CC BY
177
УДК 637.146.003.13
Влияние растительных наполнителей на качество ферментированных молочно-сывороточных напитков
Грунская Вера Анатольевна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии молока и молочных продуктов
e-mail: grunskaya.vera@yandex.ru
ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Габриелян Дина Сергеевна, старший преподаватель кафедры технологии молока и молочных продуктов
e-mail: dg050272@yandex.ru
ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация. Проведен выбор растительных наполнителей и показана целесообразность их использования в технологии ферментированных молочно-сывороточных напитков. Установлены рациональные дозы внесения растительных наполнителей, обеспечивающие хорошие органолептические и структурно-механические свойства напитков.
Ключевые слова: молочная сыворотка, обезжиренное молоко, сироп шелковицы белой, облепиха, протертая с сахаром.
В современных условиях комплексное и рациональное использование вторичного молочного сырья является одним из приоритетных направлений развития молочной промышленности, что обуславливает актуальность расширения ассортимента продуктов, вырабатываемых с использованием молочной сыворотки и обезжиренного молока.
Молочная сыворотка является источником важных пищевых нутриентов. В ее состав входит более двухсот биологически активных веществ, в том числе, почти все водорастворимые и тонкодисперсные компоненты молока (лактоза, сывороточные белки, минеральные соли, молочный жир, витамины и органические кислоты, ферменты и др.) [1]. Обезжиренное молоко, отличающееся от цельного значительно меньшим содержанием жира (0,05 %), содержит практически весь белковый, углеводный и минеральный комплексы цельного молока, витамины, ферменты, органические кислоты. Белковые соединения обезжиренного молока представлены всеми фракциями казеина и сывороточных белков и практически идентичны натуральному молоку [2].
Разнообразие ассортимента продуктов может быть достигнуто за счет применения при их производстве различных видов растительного сырья. Использование растительных добавок с высоким содержанием биологически активных веществ позволит обогатить их углеводный, витаминный, минеральный состав, а также улучшить вкусовые характеристики продуктов.
В связи с этим проведены исследования по изучению влияния растительных наполнителей на показатели качества обогащенных пробиотической микрофлорой ферментированных напитков, вырабатываемых на основе подсырной сыворотки и обезжиренного молока.
В качестве заквасочной микрофлоры для напитков использовали специально подобранную поликомпонентную закваску, содержащую ацидофильную палочку, пропионовокислые бактерии и кефирную закваску (соотношение между культурами: 0,5:2:2,5, соответственно) [3], а в качестве молочной основы напитков - смесь обезжиренного молока и подсырной сыворотки в соотношении (65-70:3530) [4], обеспечивающем хорошие органолептические и структурно-механические свойства продуктов.
Для повышения пищевой ценности и улучшения органолептических свойств напитков в качестве растительных наполнителей были выбраны сироп шелковицы белой и облепиха, протертая с сахаром. Сироп шелковицы получают без добавления сахара, что важно для диетического питания. Его использование позволяет обеспечить сладкий вкус продукта без использования сахара-песка. Известно, что ягоды шелковицы (Morus) содержат моносахариды и дисахариды, органические кислоты (лимонную, яблочную), пектины, витамины группы В, аскорбиновую кислоту, соли меди и железа, антиоксиданты [5]. Ягоды облепихи богаты витаминами группы В, витаминами С, К, Е, К, РР, микроэлементами (их насчитывается около
—* Л \ W W V» U
20), включая титан, селен, кремний, железо, кальций, алюминий, магний, марганец, натрий, фтор, фосфор, серу и другие. Облепиха насыщена алкалоидами, стеринами, бета-каротинами, пектиновыми веществами, кумарином, бетаином, хо-лином, рутином, инозидом, серотонином, лейкоантоцианами, флавоноидами, фос-фолипидами и рядом других веществ [6].
Для установления рациональной дозы внесения наполнителей при производстве напитков использовали метод ортогонального композиционного планирования эксперимента [7, 8]. На основании результатов предварительно проведенных
опытов и литературных данных было выявлено два основных фактора: доза наполнителя в молочно-сывороточной основе (х1) и титруемая кислотность сгустка (х2), оказывающих наиболее существенное влияние на органолептические показатели, структурно-механические и синеретические свойства напитков. Напитки вырабатывали по типу резервуарного способа, наполнитель вносили в частично охлажденный (до 20 оС) сгусток. В качестве выходных параметров были выбраны: у1 - органолептические показатели, балл;
у2 - влагоудерживающая способность сгустка, % выделившейся сыворотки при центрифугировании;
у3 - эффективная вязкость неразрушенной структуры сгустка, Па-с. Диапазон изменения исследуемых факторов представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Диапазон варьирования технологических факторов
Факторы Диапазон
Наполнитель - облепиха, протертая с сахаром
Доза, % (х1) 8-20
Титруемая кислотность, оТ (х2) 70-100
Наполнитель - сироп шелковицы
Доза, % (х1) 4-14
Титруемая кислотность, оТ (х2) 70-100
Матрица планирования ортогонального центрально-композиционного плана 2-го порядка для двухфакторного эксперимента (а = 1,000, d=0,667) и усредненные по трем повторностям результаты этих опытов приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Матрица планирования и результаты исследования
№ опыта Факторы в натуральном масштабе Выходные параметры
епихой, протертой с сахаром Мм
1 8 70 9 34 2,94
2 8 100 9.5 30 3,29
3 20 70 9 27 2,64
4 20 100 10,5 25 3,08
5 8 85 11,5 32 3,2
6 14 70 11 31 2,86
7 14 85 14 26 3,08
8 20 85 11 28 2,86
9 14 100 12 22 3,1
Напиток с сиропом шелковицы белой
1 4 70 7,0 60 2,14
2 4 100 8,0 48 2,36
3 14 70 10,0 62 2,60
4 14 100 11,0 53 2,69
5 4 85 8,5 52 2,31
6 9 70 1,4 54 2,62
№ опыта Факторы в натуральном масштабе Выходные параметры
шш ШШ 14,9 43 2,75
7 9 85
8 14 85 11,0 55 2,64
9 9 100 14,3 40 2,77
Органолептические показатели напитков определяли с использованием разработанной условной балльной шкалы. Влагоудерживающую способность сгустков оценивали методом центрифугирования по объему выделившейся сыворотки в процентах. Эффективную вязкость кислотных сгустков определяли с использованием метода ротационной визкозиметрии на приборе «Реотест 2.1».
С использованием программы Statsoft получены математические модели, отражающие зависимости изменения органолептических показателей, синеретиче-ской способности и эффективной вязкости сгустка от исследуемых факторов: для напитка с облепихой, протертой с сахаром у1= - 56,6481 + 1,9213х1-0,0671 х12+1,2926х2-0,0015х22; у2= 49,50-0,500х1-0,1666х2; у3= 2,3633-0,0236х1 + 0,0114х2; для напитка с сиропом шелковицы у1= - 30,5916+3,9913х1-0,2060 х12+0,5922х2-0,0033х22; у^ 195,0548-6,3867х1+0,3733х12-2,5296х2+0,0126х22; у2= - 0,173467+1,028733х1-0,047800х12.
Анализ полученных зависимостей показал, что при использовании в качестве наполнителя сиропа шелковицы наибольшее влияние на органолептические и структурно-механические показатели напитка оказывает доза внесенного наполнителя по сравнению с кислотностью сгустка. При использовании облепихи, протертой с сахаром, на органолептические показатели почти в одинаковой степени влияют и доза наполнителя, и кислотность сгустка, а на структурно-механические свойства - в большей степени оказывает влияние кислотность сгустка.
Поверхности отклика и контурные графики выходных параметров в зависимости от дозы наполнителя и кислотности сгустка представлены на рис. 1, 2, 3. а) б)
Рис. 1. Поверхности отклика и контурные графики зависимости органолептической оценки (у1) от исследуемых факторов: а - напиток с облепихой, протертой с сахаром; б - напиток с сиропом шелковицы
Рис. 2. Поверхности отклика и контурные графики зависимости влагоудерживающей способности (у2) от исследуемых факторов: а - напиток с облепихой, протертой с сахаром; б - напиток с сиропом шелковицы
а) б)
Рис. 3. Поверхности отклика и контурные графики зависимости эффективной вязкости (у3) от исследуемых факторов: а - напиток с облепихой, протертой с сахаром; б - напиток с сиропом шелковицы
Оптимальные значения исследуемых факторов определены с использованием графиков поверхностей отклика и линий уровня поверхностей: х1 = 13-14 %, х2 = 85-90 оТ (для напитка с облепихой, протертой с сахаром); х1 = 8-9 %, х2 = 85-95 оТ (для напитка, с сиропом шелковицы).
Оценка органолептических показателей продуктов с различной дозой наполнителей проведена также с помощью профильного метода и представлена на рис. 4. Результаты этих исследований, подтвердили, что при внесении сиропа шелковицы в дозе 8-9 %, облепихи протертой с сахаром - в дозе 13-14 % напитки характеризуются гармоничным кисломолочным, умеренно сладким вкусом и ароматом шелковицы или облепихи, а также однородной консистенцией и светло-кремовым цветом при использовании в качестве наполнителя шелковицы и светло-оранжевым - при использовании облепихи.
а)
б)
Рис. 4. Влияние дозы наполнителя на органолептические свойства молочно-сывороточного напитка: а - напиток с облепихой, протертой с сахаром; б - напиток с сиропом шелковицы
Проведены исследования по влиянию растительных наполнителей на изменение структурно-механических свойств напитков в процессе их хранения (табл. 3).
Таблица 3 - Изменение реологических характеристик напитков при хранении
Структурно-механические показатели напитков
Продолжительность хранения,сутки Потеря вязкости, % Восстановление структуры, % Коэффициент механической стабильности
Без наполнителя
0 34,62 76,92 1,53
5 30,77 78,56 1,46
7 41,18 70,59 1,70
11 55,88 64,71 1,91
1 С сиропом шелковицы
0 30,12 90,00 1,43
5 30,77 92,31 1,43
7 33,23 85,71 1,45
11 34,14 76,92 1,48
1 С облепихой, поотеотой с сахаоом 1
0 ... 33,33 85,52 1,50
5 32,05 87,15 1,45
7 34,12 82,19 1,51
11 42,13 79,25 1,65
В процессе хранения напитков наблюдалось незначительное снижение вла-гоудерживающих свойств (рис. 5). Следует отметить, что напитки с растительными наполнителями отличаются более высокими тиксотропными свойствами (коэффициент потерь вязкости уменьшается на 14-22 %, относительная степень восстановления структуры увеличивается на 12-14 %) и влагоудерживающей способностью (повышается на 3-5 %), что, по-видимому, объясняется проявлением гелеобразу-ющих свойств наполнителей.
ш ш ш
П ро ДО Л Ж f
Рис. 5. Синеретические свойства кислотных сгустков молочно-сывороточных напитков
Таким образом, результаты выполненных исследований показали целесообразность использования сиропа плодов шелковицы белой и облепихи, протертой с сахаром, в качестве растительных наполнителей для получения молочно-сыво-роточных напитков. Установлены рациональные дозы их внесения: 13-14 % -для облепихи, протертой с сахаром; 8-9 % - для сиропа шелковицы, позволяющие получать напитки с хорошими органолептическими и структурно-механическими показателями.
Список литературных источников:
1. Храмцов, А. Г. Ценность молочной сыворотки / А. Г. Храмцов // Переработка молока. - 2010. - №7. - С. 40-43.
2. Храмцов, А. Г. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т. 5. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки / А. Г. Храмцов, С. В.Василисин . - СПб. : ГИОРД. - 2004. - 576 с.
3. Пат. 2484631 Российская федерация, МПК А23С9/12. Способ получения кисломолочного продукта / Грунская В.А., Габриелян Д.С.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное профессионального образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина». - № 2012112844/10; заявл. 02.04.2012; опубл. 20.06.2013.
4. Грунская, В. А. Оптимизация молочно-сывороточной основы с учетом влияния технологических факторов при производстве ферментированного напитка [Электронный ресурс] / В. А. Грунская, Д. С. Габриелян, К. Ю. Рогатенко // Молоч-нохозяйственный вестник. - ФГБОУ ВПО ВГМХА им. Н.В. Верещагина. - Электрон. журнал. - Вологда ; Молочное. - 2014. - №4(16), IV кв. - С. 69-75. Режим доступа: http://molochnoe.ru/journal.
5. Тадидишвили, Д. Р. Шелковица (Morus) - перспективное сырье для производства продуктов лечебно-профилактического назначения / Д. Р. Тадидишвили, М. С. Карчава, Ц. З. Хуцидзе // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. -№7. - С. 39-40.
7. Михеев, А. М. Облепиха / А. М. Михеев, В. И. Демченко. - М. : Росагропро-
миздат, 2006. - 48 с.
8. Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов / В. Боровиков. - 2-е изд. (+CD). - СПб. : Питер, 2003. - 688 с.
9. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования эксперимента / Ю. П. Грачев, Ю. П. Плаксин. - М. : ДеЛи принт. - 2005. - 296 с.
The effect of herbal additives on the quality of fermented milk-whey beverages
Grunskaya Vera Anatol'evna, candidate of sciences (technics), assistant professor of technology of milk and dairy products
e-mail: grunskaya.vera@yandex.ru
FSBEI HPE the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy
Gabrielyan Dina Sergeevna, senior lecturer of technology of milk and dairy products
e-mail: dg050272@yandex.ru
FSBEI HPE the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy
Abstract. The vegetable toppings and the expediency of their use in technology of fermented milk-whey beverages. Rational dose adding vegetable fillers that provide good organoleptic and structural-mechanical properties of drinks.
Keywords: whey milk, skimmed milk, syrup of white mulberry, sea buckthorn mashed with sugar.
