CC BY
21Научная статья
05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические науки) УДК 641.1/.3
doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.014 EDN: TRVDBG
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ С ИЗГОТОВЛЕНИЕМ КОНДИТЕРСКОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОДУКТА НА ЕЕ ОСНОВЕ
Трофимова Анастасия Алексеевна 1, Попов Владимир Григорьевич 2,
Неверов Владислав Юрьевич 3
1 2, 3 Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия
1 anastasia-9726@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-0037-2739
2 popovvg@tyuiu.ru, https://orcid.org/0000-0002-5902-1768
3 neverovvj@tyuiu.ru, https://orcid.org/0000-0002-7094-1469
Аннотация. В настоящее время разработка продуктов функционального назначения приобретает приоритетное направление для исследований пищевых продуктов и систем. Это связано, в первую очередь с необходимостью поддержания здоровья человека на высоком уровне. Кондитерские изделия являются высококалорийным продуктом с относительно бедным нутриентным составом, тем не менее, уровень потребления изделий данной группы товаров всегда был высоким. В связи с этим, актуальным направлением представляется обогащение кондитерских изделий добавками функционального назначения. В настоящей статье представлены результаты моделирования рецептуры комплексной пищевой добавки (КПД) на основе меда цветочного, содержащей так же прополис, плоды калины, плоды черной смородины, листья зверобоя и листья элеутерококка. Разработана технологическая схема изготовления комплексного пищевого продукта, изготовлен кондитерский продукт с использованием комплексной пищевой добавки (КПД). Для изготовленного функционального продукта определялись органолептические, физико-химические показатели, показатели безопасности и химический состав, а также проведены медико-биологические исследования на крысах, подтверждающие иммуномодулирующий эффект от употребления изготовленного функционального продукта.
Ключевые слова: комплексная пищевая добавка, функциональный пищевой продукт, мед цветочный, прополис, плоды калины, плоды черной смородины, листья зверобоя, листья элеутерококка, моделирование рецептуры, технологическая схема.
Благодарности: автор выражает признательность коллегам за помощь, благодарность за финансовую поддержку исследования.
Для цитирования: Трофимова А. А., Попов В. Г., Неверов В. Ю. Разработка технологии изготовления комплексной пищевой добавки с изготовлением кондитерского функционального продукта на ее основе // Ползуновский вестник. 2022. № 3 . С. 101 - 107. doi: 10.25712ZASTU.2072-8921.2022.03.014, ЕРЫ: https://elibrary.ru/trvdbg.
© Трофимова А. А., Попов В. Г., Неверов В. Ю., 2022 POLZUNOVSKIY VESTNIK № 3 2022
Original article
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR THE PRODUCTION OF A COMPLEX FOOD ADDITIVE WITH THE PRODUCTION OF A FUNCTIONAL CONFECTIONERY PRODUCT BASED ON IT
Anastasia A. Trofimova 1, Vladimir G. Popov 2, Vladislav Y. Neverov 3
1 2, industrial University of Tyumen, Russia
1 аnastasia-9726@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-0037-2739
2 рopovvg@tyuiu.ru, https://orcid.org/0000-0002-5902-1768
3 neverovvj@tyuiu.ru, https://orcid.org/0000-0002-7094-1469
Abstract. At present, the development of functional products is becoming a priority direction for the research of food products and systems. This is primarily due to the need to maintain human health at a high level. Confectionery is a high-calorie product with a relatively poor nutrient content, however, the level of consumption of products of this group of goods has always been high. In this regard, the enrichment of confectionery products with functional additives seems to be an urgent direction. This article presents the results of modeling the formulation of a complex food additive (KPD) based on flower honey, which also contains propolis, viburnum fruits, black currant fruits, St. John's wort leaves and eleutherococcus leaves. A technological scheme for the production of a complex food product has been developed, a confectionery product has been manufactured using a complex food additive (efficiency). For the manufactured functional product, organoleptic, physico-chemical indicators, safety indicators and chemical composition were determined, as well as biomedical studies on rats were conducted, confirming the immunomodulatory effect of the use of the manufactured functional product.
Keywords: complex food additive, functional food product, flower honey, propolis, viburnum fruits, black currant fruits, St. John's wort leaves, eleutherococcus leaves, formulation modeling, technological scheme.
Acknowledgements: the author expresses gratitude to his / her colleagues for their help, thanks for the financial support of the research.
For citation: A. A. Trofimova, V. G. Popov & V. Y. Neverov. (2022). Development of technology for the production of a complex food additive with the production of a functional confectionery product based on it. Polzunovskiy vestnik, (3), 101-107. (In Russ.). doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.014.
ВВЕДЕНИЕ
Современные общемировые тенденции в области технологии продуктов питания направлены на реализацию государственной политики и касаются поддержания здорового образа жизни и обеспечения населения качественными и безопасными продуктами, которые сегодня все чаще содержат в своем составе компоненты функциональной направленности. К таким требованиям в настоящее время относится не только повышенная пищевая, но и биологическая ценность, которая характеризует продукт с точки зрения полноценности его состава по содержанию витаминов, минеральных веществ, волокон и других нутриентов.
Пищевые продукты, обогащенные компонентами с высокой биологической ценностью, в современной науке называют функциональными. Перспективным направлением является изготовление продуктов питания
функциональной направленности на основе кондитерских изделий, так как данная группа товаров является высококалорийной и считается крайне несбалансированной по микронутри-ентному составу. Учитывая, что кондитерские изделия пользуются стабильно высоким спросом у взрослых и детей, то можно считать, их роль в питании стабильно высокой.
Поэтому целью данной работы являлась разработка функциональных кондитерских изделий, обогащенных комплексной пищевой добавкой на основе меда и продуктов пчеловодства.
ОБЪЕКТЫ ИСЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследования были: мёд цветочный, прополис, плоды черной смородины, плоды калины, листья зверобоя и элеутерококка, комплексная пищевая добавка (КПД), полученная на их основе, а также функ-
циональный пищевой продукт - зефир, обогащенный комплексной пищевой добавкой.
МЕТОДЫ
Функциональный пищевой продукт исследовали на соответствие по ГОСТ 64412014. Изделия кондитерские пастильные. Общие технические условия. По ГОСТ 5897 проводили определение органолептических показателей, по ГОСТ 5900 - массовой доли влаги, по ГОСТ 5901 - массовой доли золы, по ГОСТ 26811 - определение массовой доли общей сернистой кислоты, по ГОСТ 5902-определение плотности. Определение микробиологической безопасности и содержание токсичных элементов устанавливали по стандартным методикам. Определение массовой доли сахара по ГОСТ 5903-89. Определение жира расчетным методом. Определение энергетической ценности согласно ТР ТС 022/2011 «Продукция в части её маркировки».
Определение содержания аскорбиновой кислоты в сырье и готовых кондитерских изделиях определяли методом обратного амперо-метрического титрования по ГОСТ 7047-55.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ
ного сырья для составления смеси КПД. Внесение в рецептуру КПД цветочного меда обосновывается содержанием в нем дубильных веществ, эфирных масел, флавоноидов и др. Плоды черной смородины вносились в рецептуру проектируемой добавки с целью обогащения ее каротинами, пектинами, анто-цианами. Плоды калины, отличающиеся высоким содержанием дубильных веществ, содержат в своем составе высшие жирные кислоты: миристиновую, пальмитиновую, стеариновую, олеиновую и другие. Листья зверобоя содержат алкалоиды, а листья элеутерококка пектиновые вещества, стери-ны, гликозиды, жирные масла и другие ценные вещества.
На следующем этапе исследований осуществлялась разработка рецептуры КПД методом математического моделирования с помощью критерия Пирсона. Для выбора оптимального соотношения компонентов, входящих в состав проектируемой пищевой добавки, было разработано 5 рецептур с варьированием количеств того или иного компонента. Коэффициенты, отражающие расчетное содержание витаминов и минеральных веществ для разработанных рецептур представлены в таблице 1.
На первом этапе экспериментальных исследований осуществлялся выбор раститель-
Таблица 1 - Коэффициенты, отражающие расчетное содержание витаминов и минеральных веществ, для разработанных рецептур
Table 1 - Coefficients reflecting the estimated content of vitamins and minerals for the developed recipes
Рецептура Содержание витаминов Содержание минеральных веществ
А С ;-каротин Fe Se Zn Mg
1 1.0316 16,776 0,065 0,9446 0,05 0,4545 7,238
2 1,2228 19,451 0,078 1,0928 0,06 0,4545 7,898
3 1,5722 23,816 0,092 1,2377 0,07 0,3073 8,322
4 0,99 16,462 0,041 0,9015 0,03 0,275 5,79
5 1,181 18,881 0,054 1,0708 0,04 0,3859 6,637
Относительная величина содержания витаминов и минералов определялась отношением количественной характеристики этих компонентов проектируемой рецептуры (одной из пяти) к эталонному содержанию. Как показали результаты математического моделирования, наибольшее количество витами-
Таблица 2 - Оценка органолептических показателей проектируемых рецептур комплексной пищевой добавки
Table 2 - Evaluation of organoleptic indicators of the designed formulations of a complex food additive
нов и минеральных веществ, которое может содержать КПД, определено в рецептуре 3.
Также разработанные рецептуры были подвергнуты органолептической оценке. Результаты органолептической оценки указанных рецептур приведены в таблице 2
Рецептура Показатели
Вкус Цвет Запах Консистенция Сумма Среднее значение
1 5,0 4,4 4,6 5,0 19 4,75
2 4,8 4,6 4,7 5,0 19,1 4,775
3 5,0 5,0 4,8 5,0 19,8 4,95
4 5,0 4,8 4,7 5,0 19,5 4,875
5 5,0 4,7 4,6 5,0 19,3 4,825
Из данных таблицы 2 видно, что по ор-ганолептическим показателям наиболее приемлемой является также рецептура 3. Таким образом рецептура 3 была использована для изготовления порошкообразного кон-
центрата комплексной пищевой добавки и приведена в таблице 3. На рисунке 1 изображена технологическая схема изготовления порошкообразного концентрата комплексной пищевой добавки.
Таблица 3 - Рецептура комплексной пищевой добавки Table 3 - Formulation of a complex food additive
Компонент Содержание компонента, г Содержание, мг
А С Е > каротин Fe Se Zn Mg
Мед цветочный 3 0,012 0,015 0,003 0 0,102 0 0,207 0,9
Прополис 3 0,0072 0,0009 0,0051 0 0,0147 0 0,0261 0,54
Плоды черной смородины 8 1,36 16 0,0056 0,008 1,04 0 0,0104 2,48
Плоды калины 7 0,175 6,3 0,14 0,084 0,021 0,007 0,035 3,99
Листья зверобоя 2 0,006 0,46 0,08 0 0,018 0 0,018 0,32
Листья элеутерокок ка 2 0,012 1,04 0,1442 0 0,042 0 0,0108 0,092
Итого 25 1,5722 23,815 0,3779 0,092 1,24 0,007 0,3073 8,32
Рисунок 1 - Технологическая схема изготовления комплексной пищевой добавки Figure 1 - Technological scheme for the manufacture of a complex food additive
ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 3 2022
В дальнейшем осуществлялось изготовления кондитерского пастильного изделия -зефира с добавлением изготовленной комплексной пищевой добавки.
КПД вносилась на стадии замачивания сухого яичного белка при приготовлении сбивной массы зефира. Приготовленную сбивную массу использовали в дальнейшем технологическом процессе.
Зефир, приготовленный с внесением КПД, был назван «Сладкий иммунитет» и подвержен исследованию органолептических характеристик.
На рисунке 2 приведена профилограмма органолептической оценки изготовленного продукта.
Из данных таблицы 4 видно, что внесение комплексной пищевой добавки не влияет на физико-химические показатели готового продукта, и позволяет выпускать этот продукт по тому же стандарту.
Из данных рисунка видно, что кондитерское изделие зефир «Сладкий иммунитет» обладает высокими балльными оценками по всем органолептическим показателям (все они выше 4 баллов).
Зефир, изготовленный с использованием КПД «Сладкий иммунитет» содержал в своем составе (%): белка - 16,6, углеводов -36,19, жира - 0,92. Энергетическая ценность кондитерского изделия составляла 199 ккал/100 г продукта.
Физико-химические показатели зефира, изготовленного с использованием КПД «Сладкий иммунитет» приведены в таблице4.
Для установления показателей безопасности необходимо установить микробиологические показатели и содержание токсичных элементов. Данные исследования показали, что показатели безопасности разработанного
Форма
4.67
4.92 5
4.72
Упругость
Рисунок 2 - Профилограмма органолептической оценки зефира «Сладкий иммунитет» Figure 2 - Profilogram of the organoleptic evaluation of marshmallow "Sweet Immunity"
Таблица 4 - Физико-химические показатели зефира «Сладкий иммунитет» Table 4 - Physical and chemical parameters of marshmallow "Sweet Immunity"
Показатель Содержание, %
Массовая доля влаги 25
Массовая доля фруктового сырья 11
Плотность, г/см3 0,6
Массовая доля общей сернистой кислоты 0,007
Массовая доля бензойной кислоты 0,05
Массовая доля золы, нерастворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10 % 0,045
продукта не превышают регламентированных техническим регламентом допустимых значений (ТР ТС 021/2011).
Для установления функциональных свойств продукта было определено содержание аскорбиновой кислоты (витамина С), которое было на уровне 16 мг на 1 грамм исследуемого продукта, что подтверждает высокое его содержание в анализируемом продукте.
В процессе работы были проведены медико-биологические исследования функцио-
нальных свойств спроектированного продукта. Суть исследований заключалась в проведении опытных работ на крысах. Зверей делили на две группы, одну из них кормили 20 г функционального продукта на протяжении 30 дней. Вторая группа была контрольной.
В таблице 5 приведены результаты анализа крови крыс, входящих в опытную и контрольную группы.
Таблица 5 - Показатели крови опытной и контрольной групп крыс Table 5 - Blood parameters of the experimental and control groups of rats
Показатели крови Контрольная группа Опытная группа
Клинические
Гемоглобин, г/л 120 148
Эритроциты, 1012/л 3,5 5,8
Лейкоциты, 109/л 4,9 4,5
Биохимические
Са, моль/л 2,0 2,2
К, моль/л 5,2 6,0
Альбумин-глобулиновый коэффициент 0,3 0,7
Данные, приведенные в таблице 5, свидетельствуют о повышении иммунного статуса опытной группы крыс, в отличие от контрольной, в рацион которой не входил функциональный продукт.
В дальнейшем другой группе крыс вводили зефир функционального назначения и
через 15 дней заставляли их плавать в воде, наблюдения продолжали в течение 60 дней. Контрольной группе крыс зефир функционального назначения не вводился.
В таблице 6 приведены данные о длительности плавания крыс, адаптирующихся к холоду для контрольной и опытной групп.
Продолжительность экс- Время плавания опытной Время плавания контроль-
перимента, сут группы крыс, мин ной группы крыс, мин
15 119 110
30 144 121
45 163 120
60 172 120,5
Таблица 6 - Данные о длительности плавания крыс, адаптирующихся к холоду для контрольной и опытной групп
Table 6 - Data on the duration of swimming of rats adapting to cold for the control and experimental groups
Данные таблицы 6 показывают, что употребление зефира функционального назначения увеличивало время плавания крыс во все дни эксперимента.
Результаты этих исследований позволяют заключить, что разработанный продукт обладает функциональными свойствами и может считаться продуктом с повышенным содержанием витамина С, и обладающим иммуномодулирующим действием. Авторами работы планируется продолжить проведение исследований в данном направлении с целью проведения медико-биологических исследований на людях.
ВЫВОДЫ
В настоящей работе:
1) Обоснован компонентный состав комплексной пищевой добавки (КПД), а также описаны исследования по установлению содержания компонентов рецептуры;
2) Разработана технологическая схема изготовления комплексной пищевой добавки (КПД);
3) Изучены органолептические, физико-химические показатели, показатели безопасности и химический состав кондитерского изделия функционального назначения - зефира «Сладкий иммунитет».
4) Определено влияние функционального пищевого продукта на организм крыс в ходе проведения медико-биологических исследований.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богатырев А. Н., Макеева И. А. Проблемы и перспективы в производстве натуральных продуктов питания // Пищевая промышленность. 2014. № 21. С. 8-10.
2. Долматова, И. А., Латыпова С. Ш. Продукты функционального назначения в питании населения .// Молодой ученый. 2016. № 7 (111). С. 63-65.
3. Дубцова Е.А. Состав, биологические свойства меда, пыльцы и маточного молочка и возможность их применения в лечебном питании //Экспериментальная и клиническая гастроэнтерологи. 2009. № 3 C.36-38.
4. Котова Н.И., Морозова Ю.П. Предпочтения потребителей к упаковке из саморазлагающихся материалов // Пищевая промышленность. 2013. №8, С. 60-61.
5. Кочеткова, А.А. Колеснов А. Ю. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты // Пищевая промышленность. 1999. № 4. С. 7-10.
6. Минделл, Э. Справочник по витаминам и минеральным веществам. Москва: Медицина и питание, 2000. С. 320.
7. Effectiveness of honey for symptomatic relief in upper respiratory tract infections: a systematic review and meta-analysis. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32817011. (Дата обращения 20.03.2022).
8. Composition and functional properties of propolis (bee glue): A review. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31762646. (Дата обращения 20.03.2022).
9. Propolis: A Complex Natural Product with a Plethora of Biological Activities That Can Be Explored for Drug Development. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26106433. (Дата обращения 20.03.2022).
10. Honey and Health: A Review of Recent Clinical Research. Режим доступа: https://www.ncbi. nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5424551. (Дата обращения 20.03.2022).
Информация об авторах
A. А. Трофимова - магистр кафедры «Товароведения и технологии продуктов питания» Тюменского индустриального университета.
B. Г. Попов - доктор технический наук, заведующий кафедры «Товароведения и техноло-
гии продуктов питания» Тюменского индустриального университета.
В. Ю. Неверов - кандидат биологических наук, доцент кафедры «Товароведения и технологии продуктов питания» Тюменского индустриального университета.
REFERENCES
1. Bogatyrev A. N. & Makeeva I. A. (2014) Problems and prospects in the production of natural food. Food industry. (21), 8-10. (In Russ.).
2. Dolmatova, I. A. & Latypova S. S. (2016) Functional products in the nutrition of the population. A young scientist. 7 (111), 63-65. (In Russ.).
3. Dubtsova E.A. (2009) Composition, biological properties of honey, pollen and royal jelly and the possibility of their use in therapeutic nutrition. Experimental and clinical gastroenterology. (3), 36-38. (In Russ.).
4. Kotova N.I., Morozova Yu.P. (2013) Consumer preferences for packaging from self-decomposing materials. Food industry. (8), 60-61. (In Russ.).
5. Kochetkova, A.A. Kolesnov A. Yu. (1999) Modern theory of positive nutrition and functional products. Food industry, (4), 7-10. (In Russ.).
6. Mindell, E. (2000) Handbook of vitamins and minerals. Moscow: Medicine and nutrition. (In Russ.).
7. Effectiveness of honey for symptomatic re-lief in upper respiratory tract infections: a systematic review and meta-analysis. Retrieved from https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32817011. (In Russ.).
8. Composition and functional properties of propolis (bee glue): Retrieved from https://pubmed. ncbi.nlm.nih.gov/31762646. (In Russ.).
9. Propolis: A Complex Natural Product with a Plethora of Biological Activities That Can Be Ex-plored for Drug Development Retrieved from https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26106433. (In Russ.).
10. Honey and Health: A Review of Re-cent Clinical. Research Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC54245 51. (In Russ.).
Information about the authors
A. A Trofimova - master's degree holder of Commodity Science and Food technology Department, Tyumen Industrial University.
V. G. Popov, doctor of technical Sciences, Head of Commodity Science and Food technology Department, Tyumen Industrial University.
V. Y. Neverov - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of Commodity Science and the Food technology Department, Tyumen Industrial University.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare that there is no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 14.06.2022; одобрена после рецензирования 25.07.2022; принята к публикации 15.08.2022.
The article was received by the editorial board on 14 June 2022 approved after editing on 25 July 2022; accepted for publication on 15 Aug 2022.
