CC BY
38
УДК 663.05:547.455.637
Тагатозосодержащая добавка-подсластитель в безалкогольных напитках
Е. И. Мельникова, д-р техн. наук; С. И. Нифталиев, М. О. Ширунов, асп. Воронежская государственная технологическая академия
Традиционные безалкогольные напитки, как правило, представляют собой растворенную в воде смесь сахарозы (или подсластителя), пищевых кислот (лимонной, виннокаменной, ортофос-форной), эссенций и красителей, характеризуются низкой пищевой ценностью, не содержат функциональных нутриентов [1]. Основной ингредиент таких напитков — рафинированный углевод сахароза, который формирует полноту вкуса, создает консистенцию напитка, образует сорбционные комплексы с ароматическими веществами, предотвращая изменение последних в процессе хранения. Однако сахар, потребляемый в рафинированном виде, создает нагрузку на системы организма человека, регулирующие его уровень в крови, приводит к гипергликемии и развитию обменных нарушений в организме. В связи с этим возрастает производство продуктов, в которых сахароза заменяется подсластителями, в том числе натурального происхождения.
Один из перспективных подсластителей — уникальный углевод D-тa-
H6 H6
И/1 ^ H ■ \И oiKi O OH OHx|2 _CHOH H sV H 5[\ OH OH\| 4 O OH з \/ OH 2 CH2OH
OH 1 2 H H H 12
P-D-фруктоза P-D-тагатоза
Рис. 1. Структурная формула 0-тагатозы
j= 45 g 40
Sî 35 S 30 > 25
СЦ
1 20 ! 15
! io
S 5 0
П Тп ' П п
Рис. 2. Углеводный состав тагатозосодержащей добавки-подсластителя
Ключевые слова: тагатоза; тагатозосодержащая добавка-подсластитель; ферментативный гидролиз, безалкогольный газированный напиток
гатоза, характеризующийся функциональными свойствами. Д-Тагатоза относится к кетогексозам и отличается от Д-фруктозы только заместителями у С4 атома (рис. 1) [2]. Вкусовой профиль тагатозы максимально приближен к сахарозе и фруктозе. Ее сладость составляет около 0,92 ед. SES. Кроме того, тагатоза характеризуется невысокой калорийностью — 1,5 ккал/ г, низким гликемическим индексом и следующими механизмами позитивного действия: проявляет пребиотические свойства, поддерживает иммунитет, подавляет развитие онкозаболеваний
Таблица 1
Фактор Значения
Температура, °С Время гидролиза, ч Дозировка фермента, см3/дм3 рН 37+2 8+1 0,8+0,1 6,2+2
толстого кишечника, предотвращает гипергликемию, эффективна при лечении анемии и гемофилии, снижает риск возникновения кариеса [3].
Ценное сырье для получения тага-тозы — молочная сыворотка, которую подвергали фракционированию с применением методов молекулярно-ситовой фильтрации (ультрафильтрация). Основной компонент сухих веществ ультрафильтрата — углевод лактоза (90-95 %).
Мы оптимизировали условия ферментативного гидролиза лактозы в присутствии в-галактозидазы Lactozym 3000L НР^ (табл. 1). Для этого применен метод центрального композиционного ротатабельного униформ-плани-рования и полного факторного эксперимента. Получено уравнение регрессии, адекватно описывающее процесс гидролиза лактозы под влиянием изученных факторов:
■ 0,489х2 +
y = 35,634 + 16,827x1 + 31,720x2 + 22,1778x3 + 129,67x4 + + 38,307x2 + 1,232x1x2- 0,002x,x2 -
- 7,012xjX2 + 0,125x, X + 0,687x,x,
1,194x1x42 +
■ 0,417x3x42
где у — степень гидролиза лактозы, %; х — температура, °С; х2 — время гидролиза, ч; х3 — дозировка фермента,
см
/дм3
■ рН.
Изомеризацию Д-галактозы осуществляли в присутствии гидрокси-
Таблица2
Сырье Содержание компонента
Тагатозосодержащая добавка, кг 946
Сахар, кг 30
Эссенция «Груша», л 0,2
Колер, л 1,2
Углекислота, кг 23,0
20
15 -
-Щ
ш
1Ш
m
1
5 5
□ Ультрафильрат творожной сыворотки
□ Тагатозосодержащая добавка-подсластитель
Рис. 3. Аминокислотный состав тагатозосодержащей добавки-подсластителя
x
25 -
10 -
5
0
ПИ
НАПИТКИ
6•2009
32
да кальция и катализатора хлорида кальция, при этом происходила перегруппировка маннозы с образованием комплекса Д-галактоза^Са, далее Д-тагатоза^Са. Смесь нейтрализовали пропусканием углекислого газа через раствор, образовавшийся нерастворимый осадок карбоната кальция отделяли центрифугированием и полученный фильтрат деионизировали с применением катионообменной смолы.
Методом хроматографии в тонком слое проанализирован углеводный состав полученной тагатозосодержащей добавки-подсластителя (рис. 2).
Тагатозосодержащую добавку можно отнести к группе натуральных пищевых биокорректоров по содержанию в ней аминокислот (рис. 3), витаминов, микроэлементов, пребиотиков.
Сладкий вкус
Сладкое послевкусие
Горькое послевкусие ;
Металлическое послевкусие
Кислый вкус
Горький вкус
Сывороточный привкус
С0ЧНЫй вкус "-------------------А' Металлический привкус
— С применением тагатозосодержащей добавки и сахарозы — С применением сахарозы
Рис. 4. Вкусовой профиль безалкогольного напитка
На основе полученной добавки-подсластителя разработана технология безалкогольного сильногазированного напитка. При разработке рецептуры напитка (табл. 2) руководствовались
Подготовка компонентов
Подогрев сы воротки до 45...50 °С |
Сепарирование
]
Ультрафильтрация при t = 40±5 °С, р = 0,5 МПа
Ферментативный гидролиз лактозы t = 35...37 °С, рН 6,3-6,5, т=6-8 ч
Изомеризация в присутствии Са(0Н)г, CaCL2t=25 °С, т = 2 ч
Нейтрализация в присутствии CO2 до рН 6,5
Центрифугирование и деионизация
Купажирование
>
Фильтрование купажа ]
Пастеризация
Охлаждение до 8...10 °С
Сатурация
Производство ПЭТ-бутылок
Розлив в^ бутылки I
Укупорка бутылок, бракераж и этикетирование
Упаковка бутылок в транспортную тару, хранение при t = б±2 °С не более 14 сут, транспортирование
Рис. 5. Технологическая схема производства безалкогольного напитка
органолептическими и физико-химическими показателями, которые должны отвечать требованиям, предъявляемым к данной ассортиментной группе продуктов [1]. С этой целью изучали совместимость тагатозосодержащей добавки с компонентами, входящими в состав напитка, и устанавливали оптимальное содержание подсластителя в напитке. Полная замена сахарозы в рецептуре газированного напитка нецелесообразна, так как при совместном применении сахара и вкусоформирующей добавки проявляется синергетический эффект, который выражается в улучшении ор-ганолептических показателей безалкогольных напитков (рис. 4).
Модификация технологии производства нового напитка (рис. 5) выполнена с учетом корректировки инверсии сахарозы, которую предусматривается проводить в присутствии тагатозосодер-жащей добавки, введения дополнительных стадий получения ультрафильтрата творожной сыворотки с последующей модификацией его состава и полным сохранением последовательности и режимов традиционной технологии [1]. Преимущества нового технологического решения — в полной замене лимонной кислоты, воды и сахарозы (65 %) при одновременном обогащении напитка физиологически ценными нутриентами: пребиотиками, аминокислотами, минеральными веществами и витаминами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Поздняковский В. М., Помозова В. А., Киселева Т. Ф. Экспертиза напитков. Качество и безопасность. — Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2007.
2. Dekker, Marcel. Alternativ; Sweeteners Third Edition. — USA: Lyn O'Brien Nabors, 2001.
3. Bertelsen H., Jensen B.B, Buemann B. D-tagato-se — a novel low-calorie bulk sweetener with pre-biotic properties//Wbrld Rev Nutr. Diet. 1999. No 85. P. 98-109. &
6 • 2009
при t = 72±2 % т,ы„ = 25 с
33
