V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В структуре современного питания функциональные пищевые продукты занимают промежуточное положение между обычными продуктами и продуктами лечебной диеты. К ним можно отнести группу продуктов лечебно-профилактического питания, предназначенную для лиц, подвергающихся воздействию неблагоприятных факторов производственной среды.

С учётом определения ГОСТ Р 52349-2005 «Пищевые продукты. Продукты пищевые функциональные», в соответствии с которым функциональными продуктами являются традиционные пищевые продукты, содержащие физиологически функциональные ингредиенты в количествах, соотносимых с физиологическими нормами их потребления. В отличие от свойств традиционных пищевых продуктов, потребительские свойства функциональных продуктов включают также понятие физиологического воздействия.

Анализ научных и промышленных разработок в области функциональных продуктов, представляемых на ежегодных европейских саммитах «Food Ingredients», а также в периодической печати свидетельствует, что в настоящее время активное развитие получили четыре группы функциональных продуктов:

- продукты на злаковой основе, функциональное действие которых обусловлено присутствием в них нерастворимых пищевых волокон, комплекса витаминов, кальция и других макро- и микронутриентов;

- молочные продукты - основой источник пробиотиков, кальция и других функциональных ингредиентов;

- растительные масла - главный источник незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой) и их ценных метаболитов - омега-3-жирных кислот;

- соки и сокосодержащие напитки, которые содержат комплекс витаминов, минеральных веществ и растворимые пищевые волокна.

Новые решения в области функциональных напитков связаны с созданием различных видов напитков комплексного состава. В их число входят спортивные, здоровые, энергетические напитки и напитки, содержащие нутрицевтики [8, 9].

На зарубежном потребительском рынке широко представлены все направления функциональных напитков. Российский рынок напитков с функциональными ингредиентами находится на этапе развития. На рисунке 1 представлены данные о структуре потребления безалкогольных напитков и соковой продукции в целом по России и в мире [4, 5, 6] за 2007 г.

в России

в мире

Рис. 1. Структура потребления безалкогольных напитков и соковой продукции в России и в мире

Анализ диаграмм показывает, что структуры потребления отличаются процентным соотношением групп напитков. Отечественный рынок чётко сегментирован: 53 % - на газированные безалкогольные напитки, 32 % потребления приходится на соки, нектары и сокосодержащие напитки и 15 % - на минеральные воды. Иначе выглядит мировой рынок этой группы продуктов. Он представлен пятью сегментами: 41 % - соки и нектары, 28 % - безалкогольные напитки, 16 % - минеральные воды, 12 % - сокосодержащие напитки, 3 % - новые виды напитков. Сегмент «новые виды» включает напитки на основе воды или соков с добавками ингредиентов, придающих продуктам функциональные свойства.

В связи с ростом функциональных напитков, перспективным направлением является производство продуктов из нетрадиционного сырья, содержащих биологически активные вещества (БАВ). В этом аспекте голотурии представляют значительный интерес.

Целью научной работы являлось разработка технологии функциональных напитков на основе варочных вод Cucumariajaponica.

Объектами исследований являлись варочные воды мускульной оболочки кукумарии, закваска, модельные и опытные образцы напитков на основе варочных вод кукумарии.

Использование в качестве основы для напитков такого вида сырья, как варочные воды кукумарии, на сегодняшний день представляется актуальным с точки зрения не только полной утилизации всех составных частей кукумарии, но и охраны окружающей среды. Варочные среды содержат определенное количество сухих веществ, и потери их ведут к непроизводственным затратам труда и средств в пищевом производстве, а также к загрязнению окружающей среды. Использование варочных вод кукумарии в качестве основы, позволяет обогатить бионапитки гликозидами, микро- и макроэлементами, благодаря чему приобретают статус функциональных с точки зрения воздействия на различные системы и организм человека в целом.

На основании литературных данных, предлагается использовать для приготовления напитков наиболее оптимальные условия получения варочных вод кукумарии – гидромодуль вода: биообъект – 0,5 : 1, продолжительность термической обработки 180 минут.

На первом этапе исследований было определено, что для обеспечения приемлемых органолептических показателей (а именно вкуса и аромата), необходимо обеспечить такие условия, при которых специфический вкус и аромат нивелируются. Для этого были использованы ароматобразующие лактокультуры кефирных грибков. Поскольку в промышленных условиях используются два способа внесения заквасок, в работе были изучены и адаптированы оба варианта. По первому варианту, когда используется маточная закваска, ее производство заключается в двукратной разводке, тогда как на предприятии для производства кисломолочных напитков используют трехкратную. Лиофилизированную закваску вносили в количестве 0,1 %.

Для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов вносили концентрат лактулозы «Лактусан». Пребиотик лактулоза – дисахарид, известный вот уже более 40 лет своими лечебно-профилактическими свойствами, является мощным бифидогенным фактором, благодаря которому объясняется его широкое использование в пищевой промышленности индустриально развитых стран (Япония, Франция, Швеция). Включение лактулозы в продукты питания делает эти продукты функциональными, то есть они приобретают дополнительную ценность: стимулируют рост полезной микрофлоры (бифидо- и лактобактерий) в толстом кишечнике человека, угнетают жизнедеятельность патогенной микрофлоры и, таким образом, сокращают интоксикацию организма продуктами ее метаболизма, нормализуют кишечное пищеварение, стимулируют перистальтику кишечника. повышают усвоение организмом витаминов и кальция, что, в свою очередь, благотворно влияет на состояние кровеносной, опорно-двигательной и иммунной системы, сокращают содержание холестерина в крови.

Количество концентрата лактулозы «Лактусан» принимали исходя рекомендуемой суточной дозы (4,8 мг в день) и того факта, что питание микроорганизмов снижает его содержание в готовом напитке, поэтому проведены исследования по определению остаточного количества сахаров в готовом напитке. Целью также являлось обеспечение питания микроорганизмов в течение как можно большего срока. Критерием служили пределы КОЕ 10⁶…10⁷. Исследование проводили на приборе «БакТрак».

Количество микроорганизмовопределяли методом измерения «непрямого» импеданса. Измерительная система микробиологических экспресс-анализаторов серии «Бак Трак» способна использовать «метод непрямого импеданса» как альтернативу прямому измерению импеданса.

Импеданс – сопротивление потоку переменного тока через проходящий материал, является функцией актива проводимости емкостного сопротивления и применяемой частоты.

Измерение непрямого импеданса основывается на мониторинге образования СО₂ как показателя микробного роста по поглощению метаболического СО₂ раствором КОН. Таким образом, регистрируя количество СО₂, продуцируемого микроорганизмами химическая реакция между СО₂ и КОН вызывает снижение М-параметра. Это снижение позволяет проводить количественную оценку образцов, контаминированных СО₂ продуцирующими микроорганизмами.

Преимуществом непрямой кондуктометрии над прямой является её большая чувствительность, выражающаяся в низких значениях в более высокой скорости изменения проводимости. С помощью прямого метода в напитке определяли бактериальные популяции с титром около 10⁶ -10⁷ КОЕ/мл и популяции дрожжей с титром 10⁵ - 10⁶ КОЕ/мл. При использовании непрямого метода порог чувствительности составляет 10⁴ -10⁵ клеток дрожжей.

Полученные данные показали, что количество микроорганизмов при любой дозе «Лактусана» на первый день хранения составляла 0.5х10³ КОЕ/г. В напитках по рецептуре с содержанием «Лактусана» 5 мл и больше, на вторые сутки количество микроорганизмов составило уменьшилось до 2,6х10² КОЕ/г. В напитке по рецептуре с содержанием «Лактусана» 7мл и 8 мл на третьи сутки содержание микроорганизмов составляло 4,9х10⁵ КОЕ/г и 2,7 х10⁵ КОЕ/г соответственно, что является положительным моментом при дальнейших исследованиях. Можно рекомендовать срок хранения напитка с начальным введением «Лактусана» в количестве 8 мл в течение 3 суток. В напитке по рецептуре с содержанием «Лактусана» 9 мл только на шестые сутки хранения содержание микроорганизмов составило 10⁴ КОЕ/г, что послужило прекращением данного исследования.

Таким образом, разработана рецептура модельного образца напитка. Полученная модельная система послужила основой для дальнейшей коррекции вкуса и запаха готового напитка за счет введения дополнительных вкусо-ароматических ингредиентов. В качестве вкусо-ароматических ингредиентов использовали концентрированные добавки.

Пищевую и биологическую ценность напитков оценивали аналитически на основании научных данных по содержанию биологически активных веществ в варочных водах кукумарии, полученных Т.Н. Слуцкой, Г.Н. Тимчишиной, О.В. Табакаевой. Напитки содержат практически все аминокислоты, содержащиеся в кукумарии, которые переходят в варочные воды при варки. Основную часть кислот составляют ненасыщенные жирные кислоты. Большое количество полиненасыщенных жирных кислот: докозагексаеновой и эйкозопентаеновой позволяет утверждать, что они должны проявлять биологическую активность.

Анализ возможности обеспечения суточной потребности человеческого организма макро- и микроэлементами за счет напитков на основе варочных вод из кукумарии подтверждают их ценность и способность частично удовлетворять суточные потребности организма в минеральных веществах (рисунок 8). Так 100 см³ полученного напитка могут удовлетворить суточную потребность организма в катионах, таких как: К – на 17,3 %; Na – на 28,3 %; Cr – на 14 %; Al – на 12,0 %; Co – на 15 %; Be – на 10 %.

Исследования, проведенные в ТИНРО-центре О.В. Табакаевой, Г.Н. Тимчишиной показали, что при термической обработке биообъектов происходит частичный переход биологически активных веществ в экстракт: тритерпеновые гликозиды – 41 %, гексозамины – 67 %. В 100 мл напитка содержание тритерпеновых гликозидов составляет 146 мкг/г, гексозаминов - 0,15 мг/г.

Схема технологического процесса при производстве напитков на основе варочных вод кукумарии заключалась в подготовке рецептурных компонентов, заквашивании напитка, его сквашивании, асептическом розливе, маркировке и хранении.

Пищевая ценность напитка на 100 г составила 22,75 ккал.

Исследование нормируемых показателей напитков на основе варочных вод кукумарии проводили по СанПиН 2.3.2.1078-01, показали, что напитки соответствуют нормативным значениям.

Изучены потребительские свойства и показатели качества и безопасности новых напитков.

Основой при создании проектируемого напитка используются варочные воды, которые являются отходом при переработке кукумарии и имеет низкую стоимость, исходя из этого, рассчитан возможный экономический эффект при производстве данной пищевой продукции.

Проектируемая отпускания цена на 1000 мл напитка - 45 руб. Для оценки экономической эффективности производства проектируемого вида продукции рассчитаны показатели прибыльности: абсолютный – прибыль от реализации продукции и относительный – рентабельность продукции. Рентабельность продукции составляет 35 %, это свидетельствует об экономической целесообразности линии производства функционального напитка на основе варочных вод кукумарии.

Таким образом, в научной работе проведены аналитические и экспериментальные исследования: сделан аналитический обзор литературы в области разработки функциональных напитков, особенностей технохимических характеристик Cucumaria japonica, микробиологических культур и пребиотика лактулозы, используемых в технологии производства функциональных продуктов; разработана технология производственной закваски; разработана технология функциональных напитков путем внесения пробиотических культур молочнокислых микроорганизмов и пребиотика концентрата лактулозы «Лактусана»; определены качественные характеристики готовой продукции, гарантирующих высокие потребительские свойства и их функциональность.

 

Код для цитирования: Скопировать