяной муки. Видна разница между источниками растительного субстрата. На продукте «Nemoloko» лактобактерии растут лучше, чем просто на суспензии овсяной муки, возможно, это связано с более мелким помолом, и это позволяет легче усваивать питательные вещества в приготовленном субстрате. Однако использование овсяной муки более выгодно с экономической точки зрения (рис. 2).
Рис. 2. Технологическая схема приготовления функционального напитка
на основе овсяной муки
Ос новными этапами изготовления напитка стали: приготовление растительного субстрата и посевного материала, проведение посева и ферментации продукта.
В результате эксперимента был проведен подбор растительного субстрата и оптимальной концентрации посевного материала. Рациональная продолжительность культивирования для образцов на растительном субстрате составила в среднем 1 сут. Из растительных субстратов лучший результат по количеству КОЕ\г показал образец с сочетанием 1,5 % посевного материала на продукте «Ыето1око» 0,5 % жирности без автоклавирования. Его показатель составил 10,2* 108 КОЕ\г. По анализу органолептики опрашиваемые респонденты отметили образец на продукте «Иешокзко» 1,5 % жирности как наилучший, из суспензий на основе овсяной муки лучший результат показал образец с 7 % овсяной муки. Наиболее перспективным сочетанием посевного материала и растительного субстрата с точки зрения показателей количества КОЕ\г? органолептических показателей и экономической выгоды является рецептура, состоящая из 7 % суспензии овсяной муки, ферментированной 1,5 % посевного материала в течение 24 ч при температуре 37 °С. Показатель КОЕ\г этого образца составил 4,26*108 КОРД г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Познякове кий В.М., Покровский В.И., Романенкр ГЛ., Княжев В.А., Герасименко Н.Ф., Онищенко Г.Г., Тутельян В.А. / Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2002. - 344 с.
2. Nazhand, A.; Souto, Е.В.; Lucarini, М.; Souto, S.B.; Durazzo, A.; Santini, А. Ready to Use Therapeutical Beverages: Focus on Functional Beverages Containing Pro-biotics, Prebiotics and Synbiotics. Beverages 2020, 6, 26. https://doi.org/10.3390/ beverages6020026
3. Л. Маслова, В. Иунихина, Л. Сорокин Новый способ производства напитка на зерновой основе для детского питания// Хлебопродукты. - 2010. - № 2. - С. 4041.
4. Канарейкипа С.Г. Создание молочно-растительного йогурта / / Российский электронный научный журнал. 2013. № 6. С. 169-178.
5. Lomer МС, Parkes GC, Sanderson JD. Review article: lactose intolerance in clinical practice--myths and realities. Aliment Pharmacol Ther. 2008 Jan 15;27(2}:93-103. doi: 10.1111/j.1365-2036.2007.03557.x. Epub 2007 Oct 23. PMID: 17956597.
6. Бабаян M. Л. Лактазная недостаточность: современные методы диагностики и лечения //Медицинский совет. - 2013. - No. 1.
7. Tomar BS. Lactose intolerance and other disaccharidasc deficiency. Indian J Pe-diatr. 2014 Sep;81(9):876-80. doi: 10.1007/sl2098-014-1346-2. Epub 2014 Mar 6. PMID: 24596060.
8. Requena, Т., Pelaez, C. Actividadantimicrobiana de bacteria slacticas. Produccion de bacteriocinas, Rev. Esp. Cienc. Tecnol. Aliment. 35(1995) 19-44.
9. World Health Organ.2003.Joint WIIO/FAO Expert Consultation on Diet, Nutrition and the Prevention of Chronic Disease. Geneva: WHO Technical Report Series, No. 916 (TRS 916) .
10. Wildman, R.E.C., & Bruno, R.S. (Eds.). (2019). Handbook of Nutraceuticals and Functional Foods (3rd ed.). CRC Press, https://doi.org/10.1201 /9780429195594
REFERENCES
1. Poznyakovskiy V.M., Pokrovskiy V.I., Romanenko G.A., Knyazhev V.A., Gerasi-menko N.F., Onishchenko G.G., Tutel'yan V.A. Politika zdorovogo pitaniya. Federal'nyy i regional'my urovni - Novosibirsk: Sibirskoe universitetskoe izdatel'stvo, 2002. - 344 s.
2. Nazhand, A.; Souto, E.B.; Lucarini, M.; Souto, S.B.; Durazzo, A.; Santini, Л. Ready to Use Therapeutical Beverages: Focus on Functional Beverages Containing Pro-biotics, Prebiotics and Synbiotics. Beverages 2020, 6, 26. https://doi.org/10.3390/ beverages6020026
3. Maslova, V. Iunikhina, A. Sorokin Novyy sposob proizvodstva napitka na zerno-voy osnove diva detskogo pitaniya// Khleboprodukty. - 2010. - № 2. - S. 40-41.
4. Kanareykina S.G. Sozdanie molochno-rastitel'nogo yogurta / / Rossiyskiy el-ektronnyy nauchnyy zhurnal. 2013. № 6. S. 169-178.
5. Lomer MC, Parkes GC, Sanderson JD. Review article: lactose intolerance in clinical practice--myths and realities. Aliment Pharmacol Ther. 2008 Jan 15;27(2}:93-103. doi: 10.1111/j. 1365-2036.2007.03557.x. Epub 2007 Oct 23. PMID: 17956597.
6. Babayan M. L. Laktaznaya nedostatochnost': sovremenne metody diagnostiki i lecheniya //Meditsinskiy sovet. - 2013. - №. 1.
7. Tomar BS. Lactose intolerance and other disaccharidasc deficiency. Indian J Pe-diatr. 2014 Sep;81(9}:876-80. doi: 10.1007/sl2098-014-1346-2. Epub" 2014 Mar 6. PMID: 24596060.
8. Requena, Т., Pelaez, C. Actividadantimicrobiana de bacteriaslacticas. Production de bacteriocinas, Rev. Esp. Cienc. Tecnol. Aliment. 35(1995) 19-44.
9. World Health Organ.2003.Joint WHO/FAO Expert Consultation on Diet, Nutrition and the Prevention of Chronic Disease. Geneva: WHO Technical Report Series, No. 916 (TRS 916) .
10. Wildman, R.E.C., & Bruno, R.S. (Eds.). (2019). Handbook of Nutraceuticals and Functional Foods (3rd ed.). CRC Press, https://doi.org/10.1201/9780429195594
50
