CC BY
45
Технологии порошкообразных смесей для инстантированных функциональных напитков
Г. Л. Филонова, О. А. Соболева, Л. И. Косыгина, Н. А. Комракова, В. В. Щербакова
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Г. П. Бурмистров, Н. А. Мулина, Н. И. Евстигнеева
НИИпищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии
Порошкообразные смеси, обогащенные натуральными вкусовыми и биологически активными веществами, — современная перспективная форма продукта для восстановления из них напитков здоровья с многовекторной биологической активностью и высокими вкусовыми качествами. К сожалению, их наличие на отечественном потребительском рынке носит локальный характер.
Способствовать развитию данного сегмента потребительского рынка может организация в регионах предприятий, работающих по комплексной технологии переработки растительного сырья, включающей экстрагирование, сгущение, агломерирование концентрированных полуфабрикатов с кристаллическим носителем или их сушку с пищевым наполнителем, смешивание сухих компонентов, расфасовку порошкообразных смесей в потребительскую тару. Разработкой технологий порошкообразных смесей с использованием растительного, плодово-ягодного и овощного сырья, продуктов пчеловодства специалисты ГУ ВНИИ ПБ и ВП занимаются с 70-х годов XX в. Научно-исследовательские работы по данной тематике актуальны и в XXI в., так как имеют научную и практическую значимость в решении социальной программы по насыщению потребительского рынка напитками здоровья, в том числе в северных и экологически неблагополучных регионах.
В процессе разработки технологий изначально были определены основные критерии, которым должны соответствовать порошкообразные смеси для инстанти-рованных напитков: продолжительность восстановления напитка из порошка — не более 1-2 мин; порционная масса порошка при внесении определенного объема холодной или горячей питьевой воды должна равномерно увлажняться, диспер-гируясь в среде напитка с образованием устойчивой гомогенной или гетерогенной структуры.
В 80-х годах специалисты ВНИИ ПБ и ВП совместно с ВНИИ профилактической медицины, межколхозным предприятием «Пилтене» (Латвия) разработали технологию порошкообразных смесей (ПС) для напитков, обогащенных нату-
ральными веществами. В основе данной технологии — агломерирование кристаллического носителя и основ, получаемых из цветочной пыльцы, плодово-ягодного, овощного и растительного сырья. Результатом совместных работ стала технология порошкообразных смесей для напитков «Вента», «Рукитис», «Валдай», «Купавна» и др. Инстантивные напитки обладали оригинальными вкусовыми свойствами, обогащали организм биологически активными веществами, способствовали его оздоровлению. Результаты экспериментальных и клинических исследований влияния напитков на организм свидетельствовали об их мягком физиологичном влиянии на работу жизнеобеспечивающих систем. В зависимости от формы применяемого сырья специалистами института разработано несколько технологий по созданию порошкообразных смесей. При разработке ПС на натуральной основе для напитков, в том числе с функциональной направленностью, в готовых продуктах должны быть гармонизированы биологическая ценность, высококачественные вкусовые и структурно-механические свойства. Основной компонент в процессе приготовления таких смесей — концентрат поликомпонентный (КПК), содержащий комплекс экстрактивных веществ, полученных из аргументированно подобранных растительных смесей. Как указано выше, в технологии ПС на натуральной основе основополагающий технологический этап — агломерирование КПК с кристаллическим носителем, например, углеводной природы в определенном массовом соотношении. Массовая доля экстрактивных веществ КПК и других концентрированных натуральных вкусовых компонентов в получаемых сухих полуфабрикатах, используемых для ПС, существенно зависит от технических возможностей аппарата-агломератора. Технология предусматривает следующие этапы процесса: формирование научно обоснованного состава смеси из растительного сырья; экстрагирование; приготовление концентрированного и коллоидного полуфабрикатов; агломерирование; подсушка и измельчение агломератов; формирование однородной структуры порошка; смешивание агломерированной структурированной
массы с компонентами ПС; фасование готовой ПС для напитка.
Подтверждающим фактором технологичности процесса получения ПС служит освоение технологии в условиях специализированного производства ЗАО «Арфа». С 1995г. предприятие производит ПС для напитков «Восточный», «Северная вишня», «Лесная сказка» по технологии, разработанной институтом. Технология получения ПС предусматривает биоконверсию растительного сырья при получении экстрактов, их сгущение и агломерирование при мягком температурном режиме, сохраняющие биологически активные вещества в нативном виде. Сгущенный полуфабрикат вносят в желатино-крахмальный гель. Получаемый при этом коллоидный полуфабрикат (ПК) агломерируют с кристаллическим носителем. Коллоидный полуфабрикат в кристаллический носитель, например сахарный песок, вносят при постоянном перемешивании, одновременном подсушивании агломерируемой массы и постоянном отводе влаги.
Порционно вносимые дозировки коллоидного полуфабриката определяют экспериментально по месту, однако при этом в массе должна сохраняться структура агломератов. Температурное воздействие на процесс агломерирования не превышает 40...42 °С. Агломерированная измельченная масса служит основой ПС для напитков, восстанавливаемых в холодной или в горячей воде. При формировании ПС для горячих напитков в измельченную агломерированную массу дозируют также сухую смесь вкусовых компонентов, содержащую порошкообразный многокомпонентный полуфабрикат вишни или апельсина, или свеклы и картофельный крахмал в массе, составляющей 7,5-8 % в общей ПС для горячего напитка.
Многокомпонентные полуфабрикаты получают, например, путем распылительной сушки смеси из плодового или овощного сока (без мякоти или с мякотью) в сочетании с мальтозной патокой или декстрином в определенном массовом соотношении.
Многокомпонентные полуфабрикаты и крахмал в ПС стабилизируют реологические свойства не только порошка, но и горячего напитка, восстанавливаемого из него. В напитках формируется легкотекучая вязкая структура, способствующая ощущению полноты и проявлению пикантности вкуса с мягким ароматом.
Оздоровительный эффект напитка, восстановленного из ПС, в организме оказывает комплекс экстрактивных веществ из растительного сырья: в напитке «Восточный» — из сухих плодов малины, шиповника, березового гриба чаги, травы зверобоя и тысячелистника; «Северная вишня» — из сухих плодов шиповника, рябины обыкновенной, рябины черноплодной, черемухи, листа крапивы; «Лесная
сказка» — из сухих плодов боярышника, рябины черноплодной, листа мяты перечной и травы пустырника. Специалисты предприятия исследовали потребительские свойства напитков, приготовленных из ПС, в том числе их влияние на организм. «Восточный» — способствует снижению противовоспалительных процессов и улучшению работы желудочно-кишечного тракта; «Северная вишня» — тонизирует и укрепляет защитные силы; «Лесная сказка» — проявляет свойства, укрепляющие сердечно-сосудистую систему, улучшающие сон, оказывает успокаивающее действие на центральную нервную систему.
По технологии с применением агломерирования поликомпонентных концентратов, получаемых из аргументированно подобранных смесей, разработаны порошкообразные смеси напитков с функциональной направленностью «Дельфин», «Восток», «Гусарская баллада» и «Славянка» для включения в рацион питания военнослужащих.
Результаты испытаний по определению потребительных свойств напитков, восстановленных из ПС, подтверждают их оздоровительное воздействие на организм человека. Напитки способствуют повышению адаптационных (резервных) возможностей организма, улучшают качество здоровья за счет снижения чувства тревоги, улучшения эмоционального состояния, нормализации массы тела, повышения умственной и физической работоспособности.
Биологическую активность проявляет комплекс экстрактивных веществ из клюквы, каркаде, рябины обыкновенной, барбариса и яблочного сока в сочетании с витамином С и вкусовыми компонентами.
Технология вышеперечисленного ассортимента ПС предусматривает использование аппарата-агломератора в процессе агломерирования составляющих, конструкция которого позволяет интенсифицировать процессы высушивания и отвода влаги, способствует увеличению массы КПК, вводимой в агломерируемую среду. Таким образом, благодаря совершенствованию конструкции аппарата-агломера-тора процент содержания экстрактивных и сухих веществ из растительных и натуральных вкусовых компонентов увеличивается на 15-20 %.
Технология порошкообразных смесей, включающая процесс агломерирования концентрированных форм из растительного сырья, защищена патентами.
Поликомпонентные концентраты, содержащие экстрактивные вещества растительного происхождения, используют в технологии получения порошкообразных смесей либо способом их агломерирования с кристаллическим носителем, либо высушивания непосредственно в распылительной сушилке. Получаемый при этом порошок используют в составе ПС
и подвергают ее структурному гранулированию с целью получения гранул, способных сохранять структурно-механические, биологические и вкусовые свойства в течение необходимого срока годности (от 12 до 36 мес). Для фирмы «Фармблок» институтом разработаны два способа получения порошкообразных смесей и гранулы для напитков «Филоконд» и «Травознай». Основной компонент при любом способе получения ПС — поликомпонентные концентраты.
КПК «Филоконд» получают из растительной смеси, состоящей из травы пустырника, тысячелистника, душицы. В готовом КПК комплекс экстрактивных веществ из растительного сырья дополняют сухие вещества колера, экстракта растительного конденсированного «Эра-конд», получаемого из люцерны и патоки мальтозной.
При приготовлении КПК «Травознай» применяют смесь из растительного сырья (трава пижмы, ромашка, мята и мелисса). Комплекс экстрактивных веществ из растительного сырья включает также сухие вещества колера и мальтозной патоки. В технологиях по приготовлению ПС с применением способа агломерирования в КПК массовая доля сухих веществ должна быть не менее 66 %.
Для получения порошка из КПК методом распылительной сушки предпочтительно использовать данный продукт с массовой долей сухих веществ в пределах 45-55%.
Готовую порошкообразную смесь, включающую порошок из КПК, полученный способом агломерирования или методом распылительной сушки, смешивают в вкусовыми компонентами и/ или с сухими натуральными БАД и фасуют в потребительскую тару. Порошкообразную смесь, полученную с использованием порошка КПК методом распылительной сушки, гранулируют. Для этого высушивают структурированную порошкообразную увлажненную смесь. Увлажняют ПС в смесителе расчетным объемом питьевой воды при непрерывном перемешивании (в увлажненной массе влажность ПС должна быть не более 5 %).
Увлажненную массу направляют в комбинированный аппарат, в котором проводят гранулирование и сушку. Структурированные частицы высушивают в среде теплого воздуха во встречном потоке при температуре 45.. .50 °С. Получаемые гранулы собирают на раздельной сетке в аппарате, а порошок, проходящий через ячейки сетки, вновь направляют на повторное увлажнение и высушивание. Напитки, получаемые из ПС или гранул «Филоконд» и «Травознай», способны проявлять оздо-ровителные свойства в организме.
К сожалению, начиная с 1995 г. и по настоящее время производственный ритм по выпуску порошкообразных смесей со-
храняет только одно предприятие. Один из факторов, сдерживающих развитие производства перспективной высококачественной натуральной формы продукта для инстантированных напитков, — отсутствие у предприятий, перерабатывающих растительное сырье, технических мощностей по агломерированию или сушке получаемых поликомпонентных концентратов.
Научно-экспериментальные работы по совершенствованию технологии порошкообразных смесей для напитков с использованием КПК из растительного сырья продолжаются. Разработаны технология и конструкция аппарата-агло-мератора, обеспечивающие проведение процесса агломерирования в непрерывном потоке. Новая конструкция аппарата способствует не только увеличению производительности, но и повышению качественных характеристик, биологической ценности продукции за счет повышения содержания экстрактивных веществ растительного сырья в порошкообразных смесях и в восстановленных из них напитках.
Способ получения порошкообразной смеси в непрерывном режиме и конструкторское решение аппарата-агломе-ратора защищены патентами (№ 2206250 и № 2181304).
С целью расширения сегмента потребительского рынка ПС для инстантирован-ных напитков из них специалисты института проводят научно-экспериментальные работы по разработке технологий порошкообразных смесей с использованием готовых сухих компонентов, получаемых из натурального сырья. Основными критериями при этом остаются аргументированный состав и гармонизация вкусовых структурно-механических свойств в процессе длительного срока годности (до 36 мес). Для создания таких ПС промышленность выпускает достаточный ассортимент добавок, например порошкообразный концентрат цикория, порошкообразный свекольно-паточный полуфабрикат, порошкообразные многокомпонентные полуфабрикаты вишни, апельсина, свеклы, тыквы, яблок, томатов, квасного сусла и др. (ООО «Футхолд»). Не менее значимы для использования в составе ПС сыворотка молочная сухая творожная и сыворотка молочная сухая подсырная распылительной сушки (сухую сыворотку производит ОАО «Молоко», г. Бежецк).
Имеется опыт использования сывороточных концентратов в составе безалкогольной продукции. Сывороточные добавки хорошо сочетаются с плодово-ягодными и овощными компонентами, формируя гармоничный полный вкус и повышая биологическую ценность готового продукта за счет его обогащения микро- и макроэлементами, а также водорастворимыми витаминами.
4 • 2008
37
К энергетическим добавкам, используемым в составе ПС, относят также комплексную пищевую добавку «Белково-ми-неральную», напиток сухой (заменитель молока) «Доброе утро», порошок зеленого и черного чая, витаминно-минеральные комплексы. В составе ПС равномерно диспергируются и натуральные сухие биологически активные добавки, например «Эраконд», «Таурин», «Био-йод», «Диги-дрокверцетин ДГ» и др.
Результаты научно-экспериментальных работ института по разработке технологий ПС с применением сухих компонентов подтверждают возможность включения в состав ПС нативных овощных, зерновых, бобовых составляющих в аморфном состоянии для инстантиро-ванных напитков не только с гомогенной структурой, но и с устойчивыми гетерогенными системами.
На основе технологии, включающей смешивание аргументированного подбора натуральных сухих составляющих и научно обоснованную последовательность их внесения в процессе формирования ПС; разработана технология специальных продуктов по заданию ЦПУ МО РФ совместно со специалистами СПТ ГНУ НИИ ПП и СПТ «Авангард 1» и «Авангард 2» (патенты 2174822, 2180179) в целях комплектования пищевых пайков для военнослужащих.
Пример внедряемого продукта для инстантированного напитка — порошкообразная смесь «Бульдозер» (BULLDOZER).
Институтом разработаны состав и технология ПС для фирмы ООО «СКС-альянс». В основе технологии — смешивание сухих компонентов в определённой последовательности с целью формирования ПС с равномерно диспергируемыми составляющими в массе продукта. Технологичность процесса способствует формированию структурно-механических свойств, стабилизирующих качественные и органолептические свойства инстанти-рованных напитков из ПС в течение срока годности продукта (24 мес).
В составе ПС: сухие экстракты плодов лимонника, зелёного чая, черники, гребней винограда, корня солодки, сахар, соль, фруктоза, лимонная и аскорбиновая кислоты. Нежный аромат в инстантированных из ПС напитках достигается за счет ароматизаторов, идентичных натуральным, вносимых в процессе диспергирования порошка в холодной или горячей питьевой воде, соке или в другом вкусовом напитке.
Вкус напитка пикантный, гармоничный, полный, кислосладкий с мягкой терпкостью, обладает освежающими и жаждоутоляющими свойствами. Результаты исследований потребительских свойств инстантированного напитка из ПС BULLDOZER подтверждают проявление
функциональных свойств в организме, повышающих умственную и физическую работоспособность, выносливость, улучшающих остроту зрения, способствующих концентрации защитных сил организма в стрессовых ситуациях.
Специалисты института совместно со специалистами ГНУ НИИ ПП и СПТ и коллективами других НИИ и предприятий продолжают научный поиск оптимальных технологических решений по разработке составов с использованием натуральных компонентов и технологий порошкообразных смесей для инстантиро-ванных функциональных напитков. Опыт работы и практика привлечения к оценке качества напитков детей путем проведения детских дегустаций подтверждают интерес подрастающего поколения к приготовлению напитков в домашних условиях, в том числе из порошкообразных смесей. Насыщение отечественного потребительского рынка порошкообразными смесями на натуральной основе для инстантирован-ных напитков здоровья имеет социальное значение. Необходимо рекламировать такую продукцию, подчеркивая оздоровительное действие напитка на растущий детский организм, в целях организации сбыта продукции путем осуществления маркетинговых исследований, мероприятий по проведению широких потребительских дегустаций. ®
