CC BY
22
УДК 637.07
Влияние криопорошка «яблоко» на качество сывороточного напитка функционального назначения
Impact cryopowder "Apple" on the quality of whey beverage
functional purpose
Профессор А.П. Мансуров, (Институт пищевых технологий и дизайна - филиал «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет»), кафедра естественнонаучных дисциплин, тел. (8910-899-38-39)
Е mail:ar.mansurow@yandex.ru
Доцент В.А. Бочаров, (Институт пищевых технологий и дизайна - филиал «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет»), кафедра товароведения и экспертизы качества, тел. (8-910-128-27-00) Email: bocharov1960@mail.ru
Доцент Е.В. Пальчиков, (Мичуринский государственный аграрный университет), кафедра агрохимии, почвоведения и агроэкологии, тел. (8-960-661-54-78) Е mail: evgeniy. palchikov. 7 9@yandex. ru
Профессор А.С. Ратушный (Мичуринский государственный аграрный университет), кафедра технологии продуктов питания и товароведения, тел. (8-916-385-95-22) Email: ratucha2010@mail.ru
Professor A.P. Mansurov, (Institute for food technology and design - a branch of "Nizhny Novgorod state engineering-economic University) Chair of natural Sciences, Tel. (8-910-899-38-39) Email: ar.mansurow@yandex.ru
Associate Professor V.A. Bocharov, (Institute for food technology and design - a branch of "Nizhny Novgorod state engineering-economic University), Chair of commodity research and examination of quality, Tel. (8-910128-27-00)
Email: bocharov1960@mail.ru
Associate Professor E.V. Palchikov, (Michurinsk State Agrarian University)
Horticultural institute, Chair of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology, Tel. (8-960-66154-78)
E mail: evgeniy. palchikov. 7 9@yandex. ru
Professor A.S. Ratushny (Michurinsk State Agrarian University).
Horticultural institute, Chair of Food Technology and Merchandising. Tel. 8-916-385-95-22 Email: ratucha2010@mail.ru
Реферат. Разработан новый продукт функционального назначения на основе молочной сыворотки с добавлением криопорошка «яблоко». Доказано влияние криопорошка «яблоко» на повышение качества и биологическую ценность молочной сыворотки. Создание нового вида сывороточного напитка - это путь к решению проблем вкусного и здорового питания, так как обогащенную молочную сыворотку можно использовать не только как лечебно-профилактический продукт, но и как средство косметологических процедур. Доказано благоприятное влияние криопорошка «яблоко» на органолептические, физико-химические и микробиологические показатели молочной сыворотки, на повышение пищевой и энергетической ценности готового продукта. Отражены экономический и экологический аспекты решаемых проблем. Исследования проводились на базе МБУЗ «Молочная кухня» и на базе Института пищевых технологий и дизайна Нижнего Новгорода. Использованы стандартные методы определения органолептических показателей качества, содержания белков, жиров и углеводов, титру-
© Мансуров А.П., Бочаров В.А., Пальчиков Е.В., Ратушный А.С., 2019
-емой кислотности, микробиологических показателей, рассчитана энергетическая ценность сравниваемых образцов продукции.
Summary. The research work is devoted to the development of a new functional product based on whey with the addition of cryopowder "Apple". Based on numerous results of researches on creation of multifunctional dairy products stated in the used sources and the periodical press, in work influence of cryopowder "Apple" on improvement of quality and biological value of dairy serum is proved. The authors of the article proved that the creation of a new type of whey drink is not only a way to solve the problems of tasty and healthy food, it is also a way to improve the health of the nation, as enriched whey can be used not only as a therapeutic product, but also as a means of cosmetic procedures. The paper proves the favorable effect of Apple cryopowder on organoleptic, physico-chemical and microbiological parameters of whey, on the increase of food and energy value of the finished product. The article also reflects the economic and environmental aspects of the problems to be solved. Whey is actually a benign waste in the production of cottage cheese and cottage cheese products. It is cheap and biologically valuable raw materials. If it is not used in secondary production, and drained into the sewer, it will lead to a decrease in production efficiency and pollution.
The research was carried out at the enterprise of the municipal budget healthcare institution "Dairy kitchen" and on the Basis of the Institute of food technologies and design of Nizhny Novgorod. In this study we used standard methods for determination of organoleptic quality indices, determine the content of proteins, fats and carbohydrates, titratable acidity, microbiological parameters, calculated energy value to compare product samples. Research work is the result of fruitful cooperation between the scientific and pedagogical staff of two higher educational institutions: Nizhny Novgorod Institute of food technology and design and Michurin state agrarian University.
Ключевые слова: молочная сыворотка, криопорошок «яблоко», сывороточный напиток, биологическая ценность, традиционная и предлагаемая технологии.
Keywords: whey powder, cryopowder «Apple», whey drink, biological value, traditional and proposed technologies.
Ещё несколько лет назад сыворотка в России практически не использовалась в производстве по причине высокого содержания минеральных веществ и молочной кислоты, а фактически сбрасывалась в канализацию. Поскольку перерабатывается всего лишь 38 % сыворотки, остальная часть попросту сливается, что значительно ухудшает экологическую обстановку региона. По оценкам специалистов объем сливаемой сыворотки, в основном творожной, составляет от 1,5 до 3,0 млн т в год. Таким образом, проблема использования сыворотки неразрывно связана с проблемой охраны окружающей среды. В зависимости от объемов и вида молочной сыворотки должны применяться различные технологии ее переработки [12,15].
Должен осуществляться процесс деминерализации молочной сыворотки, при котором кардинально меняются органолептические и физико-химические характеристики сыворотки, но сохраняется её повышенная биологическая ценность [4]. Сыворотка является особенным продуктом. Ведь она получается в процессе приго-товленияиз коровьего или козьего молока. У нее очень специфический вкус и запах, который не всем по душе, но этот продукт обладает полезными свойствами и рекомендуется к приему при определенных заболеваниях [9].
Молочная сыворотка имеет большое значение в лечебном питании. Являясь самым малокалорийным молочным продуктом (калорийность ее составляет 35 % от калорийности молока), она обладает способностью возбуждать секрецию пищеварительных желез, поэтому ее рекомендуют при гастритах с пониженной кислотностью. При этом желательно употреблять ее перед едой. Молочная сыворотка может служить для нормализации и оздоровления микрофлоры кишечника, снижения гнилостных процессов в кишечнике, вызываемых токсичными продуктами. Сыворотку можно применять при лечении ожирения и с целью профилактики и предупреждения развития избыточной массы тела. Во многих странах мира большой популярностью пользуются напитки с использованием молочной сыворотки [1,3,8].
В нашей стране накоплен положительный опыт промышленной переработки молочной сыворотки. Сыворотку и ее ингредиенты используют при выработке различных продуктов питания. Однако молочная промышленность имеет существенные резервы сыворотки, что указывает на актуальность поиска новых способов ее переработки. Следует отметить, что по своему составу сыворотка может служить хорошей основой для получения продуктов питания, в том числе продуктов многофункционального назначения с регулируемым составом белков, витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, минеральных веществ, пищевых волокон и других ценных компонентов пищи [6,10,11].
Для улучшения вкуса и повышения пищевой и биологической ценности сывороточного напитка применяют биологическую обработку и внесение наполнителей.
Выделение значительной части белков из сыворотки позволяет получить прозрачные освежающие напитки. Белки увеличивают мутность, снижают стойкость при хранении и ослабляют освежающий эффект. В осветленной сыворотке ослабляется специфический сывороточный привкус. В настоящее время основным способом выделения сывороточных белков является тепловая денатурация [2,13].
Биологическая обработка повышает питательную ценность напитков вследствие увеличения массовой доли некоторых водорастворимых витаминов и лакта-тов. Сбраживание лактозы до молочной кислоты и других веществ позволяет направленно изменить соотношение «белок - углеводы» в желаемую сторону и улучшить вкус напитка. В связи с низким содержанием сухих веществ и быстрой порчей сыворотку целесообразно концентрировать. Концентраты можно транспортировать на значительные расстояния, хранить длительное время и использовать по мере необходимости [5]. Приготовление продуктов из смеси молока и сыворотки позволяет направленно регулировать состав компонентов для получения определенных видов напитков. Изменяется соотношение «казеин - сывороточные белки» [13].
Перспективным в создании новых продуктов является направление по комбинированию молочного и растительного сырья. Это обеспечивает возможность взаимного обогащения получаемых продуктов незаменимыми веществами, а также позволяет регулировать их состав в соответствии с основными положениями теории сбалансированного питания [14]. С целью создания комбинированных продуктов и повышения их пищевой ценности целесообразно использовать разнообразное сырье растительного происхождения, в частности плоды, мелкоплодных яблок. Это сырье отличается хорошими технологическими свойствами, содержит разнообразные биологически активные вещества (витамины, балластные углеводы, минеральные элементы) [7,14].
Криотехнология - метод переработки растений с использованием низких температур. Сырье для криопорошков сначала подвергается вакуумной сушке, далее при помощи жидкого азота охлаждается до глубоких отрицательных температур. В результате получаются тонкодисперсные порошки, сохраняющие все витамины и микроэлементы. Даже витамин С в продукции сохраняется до 70 %. Остальные же витамины сохраняются в криопорошках до 100 %. Кроме того, продукты криотех-нологий отличаются отличной усвояемостью. Яблоки являются источником биологически активных веществ, особенно макро - и микроэлементов, витаминов и органических кислот, которые содержатся в них в легкоусвояемой форме и в оптимальных для человеческого организма соотношениях. Они могут обеспечить около половины суточной потребности человека в витаминах и микроэлементах, а также являются прекрасным сырьем для пищевой промышленности. Стоимость 1 кг криопорошка "яблоко"составляет 980 р [15,16].
Академик РАСХН А.Г. Храмцов утверждает: "Необходимость, целесообразность и возможность промышленной переработки молочной сыворотки в настоящее время у профессионалов молочного дела всего мира не вызывают сомнений. Задача состоит в том, как это с наименьшими затратами практически осуществить". Чтобы решить задачу "наименьших затрат" в уравнении со многими неизвестными необходимо определиться с их значением (или областью значений). Поэтому в этой же статье академик А.Г. Храмцов пишет "... Рациональное использование продуктов, получаемых из молочной сыворотки, является не менее актуальной и значимой проблемой, как и промышленная переработка". И тут же отмечает "... К сожалению, ей уделяется, в том числе переработчиками, потребителями и инвесторами, недостаточное внимание" [12].
В Нижнем Новгороде 67 компаний производят молочную сыворотку. Но лишь в нескольких из них сыворотку вводят в производство. Большинство производителей попросту выливают огромное количество молочной сыворотки в канализацию.
Анализ экономических и технологических особенностей производства различных видов сывороточных напитков показал, что на данном этапе развития молочной промышленности перспективным является производство ферментированного напитка из молочной сыворотки с добавлением криопорошка "яблоко".
Круг потребителей молочной сыворотки, при обогащении его криопорошком "яблоко" будет расширяться за счет людей, предпочитающих функциональное питание и следящих за своим здоровьем. Актуальность исследования состоит в том, что увеличение производства творога и творожных изделий, а также сыров приводит к значительному увеличению количества сыворотки как побочного продукта переработки молока, что приводит к значительному снижению эффективности производства и загрязнению окружающей среды. Напитки из молочной сыворотки являются ценными и полезными, так как сыворотка содержит в сбалансированном виде незаменимые аминокислоты (метионин, лизин, гистидин, триптофан и др), которые обеспечивают регенерацию белков печени, плазмы крови и гемоглобина. В настоящее время активно ведутся исследования по созданию напитков из сыворотки комбинированного состава с добавлением различных растительных наполнителей, без химических добавок.
Цель работы - создание нового напитка из сыворотки с добавлением растительных компонентов.
В соответствии с анализом опубликованных материалов была выдвинута гипотеза исследования - использование молочной сыворотки на пищевые цели, в том числе повышение биологической ценности напитка на основе молочной сыворотки с криопорошком "яблоко". Работа проводилась в 2017 г на базе МБУЗ «Молочная кухня» Н. Новгорода совместно с врачом-диетологом директором детских молочных кухонь И.С. Бугровой.
Для определения органолептических показателей качества исследуемых образцов использовалась традиционная методология. Кислотность определялась методом титрования; массовая доля жира - кислотным методом; массовая доля белка в продукте - колориметрическим методом. Также определялось количество молочнокислых микроорганизмов в соответствии с ГОСТ 10444.11-89. Метод основан на высеве определенного количества продукта в питательные среды, культивировании посевов при оптимальных условиях и определении морфологических и биохимических свойств обнаруженных микроорганизмов и их подсчете. Энергетическая ценность образцов рассчитывалась в соответствии с СанПиНом 2.3.2.107801 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов». Проведение исследований предполагало постановку экспериментов в строго определенной последовательности. В первом эксперименте определялось изменение органолептических показателей с добавлением крипорошка "яблоко» по сравнению с сывороточным напитком, выработанным по традиционной технологии (табл.1).
Таблица 1
Изменение органолептических показателен сывороточного напитка с внесением криопорошка "яблоко"
Наименование показателя Сывороточный напиток по традиционной технологии Сывороточный напиток с добавлением криопорошка «яблоко» (10%)
Вкус и запах Чистый, кисло-сладкий освежающий вкус и характерный сывороточный запах Чистый, кисло-сладкий освежающий вкус, с соответствующим привкусом и запахом добавленного криопорошка, с незначительным запахом ванили
Цвет Бледно-желтый Светло-коричневый
Во втором эксперименте определялись изменения физико-химических показателей с внесением криопорошка "яблоко" по сравнению с сывороточным напитком, выработанным по традиционной технологии (табл. 2).
Таблица 2
Изменение физико-химических показателен сывороточного напитка с внесением криопорошка "яблоко"
Наименование показателя Сывороточный напиток по традиционной технологии Сывороточный напиток с добавлением криопорошка «яблоко» (10 %)
Кислотность, 0Т 70 80
Массовая доля жира, % 0,1 0,12
Массовая доля белка, % 0,9 0,91
Массовая доля сахаров, % 7,00 8,22
В третьем эксперименте определялось изменение микробиологических показателей с внесением криопорошка "яблоко" по сравнению с сывороточным напитком, выработанным по традиционной технологии (табл. 3).
Таблица 3
Изменение микробиологических показателен сывороточного напитка с внесением криопорошка "яблоко"
Наименование показателя Сывороточный напиток по традиционной технологии Сывороточный напиток с добавлением криопорошка «яблоко» (10 %)
Количество молочнокислых микроорганизмов КОЕ в 1 г, не менее 106 107
Бактерии группы кишечных палочек (колиформы) в 0,1 г Не обнаружено Не обнаружено
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. бактерии рода Сальмонелла в 25 г Не обнаружено Не обнаружено
В четвертом эксперименте определялось изменение энергетической ценности, с внесением криопорошка "яблоко", по сравнению с сывороточным напитком, выработанным по традиционной технологии (табл. 4).
Таблица 4
Изменение энергетической и пищевой ценности сывороточного напитка с внесением криопорошка "яблоко"
Наименование показателя Сывороточный напиток по традиционной технологии Сывороточный напиток с добавлением криопорошка «яблоко» (10 %)
Массовая доля жира, % 0,1 0,1
Массовая доля белка, % 0,9 0,91
Массовая доля углеводов, % 7,00 8,22
Энергетическая ценность, ккал 32,5 37,6
В результате исследования установлено, что:
добавление криопорошка в молочную сыворотку приводит к улучшению ор-ганолептических показателей напитка: улучшается вкус, более насыщенный цвет ;
выработка сывороточного напитка с криопорошком "яблоко" улучшает физико-химические показатели напитка: увеличивается кислотность на 10 °Т, массовая доля жира на - 0,11 %, массовая доля сахаров на - 1,22 %
добавление криопорошка "яблоко" в сывороточный напиток приводит к увеличению количества молочнокислых микроорганизмов;
при добавлении криопорошка "яблоко" в традиционный сывороточный напиток увеличивается его энергетическая ценность на 5,1 ккал.
После проведения экономических расчетов и подтверждения рентабельности напитка установлено, что он может быть внедрен в производство.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вайнштейн, Х.И. Молочная сыворотка, ее свойства и лечебное применение [Текст]/ Х.И. Вайнштейн. - Челябинск. Южно-Уральское кн.изд-во, 1973. -132 с.
2. Гаврилов, Г.Б. Технологии мембранных процессов переработки молочной сыворотки и создание продуктов с функциональными свойствами[Текст]. -: Монография/ Г.Б. Гаврилов. - М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2006. - 134 с.
3. Давидов, Р.Б., Фрайнгар Б.И. Питательная ценность и биологические свойства молочной сыворотки. Молочная промышленность/ Р.Б. Гаврилов. Б. И. Фрайнгар. -1974, № 12,12 с.
4. Данченко, М.Б. Экономическая эффективность промышленной переработки молочной сыворотки/ М.Б. Данченко. - М.: Пищевая промышленность, 1979. 184с.
5. Дьяченко, П.Ф. Пищевая ценность молока. Технология молока и молочных продуктов / П.Ф. Дьяченко. М.: Пищевая промышленность, 1974. - 22 с.
6. Жидков, В.Е. Научно-технические основы биотехнологии альтернативных вариантов напитков из молочной сыворотки/В.Е.Жидков. - Монография. - Ростов на Дону:Изд.СКНЦ ВШ, 2000. - 153с.
7. Зобкова,З.С., Падарян И.М. Производство молока и молочных продуктов с наполнителями и витаминами. Учебник. / З.С.Зобкова, И.М.Падарян. - М.: Агро-произдат, 1985. - 82 с.
8. Тихомирова, H.A. Нанотехнология и биотехнология продуктов функционального питания на молочной основе [Текст]/ H.A. Тихомирова. -Молочная промышленность. 2005. - № 5. - С 74-75.
9. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Безотходная технология в молочной промышленности. Монография/Под ред. А. Г. Храмцова. - М.: Агропромиздат, 1989. -279 с.: ил. - ISBN 5-10-000211-5, ч/б., dpi300
10. Храмцов А.Г. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки/ А.Г. Храмцов. -соавт. Э.Ф. Кравченко и др. — М.: Легкая и пищ. промышленность, 1982. - 295 с.
11. Храмцов А.Г. Промышленная переработка нежирного молочного сырья/ А.Г. Храмцов,- соавт. К.А. Полянский. -Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1992. -189 с.
12. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки. Учебное пособие/ А.Г. Храмцов. П.Г. Нестеренко. -М.: ДеЛипринт, 2003. -768 с.
13. Шалыгина А.М., Калинина Л.В. Общая технология молока и молочных продуктов. Учеб. для студентов вузов/ А.М. Шалыгина, Л.В. Калинина.
- М.: КолосС, 2004. — 199 с.: ил., табл. — (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений) — ISBN 5-9532-0123-0.
14. Щетинин М.П Обогащение молочных продуктов добавками растительного происхождении/М.П. Щетинин. -Алтайский Государственный Технический университет им. И.И. Ползунова. 2003.- 27 с.
15. Курьянова Е.Н. [Текст] Энергетика биосферы и энергетическая эффективность плодоводства / Е.Н. Курьянова, Л.В. Бобрович, Л.В. Григорьева, Е.В. [и др.]// Журнал Вестник Мичуринского ГАУ. - 2012.- № 2.- С. 1215.
16. http://www.floravit.ru/2007_st03.html
17. https://santeville.ru
REFERENCE
1. Weinstein, H.I. Milk whey, its properties and therapeutic use / H.I. Weinstein.
- Chelyabinsk.: South Uralsk. publishing house, 1973.-132 p.
2. Gavrilov, G.B. Technologies of membrane processes of whey processing and creation of products with functional properties. - Monograph / G.B. Gavrilov. - Moscow: Publishing House of the Rosselkhozakademii, 2006. - 134 p.
3. Davidov, RB, Freyngar B.I. Nutritional value and biological properties of whey. Dairy industry / R.B. Gavrilov., B. I. Frayngar.-1974, No. 12, 12 p.
4. Danchenko, M.B. Economic efficiency of industrial processing of milk whey / M.B. Danchenko. - Moscow: Food Industry, 1979. 184p.
5. Dyachenko, P.F. Nutritional value of milk. Technology of milk and milk products / P.F. Dyachenko., Moscow: Food Industry, 1974. - 22 p.
6. Zhidkov, V.E. Scientific and technical fundamentals of biotechnology of alternative varieties of beverages from milk whey / V.E.Zhidkov. - Monograph. Rostov-on-Don: Izd.SCNTS VS, 2000. - 153s.
7. Zobkov, Z.S., Padaryan I.M. Production of milk and dairy products with fillers and vitamins. Textbook. / Z.S. Zobkova., I.M.Padaryan. - M.: Agroproizdat, 1985. - 82 p.
8. Tikhomirova, H.A. Nanotechnology and biotechnology of functional nutrition products on a daily basis / H.A. Tikhomirova.-Dairy industry. 2005. - No. 5, - 74-75 pp.
9. Khramtsov A.G., Nesterenko P.G.Wasteless technology in the dairy industry. Monograph / Ed. A.G.Khramtsova. - Moscow: Agropromizdat, 1989. - 279 p.: ill. -ISBN 5-10-000211-5, b / w, dpi300
10. Khramtsov A.G. Products from skimmed milk, buttermilk and whey / A.G. Khramtsov, et al., E.F. Kravchenko et al. - M .: Light and food. industry, 1982. - 295 with.
11. Khramtsov A.G. Industrial processing of low-fat milk raw materials / A.G. Temple-tsov, - co-workers: K.A. Polyanskiy.-Voronezh: Publishing House of Voronezh. University, 1992. -189 p.
12. Khramtsov AG, Nesterenko P.G. Technology of products from whey. Textbook / A.G. Khramtsov., P.G. Nesterenko.-Moscow: DeLi print, 2003. - 768 p.
13. Shalygina AM, Kalinina L.V. General technology of milk and dairy products. Textbook. for university students / А.М. Shalygina., L.V. Kalinin .- Moscow: Colossus, 2004. - 199 p.: ill., Tab. - (Textbooks and teaching aids for students of higher educational institutions) - ISBN 5-9532-0123-0.
14. Shchetinin, M.P. Enrichment of dairy products with additives of plant origin. / M.P.Shchetinin.-Altai State Technical University. I.I. Polzunova. 2003. - 27 pp.
15. Kuryanova E.N., Bobrovych L.V., Grigoryeva L.V., Palchikov, E.V. Energetics of the biosphere and the energy efficiency of fruit growing / Kuryanova E.N., Bobrovych L.V., Grigoryeva L.V., Palchikov V.E., Cartechini N.V. // The Bulletin of Mi-churinskiy state agricultural University. - 2012.-No. 2.- P. 12-15.
15. http://www.floravit.ru/2007_st03.html
16. https:/ /santeville.ru
