Разработка функционального молочно-растительного напитка длительного срока хранения

Аннотация. Статья посвящена вопросу разработки молочно-растительного напитка для детей школьного возраста, проживающих на северных территориях. Основная задача заключается в возможности увеличить срок хранения напитка. Предложена идея создания продукта с тыквенным волокном, растительным молоком и витаминами А и Е. Проведены органолептические, физико-химические и микробиологические исследования.

Abstract. The article is devoted to the development of a dairy-herbal drink for school-age children living in the northern territories. The main challenge is the ability to increase the shelf life of the drink. The idea of ​​creating a product with pumpkin fiber, vegetable milk and vitamins A and E was proposed. Organoleptic, physicochemical and microbiological studies were carried out.

Ключевые слова: тыквенное волокно, растительное молоко, реологические свойства.

Keywords: pumpkin fiber, vegetable milk, rheological properties.

Развитие сегмента так называемых обогащенных продуктов питания − одна из наиболее актуальных тенденций на рынке пищевой (и особенно молочной) продукции. В группу обогащенных молочных продуктов питания входят био- и бифидокефиры, витаминизированное молоко и сокосодержащие молочные продукты, био-йогурты (питьевые и обычные) и биоряженка.

Одним из перспективных путей решения этой задачи является внесение в молочные напитки нутрицевтиков или ингредиентов содержащих их в большом количестве.  Основные источники витаминов и микронутриентов – это овощи, фрукты, орехи и злаковые культуры или продукты на их основе, например растительное молоко.

Основной задачей стоит разработка ферментированного напитка длительного срока хранения. Необходимо составить рецептуру  с такими ингредиентами, которые могут продлить сроки годности продукту [1].

Такими ингредиентами являются пищевые волокна. Под пищевыми волокнами принято понимать компоненты пищи, устойчивые к действию пищеварительных ферментов и оказывающие положительное влияние на процессы метаболизма в организме человека. К пищевым волокнам относятся органические вещества растительного, животного и синтетического происхождения.

При производстве молочных продуктов пищевые волокна используются в качестве стабилизирующих систем для создания заданных структурно-механических характеристик, органолептических показателей, для увеличения сроков хранения продукта с гарантией его качества, повышения биологической и пищевой ценности и лечебно-профилактических свойств [2].

В качестве источника пищевых волокон выбрано тыквенное волокно в виду его доступности и относительной дешевизны.

Чтобы дополнительно обогатить напиток недостающими нутриентами, было решено добавить в коровьему молоку растительное молоко.

Основные полезные свойства растительного молока: улучшение пищеварения; для включения в рацион питания людей с лактазной недостаточность и/или аллергией на белок коровьего молока; в качестве обволакивающего средства при наличии воспалительных явлений в желудочно-кишечном тракте; для организации питания после перенесённых кишечных и ротавирусных инфекций для восстановления функций ЖКТ [3].

Основной компонент растительного молока – овёс. Овес имеет высокую пищевую ценность, а именно белок с наиболее высокой среди всех зерновых биологической активностью, витамины группы В, минеральные вещества. Его состав, полезные свойства, наличие пищевых волокон и beta-глюканов, способствуют широкому использованию продуктов из овса в лечебном питании [4].

Технология кисло-молочных продуктов с использованием растительных компонентов почти не отличается от общей технологии.ьйогурта резервуарным способом.

Для разработки молочно-растительного напитка произведен ряд выработок с целью получения необходимых свойств конечного продукта. Сделана выработка с разным количеством тыквенного волокна – 0, 2,5 и 5 %, соответственно. Произведена органолептическая оценка и измерены реологические свойства продуктов. Выработка была сделана из расчета 1000 мл каждого образца.

Сквашивания проводилось 4 часа. Каждый час была отмерена титруемая и активная кислотность для определения процесса сквашивания продукта.

В соответствие с ГОСТ 31981-2013 титруемая кислотность в йогурте должна быть от 75 до 140 °Т. Получено, что кисло-молочный напиток с добавлением тыквенного волокна сквасился уже на 3 часу сквашивания.

В результате органолептической оценки решено производить дальнейшие исследования по рецептуре образца № 2 с добавлением тыквенного волокна в количестве 2,5 % от общей массы. Данный образец имеет приятный кисломолочный запах и вкус, молочно-белый цвет в отличие от других образцов. За 10 дней хранения продукт не испортил свои органолептические свойства. Поэтому следует проверить реологическое поведение кисло-молочного напитка в процессе его хранения.

Реология пищевых продуктов напрямую связана с принятием конечного продукта потребителями. В молочных продуктах на реологические свойства в основном влияют три фактора: качество сырья; тип и характеристики используемых ингредиентов; методология обработки и используемые технологии.

Измерение реологических свойств позволяет охарактеризовать и спрогнозировать влияние переменных, задействованных в производственном процессе, на сенсорные аспекты конечного продукта, особенно на его текстуру. Он должен иметь вязкость, которая предполагает насыщенность продукта и придает ему желаемую гладкость [5].

Результаты по реологии представлены на рисунках 1, 2 и 3. По графику можно увидеть, что на 4 сутки хранения реологические свойства образца практически не нарушаются. Расчетным методом было установлено, что тиксотпропность продукта ровна 63 %. Тиксотропия — способность субстанции уменьшать вязкость от механического воздействия и увеличивать вязкость в состоянии покоя. Тиксотропность – свойство материала растекаться только при компрессии, а без давления сохранять форму капли.

Рисунок 1. Реологическое поведение образца №1 (контроль)

Рисунок 2. Реологическое поведение образца № 2

Во втором образце также отмечается хорошие реологическое поведение. Так видно, что внесение тыквенного волокна на 2,5 % от общей массы продукта, не сильно повлияло на хранение продукта.

Внесение тыквенного волокна в продукт в количестве 5 % от общей массы продукта не сильно изменяет его реологические свойства в процессе 4-х дневного хранения. Далее реологические исследования производились на 7 день хранения. Эти реологические исследования представлены на рисунках 4, 5 и 6.

Рисунок 3.  Реологическое поведение образца № 3

Рисунок 4. Реологическое поведение образца №1 (контрольный) на 7 день хранения

Рисунок 5. Реологическое поведение образца № 2 (тыквенное волокно 2, 5%) на 7 сутки хранения

Рисунок 6. Реологическое поведение образца № 3 (тыквенное волокно 5%) на 7 сутки хранения

По данным графикам можно увидеть, что образцы с добавлением тыквенного волокна дольше сохраняют свою структуру и физико-механические свойства. То есть дольше остаются свежими в сравнение с контрольным образцом.

Связывая органолептическую и физико-химическую оценки продукта, решено взять за основу рецептуру образца № 2.  Дальнейшие исследования проведены по этой рецептуре, адаптируя её под иные вносимые компоненты.   

Для второй выработки было предложено смешать растительное (овсяное) молоко с коровьем молоком в определенных соотношениях (5,10 и 20%) для определения итоговой рецептуры молочно-растительного напитка.

По результатам отслеживания степени сквашивания получаем, что в образцы с добавлением растительного молока сквашиваются дольше на 1 час. Добавление к коровьему молоку растительного увеличивает время сквашивания. Решение о степени добавления молока будет опираться на органолептическую оценку.

По результатам органолептической оценки было решено взять 3 образец как основной для дальнейших исследований. Вкус 3 образца был самым ярким и насыщенным, приятным. Несмотря на легкую мучнистость, 3 образец был самым вкусным из остальных. Основная рецептура молочно- растительного напитка будет рецептура 3 образца из 3 выработки.

Далее проводились физико-химические (определения белка, жира, углеводов и энергетической ценности) и микробиологические исследования. Физико-химические показатели молочно-растительного напитка были измерены на высоко-точном приборе Food-Scan. Результаты представлены на рисунке 7.

Рисунок 7. Пищевая ценность молочно-растительного напитка

Микробиологические показатели были определены в соответствие с ТР ТС 033/2013. Согласно регламенту в молочном составном напитке нормируется содержание БГКП, потогенной микрофлоры (в т.ч. сальмонелы), S.aureus. На основе данных были произведены микробиологические исследования образцов в процессе хранения для установления сроков годности. На рисунке 7 изображен процесс посева подготовленной пробы молочно-растительного напитка на питательные среды.

В результате микробиологического посева получаем, что образцы не имеют роста БГКП и потогенной микрофлоры. Далее измерялось количество молочнокислых микроорганизмов в процессе хранения. На 10 сутки хранения количество молочнокислых организмов составляет 10⁷ КОЕ/г. Можно сделать вывод, что продукт имеет длительные сроки годности.  

Тыквенное волокно, действительно улучшает структурно-механические свойства продукта и увеличивает сроки годности. Растительное молоко придает своеобразный, приятный привкус продукту и обогащает его полезными нутриентами. Согласно нормативной документации молочные продукты на основе йогуртов хранятся не более 5-7 суток, а  молочно-растительный напиток хранится более 10 суток. Сроки годности  удалось увеличить. По результатам внесения растительных компонентов установлено, что оптимальная доза внесения тыквенного волокна – 2,5%, а растительного молока – 20%.