CC BY
2
УДК 637.07 DOI 10.24412/2311-6447-2024-4-25-31
Низколактозное мороженое функционального назначения Low-lactose functional ice cream
Доцент О.А. Огнева, профессор Т.Н. Садовая, профессор Л.В. Донченко, магистр Т.Н. Кирилюк,
Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, кафедра технологии хранения и переработки животноводческой продукции, тел. 221-58-53 [email protected]
гл. специалист М.В. Лукьяненко Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, НИИ Биотехнологии и сертификации пищевой продукции, тел. 221-66-16 [email protected]
Associate Professor O.A. Ogneva, Professor T.N. Sadovaya, Professor L.V. Donchenko, Master T.N. Kirilyuk,
Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin, chair of technology of storage and processing of livestock products, tel. 221-58-53 ogneva_olia@mail. ru
Chief specialist M.V. Lukyanenko Research Institute of Biotechnology and Certification of Food Products of the Kuban State Agrarian University named after I. T. Trubilin, tel. 8-861-221-66-16 niibiotechn@mail. ru
Аннотация. Отмечена необходимость полноценного сбалансированного питания, способствующего здоровью населения. Рассматриваются различные способы получения низколактозной и безлактоз-ной молочной продукции, что, в свою очередь, дает возможность расширения ассортимента пищевых продуктов и употребления получаемой продукции людьми, не усваивающими лактозу. Предложены варианты рецептур и способ получения низколактозного мороженого с использованием ферментного препарата Maxilact. Снижение избыточной сладости предлагается за счёт замены части сахара порошком топинамбура. Приведены результаты оценки органолептических и физико-химических показателей разработанных продуктов «Топилак» с пониженным содержанием сахара и «Лактофриз» для любителей сладкого вкуса. Содержание пищевых волокон 4 % (уровень адекватного потребления 38 %) позволяет позиционировать разработанное мороженое «Топилак» как функциональный продукт. Уровень адекватного потребления кальция в мороженом «Топилак» - 15,1 %, «Лактофриз» - 16,7 % при употреблении одной порции в количестве 100 г. Остаточное содержание лактозы в продукте не превышает 0,32 % к массе сухих веществ. Разработанное низколактозное мороженное может быть рекомендовано для включения в пищевой рацион людей с непереносимостью лактозы.
Abstract. In the article the necessity of a complete balanced nutrition promoting health of the population is noted. Various methods of obtaining low-lactose and lactose-free dairy products are considered, which in turn gives the possibility of expanding the range of food products and the use of the obtained products by people who do not digest lactose. The variants of formulations and the method of low-lactose icecream production with the use of enzyme preparation Maxilact are offered. Reduction of excessive sweetness is suggested by replacing part of sugar with topinambour powder. The results of organoleptic evaluation and physico-chemical parameters of the developed products Topilak' with reduced sugar content and 'Lactofreeze' for lovers of sweet taste are given. The content of dietary fibres 4 % (level of adequate consumption 38 %) allows positioning the developed ice cream Topilak' as a functional product. The level of adequate calcium consumption of the developed ice-cream is 15,1 % and 16,7 % of Topilak' and 'Lactofreeze' at consumption of one portion in quantity of 100 g. Residual lactose content in the product does not exceed 0,32 % by weight of dry matter. The developed low-lactose ice cream can be recommended for inclusion in the diet of people with lactose intolerance.
Ключевые слова: низколактозное мороженое, лактоза, ферментный препарат, топинамбур, органолептическая оценка, взбитость, функциональная направленность
© О.А. Огнева, Т.Н. Садовая, Л.В. Донченко, Т.Н. Кирилюк, М.В. Лукьяненко, 2024
Keywords: low-lactose ice cream, lactase, enzyme preparation, Jerusalem artichoke, organoleptic evaluation, whipping, functional orientation
Современные исследования в области физиологии человека, проводимые по всему миру, все больше подтверждают необходимость предлагать потребителям пищевые продукты, обладающие функциональными свойствами. Сохранение здоровья людей связано не только с источниками негативного воздействия, такими как загрязнение воздуха, рост числа онкологических заболеваний и табакокурение, но и с качеством потребляемой пищи. Неправильное и несбалансированное питание на протяжении всей жизни делает организм человека уязвимым перед различными заболеваниями и негативным влиянием окружающей среды, поскольку пища поставляет питательные вещества, такие как макро- и микронутриенты, пищевые волокна, белки, жиры и углеводы. Полноценное питание способствует продолжительности жизни и участвует в образовании энергии.
В разных регионах проживания люди могут страдать от дефицита определенных макро- и микроэлементов. Российские ученые сделали вывод о наиболее частом дефиците меди, цинка и марганца, а также об избытке алюминия, ртути, свинца и кадмия. Нехватка этих эссенциальных элементов является актуальной проблемой во многих регионах России. ВОЗ рекомендует использование специализированных продуктов питания, обогащенных недостающими макро- и микроэлементами, как одно из решений данной проблемы. Эти рекомендации распространяются на различные продукты, включая мороженое.
Людям, у которых есть проблемы с усвоением лактозы, можно рекомендовать специальные низколактозные и безлактозные молочные продукты, которые разрабатываются специально для этой группы потребителей, чтобы предотвратить всевозможные проблемы [5]. Снижение или полное удаление лактозы из молока и других молочных продуктов имеет потенциал расширить доступность ценных питательных веществ, содержащихся в них. Существуют различные способы преобразования лактозы: использование гидролиза, применение ультра- и нанофильтрации, использование фермента лактазы и т.д. [3]. Кроме того, в настоящее время применяются пищевые добавки на основе фермента лактазы, действие которых заключается в разложении лактозы в желудке.
Проанализировав различные методы преобразования лактозы, а также изучив имеющиеся запатентованные разработки безлактозного или низколактозного мороженого, приняли решение о внесении в смесь мороженого ферментного препарата Maxilact с целью расщепления лактозы.
В лабораторных условиях кафедры технологии хранения и переработки животноводческой продукции КубГАУ были разработаны экспериментальные образцы продукта, при выработке которых использовали классическую рецептуру сливочного мороженого [2, 4].
Первый образец был контрольным, в качестве которого использовали молочное мороженое «ВкусВилл» безлактозное. При приготовлении остальных 3 образцов применяли ферментный препарат Maxilact. Ферментацию образцов проводили соответственно при различных условиях: температура + 4 °С, продолжительность созревания - 12 ч; температура + 38 °С, продолжительность созревания - 4 ч; температура + 38 °С, без созревания смеси.
Ферментный препарат вносили с учетом рекомендации предприятия-изготовителя. Ферментативный гидролиз лактозы проводили до степени гидролиза 68-75 %, учитывая, что этот показатель является оптимальным согласно литературным данным для производства низколактозного мороженого.
Для оценки протекания процесса гидролиза в НИИ «Биотехнологии и сертификации пищевой продукции» было определено содержание лактозы в экспериментальных образцах методом капиллярного электрофореза. Массовая доля лактозы, %: образец 2 - 0,25; образец 3 - 0,13; образец 4 - 0,32.
Проанализировав полученные результаты, пришли к выводу, что ферментный препарат МахДа^ можно использовать в качестве фермента для протекания процесса гидролиза при производстве низколактозного мороженого. Процесс гидролиза также оказывает влияние на текстуру мороженого, в связи с чем в экспериментальных образцах проверяли взбитость готового продукта, %: образец 1 (контрольный) -55; образец 2 - 40,9; образец 3 - 42,3; образец 4 - 41,5. Был проведен органолептиче-ский анализ выработанных образцов (рис. 1).
вкус
10 л
/ 7УЧ \
Образец N91 Образец №2 Образец №3 0бразец№4
консистенция
Рис. 1. Результаты органолептической оценки образцов мороженого
Проанализировав полученные результаты исследований, было принято решение о проведении ферментативного гидролиза ферментным препаратом Maxilact. Ферментацию проводили при температуре + 38 °С, время созревания - 4 ч. По результатам органолептической оценки вкус продукта был приторным, это обусловлено тем, что лактоза при расщеплении распадается на более сладкие моносахара. На следующем этапе исследований определяли оптимальную дозу сахарозы в рецептурах низколактозного мороженого. Продукты распада лактозы слаще на вкус, чем она сама. Для определения сладости того или иного углевода могут служить данные Грютте (табл. 1). Из табл. 1 видно, что сладость лактозы составляет 0,25 единиц, а сладость глюкозы и галактозы - 0,72 и 0,32 единиц соответственно. Таким образом, было принято решение о снижение сахара в исходной рецептуре и частичной замене на натуральный сахарозаменитель, в качестве которого использовали порошок топинамбура.
Таблица 1
Относительная сладость Сахаров в пересчете на сахарозу_
Сахара Относительная сладость
Сахароза 1,00
Глюкоза 0,72
Лактоза 0,25
Мальтоза 0,60
Фруктоза 1,0-1,5
Галактоза 0,32
Порошок топинамбура является не только хорошим источником инулина, но и натуральным сахарозаменителем. Он обладает сладким, немного ореховым вкусом, его гликемический индекс составляет 15 единиц.
В рецептурных композициях сахар влияет не только на вкус продукта, но и на такие важные показатели, как консистенция, текстура, хранение, а также является консервантом. Дополнительно гидролиз лактозы может повлиять на текстуру мороженого. Лактоза имеет свойство образовывать кристаллы в мороженом, что может придавать ему характерную нежную текстуру. При гидролизе лактозы эти кристаллы могут разрушаться, что может привести к более плотной или грубой текстуре мороженого. Также при повышенном содержании сахара наблюдается уменьшение взби-тости.
Учитывая то, что из состава мороженого нельзя полностью исключить сахар, в ходе исследования подобрали оптимальное содержание сахара и натурального саха-розаменителя, не влияющее на органолептические и физико-химические показатели [1].
Для определения оптимальной дозы сахарозы были разработаны 3 опытных образца. Содержание сахара с учетом замещение части его на порошок топинамбура было принято следующее: 12,1 и 17,5; 10,1 и 13,1; 8,1 и 8,7. Внесение сахара также влияет на показатель взбитости (табл. 2).
Таблица 2
Показатели вязкости и взбитости в опытных образцах низколактозного мороженого
Наименование Концентрация сахара, г Концентрация порошка топинамбура, г Вязкость смеси, мПа Взбитость смеси, %
Образец 1 12,1 17,5 54,87 40,1
Образец 2 10,1 13,1 59,17 56,7
Образец 3 8,1 8,7 66,28 70,3
Согласно литературным сведениям, образцы с большой вязкостью более расположены к возникновению такого порока, как «снежность», из чего следует вывод, что образец 3 обладает большой вязкостью и взбитостью, что в дальнейшем может испортить показатели качества. Оптимальным является образец 2.
Кроме того, провели органолептическую оценку опытных образцов с различным содержанием сахара и топинамбура (рис. 2). В результате приняли решение снизить содержание сахара и внести дополнительно порошок топинамбура.
Консистенция
Рис. 2. Сенсорный профиль образцов низколактозного мороженого
В ходе проведенных исследований была скорректирована рецептурная композиция низколактозного мороженого. На основании этой рецептуры выработали 2 вида продукта: низколактозное мороженое с добавлением порошка топинамбура «То-пилак» и низколактозное мороженое «Лактофриз» (табл. 3). В готовом низколактозном мороженом определили следующие показатели: титруемая кислотность, взбитость, вязкость, сопротивление к таянию, массовая доля сухих веществ, массовая доля белка.
Таблица 3
Рецептурная композиция мороженого_
Ингредиенты Содержание, г
«Топилак» «Лактофриз»
Молоко коровье (массовая доля жира 3,2 %) 485,00 485,00
Сливки (массовая доля жира 20 % массовая доля СОМО 6,4 %; массовая доля СВ 26,4 %) 170,00 170,00
Молоко коровье сухое (массовая доля СОМО 95 %) 45,00 45,00
Сахар 110,00 132,00
Порошок топинамбура 113,00 -
Пектин 8,00 8,00
Вода 69,00 160,00
Итого 1000,00 1000,00
В табл. 4 представлены физико-химические показатели мороженого.
Таблица 4
Физико-химические показатели низколактозного мороженого_
Показатель Контроль Мороженое
«Топилак» «Лактофриз»
Взбитость, % 63 68 72
Вязкость, мПа 60,30 59,16 57,41
Кислотность, °Т 21,2 23,3 21,5
Содержание сухих веществ, % 29,44 30,71 31,93
Массовая доля белка, % 3,4 3,7 3,7
Время полного таяния, мин 47 45 49
Кроме того, была проведена органолептическая оценка готового продукта, результаты которой представлены в табл. 5 и на сенсорном профиле (рис. 3-4).
Таблица 5
Результаты органолептической оценки низколактозного мороженого_
Наименование показателя Контроль Мороженое Примечание
«Топилак» «Лактофриз»
Внешний вид 9,6 9,7 9,8 -
Вкус и запах 7,9 9,1 9,0 Слабовыраженный сладко-сливочный вкус в контрольном образце
Структура 7,5 8,4 8,3 -
Консистенция 7,3 8,5 8,2 -
Цвет 8,7 9,1 9,2 -
Средний балл 8,2 8,9 8,9 -
По результатам дегустации выявили, что мороженое не уступает по органолеп-тическим показателям контрольному образцу. В контрольном образце был недостаточно выражен характерный сладко-сливочный вкус.
Рис. 3. Сенсорный профиль низколактозного Рис. 4. Сенсорный профиль низколактозного мороженого «Топилак» мороженого «Лактофриз»
По результатам проведенной дегустации выявили, что мороженое не уступает по органолептическим показателям контрольному образцу. В контрольном образце был недостаточно выражен характерный сладко-сливочный вкус.
Для оценки функциональной направленности были проведены исследования по изучению химического состава разрабатываемого продукта (табл. 6).
Таблица 6
Химический ^ состав мороженого
Наименование ингредиента Мороженое Уровень адекватного потребления, % Нормы физиологических потребностей в пищевых вещ-вах
«Топилак» «Лактофриз» «Топилак» «Лактофриз»
Белок, г 4,32 4,32 5,6 5,6 77
Жир, г 5,65 5,65 6,4 6,4 88
Углеводы, г 2,94 2,94 1,5 1,5 257
Пищевые волокна, г 4 - 38 - 20
Витамины
Витамин А, мкг 79,93 74,930 2,7 2,4 3000
Витамин В!, мг 0,044 0,044 2,9 2,9 1,5
Витамин В2 мг 0,176 0,176 9,8 9,8 1,8
Минеральные вещества
Натрий, мг 51,87 49,67 4,1 3,7 1300
Калий, мг 163,26 159,34 6,5 5,4 2500
Кальций, мг 151,20 153,40 15,1 16,7 1000
Магний, мг 14,40 14,40 3,6 3,6 400
Железо, мг 0,80 0,80 4,4 4,4 18
Анализируя данные табл. 6, можно сделать вывод, что низколактозное мороженое является источником функциональных пищевых ингредиентов, учитывая реко-
мендуемое суточное потребление в количестве 100 г. Таким образом, полученное низ-колактозное мороженое можно рекомендовать для включения в пищевой рацион людей, страдающих непереносимостью лактозы. Данное мороженое отличается не только превосходными органолептическими показателями, но и отличным химическим составом, а также хорошими физико-химическими показателями, кроме того, оно обладает функциональными свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жучкова, М.А. Топинамбур - растение XXI века / М.А. Жучкова. - Текст: непосредственный / / Овощи России. - 2017. - № 1 (34). - С. 31-33.
2. Кирилюк, Т.Н. Пробиотическое мороженое / Т.Н. Кирилюк, Е.А. Леонова, О.А. Огнева. - Текст: непосредственный // Новые концептуальные подходы к решению глобальной проблемы обеспечения продовольственной безопасности в современных условиях: сб. стат. VI Междунар. науч.-практич. конф. - Курск: Юго-Западный государственный университет, 2019. - С. 162-164.
3. Мартынова, П.С. Методы извлечения лактозы из животноводческого сырья / П.С. Мартынова. - Текст: непосредственный // Молодежь и наука. - 2022. -№ 2. - С. 48-49.
4. Патент № 2774081 C1 Р Ф, МПК A23G 9/42. Способ получения мороженого с пробиотическими свойствами: № 2021122972: заявл. 29.07.2021 : опубл. 15.06.2022 / Кирилюк Т.Н., Огнева О.А., Черкалина С.А. [и др.]; заявитель ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». - Текст: непосредственный.
5. Хелеф, М.А. Безлактозные молочные продукты: перспективы производства / М.А. Хелеф, Ю.В. Голубцова, С.А. Иванова. - Текст: непосредственный // Новые технологии. - 2022. - Т. 18. - № 3. - С. 94-105.
REFERENCES
1. Zhuchkova, M.A. Jerusalem artichoke - a plant of the 21st century / M.A. Zhuchkova. - Text: direct // Vegetables of Russia. - 2017. - No. 1 (34). - P. 31-33.
2. Kirilyuk, T.N. Probiotic ice cream / T.N. Kirilyuk, E.A. Leonova, O.A. Ogneva. -Text: direct // New conceptual approaches to solving the global problem of ensuring food security in modern conditions: collection of stat. VI Int. scientific and practical. conf. -Kursk: South-West State University, 2019. - P. 162-164.
3. Martynova, P.S. Methods of extracting lactose from livestock raw materials / P.S. Martynova. - Text: direct // Youth and Science. - 2022. - No. 2. - P. 48-49.
4. Patent No. 2774081 C1 RF, IPC A23G 9/42. Method for producing ice cream with probiotic properties: No. 2021122972: declared 07/29/2021 : published 06/15/2022 / Kirilyuk T.N, Ogneva O.A, Cherkalina S.A [et al.]; applicant FSBEI HE "Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin". - Text: direct.
5. Khelef, M.A. Lactose-free dairy products: production prospects / M.A. Khelef, Yu.V. Golubtsova, S.A. Ivanova. - Text: direct // New technologies. - 2022. - T. 18. -No. 3. - P. 94-105.
