Совершенствование рецептуры функционального безалкогольного напитка на основе кураги Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 663.8

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЦЕПТУРЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА НА ОСНОВЕ КУРАГИ

Н. Ю. Ключко, И. Р. Ромазяева

IMPROVING THE RECIPE OF THE FUNCTIONAL NONALCOHOLIC DRINK ON

THE BASIS OF DRIED APRICOTS

N. Yu. Klyuchko, I. R. Romazyaeva

Анализ рынка показал заинтересованность населения в приобретении безалкогольных напитков с заданной функциональной направленностью. Курага -источник биологически активных веществ для профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы человека, используется при приготовлении компотов в сети общественного питания. К сожалению, напиток имеет сроки хранения не более трех суток. Целью настоящих исследований является совершенствование рецептуры безалкогольного напитка из кураги путем обогащения листьями мяты перечной, витаминами С и В12 для пролонгирования сроков его хранения. Обоснована степень измельчения кураги для улучшения экстракции сухих веществ и получения прозрачного напитка с насыщенным вкусом. С использованием математического планирования эксперимента установлено содержание основных вводимых компонентов. Для определения сроков годности нового продукта изучено изменение микробиологических показателей при оптимальных, нормальных и экстремальных условиях. Показано, что на четырнадцатые сутки хранения при температуре 200С, на тридцатые сутки при температуре 80С обнаруживаются плесневые грибы. Поэтому рекомендован срок годности функционального напитка из кураги не более 45 сут при температуре 6°C. Патогенная и условно-патогенная микрофлора в готовом продукте отсутствовала. Исследована биологическая ценность функционального напитка, предложены рекомендации по его применению. Показано, что употребление 200 мл, т. е. одного стакана функционального напитка из кураги, удовлетворяет суточную потребность человека в калии на 16, витамине С - на 44, витамине В12 - на 48%. Это позволяет сделать вывод, что предложенный продукт - напиток из кураги - является функциональным продуктом.

анализ рынка, функциональный напиток, компот, курага, перечная мята, сердечно-сосудистые заболевания, калий

Market research has showed interest of the population in the purchase of nonalcoholic drinks with a given functional purpose. Dried apricots being a source of biologically active substances for the prevention of cardiovascular diseases is used for the preparation of compotes in public catering networks. Unfortunately, the drink has a shelf life of not more than three days. The purpose of this research is to improve the

formulation of the nonalcoholic drink from dried apricots by enriching it with peppermint leaves, vitamins C and B12, and prolonging its shelf life. The fineness degree of dried apricots in order to improve extraction of solids and obtain a transparent drink with a rich taste has been justified. Using mathematical planning of the experiment, the content of the main input components has been determined. To determine the shelf life of a new product, we studied the change in microbiological parameters under optimal, normal, and extreme conditions. It has showed that molds occur after 14 days of storage at a temperature of 200 ° C, and after 30 days- at a temperature of 80 ° C. Therefore, the recommended shelf life of the functional drink from dried apricots is not more than 45 days at a temperature of 6 ° C. Pathogenic and opportunistic microflora in the finished product was absent. The biological value of the functional drink has been investigated, recommendations for its use have been proposed. It has been shown that the consumption of 200 ml, that is, one glass of a functional drink from dried apricots, satisfies a person's daily need for potassium by 16%, vitamin C - by 44%, and vitamin B12 - by 48%. This allows us to conclude that the proposed product - a drink from dried apricots is a functional product.

market research, functional drink, compote, dried apricot, mint, cardiovascular diseases, potassium

ВВЕДЕНИЕ

Анализ потребительского рынка безалкогольных напитков в России показал, что постепенно начинает возрождаться их производство с традиционным для них составом и качеством. Именно напиток является той оптимальной формой пищевого продукта, сбалансированная структура которого может оказывать благоприятное воздействие на организм человека. Увеличение ассортимента функциональных напитков (ФН) открывает перед нами возможности оздоровления различных возрастных групп общества [1 - 3].

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) - основная причина смертности как в стране в целом, так и в Калининградской области. Заболеваемость населения региона в 2017 г. болезнями крови, кроветворных органов и системы кровообращения составила 2,9 чел. на каждую 1000 чел. населения [4]. Число умерших в том же году от болезней системы кровообращения в области - 574,7 на 100 тыс. человек населения. Эта причина смертности была на первом месте среди всех прочих. Снизить риск развития данных заболеваний можно путём употребления функциональных продуктов питания, обогащенных биологически активными веществами (БАВ), положительно влияющих на работу сердечнососудистой системы. К таким продуктам относят напитки.

Сушеное плодово-ягодное сырье, применяемое для изготовления компотов, является источником БАВ. Данный безалкогольный напиток широко используется организациями общественного питания, в том числе детскими учреждениями. В любое время года компот дает возможность обогащать организм необходимыми биологически активными веществами, нормализуя работу желудочно-кишечного тракта и стимулируя процессы пищеварения [5]. К сожалению, компоты имеют сроки хранения не более трех суток. По этой причине они не выпускаются промышленностью для реализации в торговых сетях.

Целью настоящей работы является совершенствование рецептуры безалкогольного напитка из кураги путем его обогащения листьями мяты перечной Mentha piperita для пролонгирования сроков хранения и повышения биологической ценности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследования использовали: сушеное сырье - курагу и листья мяты перечной (Mentha piperita) [6, 7]; экстрагент - водопроводную питьевую воду, соответствующую требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

Социологическое исследование осуществляли методом опроса респондентов, в котором приняли участие 60 чел. в возрастной категории от 19 до 60 лет со средним ежемесячным доходом.

При проведении экспериментов использовали стандартные и общепринятые органолептические, физико-химические, биохимические методы исследований. В готовом продукте определяли: кислотность титриметрическим методом, вязкость на вискозиметре ВЗ-246 на штативе с алюминиевой чашей, плотность ареометрическим, содержание калия и пектиновых веществ гравиметрическим методом.

При определении микробиологических показателей в сырье и готовом продукте исследовали количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (МАФАнМ), бактерий группы кишечной палочки (БГКП), сальмонеллы, дрожжей и плесневых грибов. Экспериментальные образцы напитка хранились в течение 45 сут при экстремальных (при температуре 20°С (ЭУ)), нормальных (при температуре 8°С (НУ)) и оптимальных условиях (при температуре 6°С (ОУ)) [8].

Повторность этапов всех исследований трехкратная. Статистическую обработку данных проводили стандартными методами дисперсионного корреляционного и регрессионного анализов с пакетом прикладных программ OfficePro (Word, Excel).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ рынка безалкогольных напитков функциональной направленности показал, что их ассортимент в Калининградской области не отличается особенным разнообразием и представлен несколькими видами отечественной и зарубежной продукции: Future Drinks ООО «Функциональные напитки» (Германия) и LET's START ООО «Вкус здоровья» (Россия). Данный факт также подтвердили при социологическом опросе респонденты - 89% опрошенных (рис. 1,а). Среди них 38% в возрастной категории от 20 до 40 лет хотели бы чаще покупать такие напитки (рис. 1,б).

Проведенные исследования также выявили довольно большую заинтересованность населения в собственном здоровье, осведомленность о связи самочувствия и питания и, как следствие, - желание приобретать безалкогольные напитки с конкретной функциональной значимостью. По вкусовым предпочтениям респонденты хотели бы увидеть больше «фруктовый и травяной» оттенки, меньше -«с горчинкой и ягодный» (рис. 2).

В качестве основы для ФН использовали курагу - традиционный объект для приготовления компотов. Курага - это сухофрукт из плодов абрикоса, произ-

веденный путем естественной сушки на солнце. Высокое содержание солей калия в нем благоприятным образом сказывается на работе сердечно-сосудистой системы, способствует регуляции кровяного давления, повышению уровня гемоглобина. Помимо этого в кураге содержатся такие минеральные вещества, как кальций, магний, фосфор, железо, медь, марганец, кобальт, а также витамины А, С, РР, группы В (В1, В2, В5).

100% 90%

80% 70%

60% 50%

40% 30%

20% 10%

0%

Узкий 89 % Широкий 11 %

40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%

II

20-40 41-60 свыше до 20

лет лет 60 лет лет

а) б)

Рис. 1. Анализ рынка безалкогольных напитков функциональной направленности: а) - заинтересованность потребителей различных возрастов в новом продукте на калининградском рынке; б) - оценка широты ассортимента функциональных напитков на калининградском рынке, % от числа респондентов Fig. 1Analysis of the market of nonalcoholic drinks of functional purpose: a) interest of consumers of different ages in a new product in the Kaliningrad market; b) assessment of the breadth of the range of functional drinks in the Kaliningrad market, % of the

number of respondents

С горчинкой Фруктовый Травяной

Рис. 2. Диаграмма вкусовых предпочтений предполагаемого функционального напитка, баллы Fig. 2. Diagram of taste preferences of the proposed functional drink, points

Для повышения биологической ценности, а также сроков хранения напитка из кураги при изготовлении в него добавляли витамины С и В12, листья мяты перечной Mentha piperita. Последнюю традиционно используют для приготовления напитков. Так, в чае из листьев перечной мяты отсутствует кофеин, поэтому его можно употреблять в любое время суток. Благодаря сосудорасширяющему действию ментола, содержащегося в листьях мяты, это растение полезно при ишемической болезни

сердца и артериальной гипертензии. Данное сырье обладает небольшой калорийностью и высокой биологической ценностью - содержит эфирные масла, витамины, органические кислоты, гликозидные соединения. Значит, разрабатываемый напиток можно будет рекомендовать для включения в питание людям с ССЗ.

Приготовление напитка осуществлялось по следующей технологической схеме: очистка, измельчение и замачивание кураги, подготовка мяты, нагревание водной суспензии, добавление кураги и перечной мяты, пастеризация, внесение сахара, витаминов С и В12, розлив в бутылки из полиэтилентерефталата, упаковывание, маркирование, хранение.

При исследовании обнаружена прямая зависимость органолептических и физико-химических показателей ФН от степени измельчения кураги (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика органолептических и физико-химических показателей качества напитка в зависимости от степени измельчения кураги Table 1. Characteristics of organoleptic and physico-chemical parameters of the quality of the drink, depending on the fineness degree of dried apricots_

Степень Органолептическая Массовая Общая Вязкость, Пас10-3

измель- характеристика доля сухих кислот-

чения ку- веществ, % ность, град

раги, мм

Менее 3 Мутная, вязкая жидкость, после употребления остается неприятное послевкусие 7,90 2,40 1,30

4 - 5 Прозрачная жидкость, присутствуют единичные взвеси, вкус насыщенный, приятный 6,20 1,80 1,25

6 - 8 Прозрачная жидкость, без осадка, вкус приятный 4,80 1,40 1,20

Более 8 Прозрачная жидкость, без осадка, вкус ненасыщенный 3,90 1,20 0,95

Анализ данных табл. 1 свидетельствует о том, что измельчение кураги до 3 мм и менее дает максимальный выход сухих веществ, но приводит к нежелательным органолептическим характеристикам. Поэтому рекомендовано остановиться на степени измельчения кураги 4-5 мм: напиток получается прозрачным, отличается приятным насыщенным вкусом, экстракция сухих веществ в жидкую часть высокая.

Для уточнения рецептуры проведены исследования по определению оптимальных параметров приготовления ФН из кураги и перечной мяты Mentha piperita методом математического планирования эксперимента с применением ортогонального центрального композиционного плана (ОЦКП) второго порядка для двух факторов. В качестве варьируемых частных факторов, подлежащих регулированию и оптимизации, использовались массовые доли кураги (Мк) и мяты (Мпм), (г/л). Параметром оптимизации был выбран обобщенный показатель у, включающий балловую оценку качества готовой продукции по консистенции (К) и вкусу (Вк). План эксперимента по оптимизации исследуемого процесса приведен в табл. 2.

Таблица 2. План эксперимента по моделированию и оптимизации рецептуры ФН из кураги и перечной мяты Mentha piperita

Table 2. Experimental plan for modeling and optimizing the background formulation of dried apricots and peppermint Mentha piperita_

Номер опыта План эксперимента Частные отклики Частные безразмерные отклики Обобщённый параметр оптимизации у

Мк, г/л Мпм, г/л К, баллы Вк, баллы В

1 18,75 2,5 4,6 3,9 0,0064 0,0484 0,0548

2 25 3,75 4,3 4,2 0,0196 0,0256 0,0452

3 12,5 1,25 4,1 4,3 0,0324 0,0196 0,052

4 25 2,5 4,2 4,2 0,0256 0,0256 0,0512

5 18,75 3,75 4,4 4,0 0,0144 0,04 0,0544

6 12,5 2,5 4,5 4,1 0,01 0,0324 0,0424

7 12,5 3,75 3,7 4,6 0,0676 0,0064 0,074

8 18,75 1,25 4,8 4,7 0,0016 0,0036 0,0052

9 25 1,25 4,9 4,8 0,0004 0,0016 0,002

Реализация плана матрицы ОЦКП, а также обработка экспериментальных данных по заданным алгоритмам позволили получить полиномиальное уравнение второго порядка в натуральном виде, количественно связывающее процесс формирования качества готового напитка с параметрами его проведения:

у = -0,7+ 0,013Мпм + 0,03МК + 0,000008МкМ^+0,0002 Мк2 - 0,044Мпм2.

Значения оптимальных факторов исследуемого процесса определялись методом дифференцирования натуральных математических моделей, в результате массовая доля мяты составила Мпм = 2,70 %; массовая доля кураги - Мк = 18,75 %.

Для установления срока годности ФН из кураги в качестве вариативных условий хранения были выбраны: 1) оптимальные условия (ОУ) - температура хранения 6°С; 2) нормальные (НУ) - 8°С; 3) экстремальные (ЭУ) - 20°С. Для получения наиболее полной информации об изменении качества ФН из кураги исследовали микробиологические показатели (количество МАФАнМ, дрожжей и плесеней, отсутствие БГКП, сальмонеллы), а также изменение органолептических характеристик. Результаты испытаний представлены в табл. 3 и 4 соответственно.

Таблица 3. Результаты исследований микробиологических показателей ФН из кураги Table 3. Results of studies of microbiological parameters of functional drink from dried apricots_

Срок хранения, сут Количество МАФАнМ, КОЕ/100 см3 о Дрожжи/плесени, КОЕ/см

ОУ НУ ЭУ ОУ НУ ЭУ

1 2 3 4 5 6 7

Норматив Не более 100 КОЕ/ 100 см3 о 40 КОЕ/см (в сумме), не более

Фон (контроль) 5,4101 1,0101 /1,0101

14 - - 8,0101 - - 1,0101 / 1,5 • 101

Окончание табл. 3

1 2 3 4 5 6 7

30 8,0101 8,7101 1,1101 / 1,7101 /

1,8101 1,9101

45 9,7101 - - 2,0101 / 2,0101 - -

Анализ полученных данных показал, что количество МАФАнМ в ФН из кураги к 45 суткам хранения не превышает допустимый уровень. При этом в образцах, которые хранились в экстремальных условиях, на четырнадцатые сутки, а в нормальных - на тридцатые было обнаружено наличие плесневых грибов, а также неприятного запаха. В связи с этим приняли решение установить срок годности ФН из кураги на уровне 45 сут при температуре 6 ± 2 °C.

Оценка качества готового продукта на соответствие ТУ 9185-00600471544-2019 «Функциональный напиток из кураги» показала, что по органо-лептическим характеристикам напиток представляет собой прозрачную жидкость, без осадка и мути, золотисто-коричневого цвета, с приятными вкусом и запахом, свойственными плодам кураги. Результаты исследований физико-химических показателей качества представлены в табл. 5, из которой следует, что продукт отвечает требованиям документации.

Таблица 4. Результаты исследований органолептических показателей ФН из кураги в результате хранения

Table 4. Results of studies of organoleptic characteristics of functional drink from dried apricots as a result of storage_

Срок хранения, сут

7 14 30

Наимено- Норма ч о р

вание показателей (ТУ 9185-00600471544-2019) т н о w X о е > О > К > О > О > К > О > О > к > о

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Появились плесневые грибы (не соответствует)

Плесневые грибы (не соответствует) Плесневые грибы (не соответствует)

Внешний вид (консистенция) Прозрачная жидкость без осадка и посторонних взвесей т е у в т с н <и в т о о С т е у в т с н <и в т о о С ■ т е у в т с н <и в т о о С ■ ■ т е у в т с н <и в т о о С

Окончание табл. 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Цвет, вкус и запах Цвет красивый, равномерный, светло-коричневый Вкус гармоничный, полный, приятный, с нотками кураги и перечной мяты. Запах характерный, чистый, с ведущей нотой, без посторонних оттенков, присутствует приятный аромат кураги и перечной мяты Соответствует Цвет - соответствует. Запах - неприятный (не соответствует) Соответствует Соответствует ■ Цвет - соответствует. Запах - неприятный (не соответствует Соответствует ■ ■ Соответствует

Таблица 5. Физико-химические показатели качества ФН из кураги

Table 5. Physico-chemical quality indicators of the functional drink from dried apricots

Значение

Наименование показателя показателя по ТУ 9185-00600471544-2019 Экспериментальное значение показателя

Кислотность, см3 1 моль/1000 см3

раствора №ОН, пошедшего на титрование 100 см напитка Не более 8,0 2,40

Плотность, г/см3 Не более 1,1 1,06

Сухие вещества, % Не более 10,0 7,90

Вязкость (Па-с-10-3) Не более 5,0 1,30

Содержание функционального пищевого ингредиента в 100 см

напитка или в разовой порции, %

от уровня рекомендуемого суточного потребления:

- витамин С 15,0-50,0 22,2

- витамин В12 15,0-50,0 24,0

- калий 15,0-50,0 8,0

-*--

Примечание. Данные получены расчетным путем.

Общий химический состав продукта представлен в табл. 6.

Таблица 6. Общий химический состав ФН из кураги на 100 мл

Table 6. General chemical composition of the functional drink made from dried

apricots per100 ml_

Наименование показателя Количество

Калорийность, ккал 47,2

Белки, г 0,4

Жиры, г 0,02

Углеводы, г, 12,1

в том числе:

пищевые волокна 1,3

Установлено, что употребление 200 мл, т. е. одного стакана ФН из кураги, удовлетворяет суточную потребность человека в калии на 16, витамине С - на 44, витамине В12 - на 48%. Это позволяет сделать вывод, что предложенный продукт - напиток из кураги - является функциональным.

Таким образом, разработанный ФН из кураги, обогащенный листьями мяты перечной, витаминами С и В12, по совокупности показателей качества удовлетворяет требованиям, предъявляемым к продукции массового потребления: обладает привлекательными органолептическими характеристиками, в его приготовлении используются только натуральные ингредиенты, исключая добавление искусственных красителей, ароматизаторов и вкусовых добавок, имеет пролонгированные сроки хранения (45 сут при температуре плюс 6± 2 °С).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Боряев, В. Е. Функциональные продукты питания: учеб. пособие / В. Е. Боряев. - Белгород: Кооперативное образование, 2005. - 130 с.

2. ТР ТС 021/2011 О безопасности пищевой продукции. - Москва, 2011.

3. ГОСТ Р 56543-2015 Напитки функциональные. Общие технические условия. - Москва, 2015.

4. Социально-экономическое положение Калининградской области в 2017 году. Электронный ресурс:

http://kaliningrad.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/kaliningrad/ru/publications/officia 1_риЫюаПо^/е1ес№отс_уегао^/ (Дата обращения 29.01.2018).

5. Першина, Е. Г. Разработка функциональных продуктов питания на основе методологии пищевой комбинаторики: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.15 - Товароведение пищевых продуктов и технология общественного питания / Першина Елена Геннадьевна. - Кемерово, 2009. - 21 с.

6. ГОСТ 32896-2014 Фрукты сушеные. Общие технические условия. -Москва, 2014.

7. ГОСТ 23768-94 Листья мяты перечной обмолоченные. Технические условия. - Москва, 1996.

8. ГОСТ 30712-2001 Продукты безалкогольной промышленности. Методы микробиологического анализа. - Москва, 2002.

REFERENCES

1. Boryaev V. E. Funktsionalnye produkty pitaniya [Functional food products]. Belgorod, Kooperativnoe obrazovanie, 2005, 130 p.

2. TR TS 021/2011 O bezopasnosti pishchevoy produktsii. M., 2011.

3. GOST R 56543-2015 Napitki funktsionalnye. Obshchie tekhnicheskie uslovi-ya. M., 2015.

4. Socialno-ekonomicheskoe polozhenie Kaliningradskoy oblasti v 2017 godu [Social and economic situation of the Kaliningrad region in 2017]. Available at: http://kaliningrad.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/kaliningrad/ru/publications/officia l_publications/electronic_versions/ (Accessed 29 January 2018).

5. Pershina E. G. Razrabotka funktsionalnykh produktov pitaniya na osnove metodologii pishchevoy kombinatoriki. Diss. kand.tekhn. nauk [Development of functional food products based on the methodology of food combinatorics. PhD in Engineering Dis.]. Kemerovo, 2009. 21 p.

6. GOST 32896-2014 Frukty sushenye. Obshchie tekhnicheskie usloviya. M.,

2014.

7. GOST 23768-94 Listya myaty perechnoy obmolochennye. Tekhnicheskie usloviya. M., 1996.

8. GOST 30712-2001 Produkty bezalkogolnoy promyshlennosti. Metody mikro-biologicheskogo analiza. M., 2002.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Ключко Наталия Юрьевна - Калининградский государственный технический университет; кандидат технических наук; доцент кафедры пищевой биотехнологии; E-mail: natalya.kluchko@klgtu.ru

Klyuchko Nataliya Yurievna - Kaliningrad State Technical University; Candidate of Technical Sciences; Associate Professor of the Department of Food Biotechnology;

E-mail: natalya.kluchko@klgtu.ru

Ромазяева Ильмира Равильевна - Калининградский государственный технический университет; магистрант кафедры пищевой биотехнологии;

E-mail: romazyaeva@mail.ru

Romazyaeva Ilmira Ravilievna - Kaliningrad State Technical University; Master student of the Department of Food Biotechnology; E-mail: romazyaeva@mail.ru