CC BY
0
DOI - 10.32743/UniTech.2024.127.10.18387
РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВЫСОКОБЕЛКОВЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С ДОБАВЛЕНИЕМ ПРОБИОТИКОВ
Пикулик Марианна Николаевна
главный технолог, АО Рижский молочный комбинат, Латвия, г. Рига maryianna.pikulik@gmail.com
DEVELOPMENT OF FORMULATIONS OF FUNCTIONAL HIGH-PROTEIN DAIRY PRODUCTS
WITH THE ADDITION OF PROBIOTICS
Maryianna Pikulik
Chief of technologist, JSC Riga Dairy Plant,
Latvia, Riga
АННОТАЦИЯ
Разработка функциональных высокобелковых молочных продуктов с добавлением пробиотиков является перспективным направлением пищевой индустрии, так как позволяет создать продукты, которые не только обогащены белком, но и обладают дополнительными полезными свойствами благодаря пробиотикам. Пробиотики способствуют поддержанию здоровья кишечника, улучшению пищеварения и укреплению иммунной системы. Высокое содержание белка делает такие продукты привлекательными для людей, ведущих активный образ жизни или находящихся в процессе реабилитации. Использование молочных белков, казеина и сывороточных белков, а также их комбинаций с растительными белками повышает биологическую ценность продуктов и улучшает их усвояемость. Современные технологии переработки молочной сыворотки и внедрение пробиотических культур открывают новые возможности для создания инновационных продуктов, соответствующих потребительскому спросу на функциональные и здоровые продукты питания.
ABSTRACT
The development of functional high-protein dairy products with the addition of probiotics is a promising area of the food industry, as it allows you to create products that are not only enriched with protein, but also have additional beneficial properties due to probiotics. Probiotics help maintain intestinal health, improve digestion and strengthen the immune system. The high protein content makes such products attractive to people who lead an active lifestyle or are in the process of rehabilitation. The use of milk proteins, casein and whey proteins, as well as their combinations with vegetable proteins, increases the biological value of products and improves their digestibility. Modern whey processing technologies and the introduction of probiotic cultures open up new opportunities for creating innovative products that meet consumer demand for functional and healthy foods.
Ключевые слова: высокобелковые молочные продукты, пробиотики, функциональное питание, казеин, сывороточные белки, здоровье кишечника, пищеварение.
Keywords: high-protein dairy products, probiotics, functional nutrition, casein, whey proteins, intestinal health, digestion.
Введение
Функциональные продукты питания занимают все более значимое место на мировом рынке, что связано с возрастающей озабоченностью потребителей своим здоровьем и стремлением к активному образу жизни. В этом контексте особое внимание уделяется высокобелковым продуктам, которые играют важную роль в питании, обеспечивая организм необходимыми макроэлементами для поддержания мышечной массы и общего здоровья. Актуальность исследования обусловлена растущим интересом к функциональному питанию и повышенным спросом на продукты, которые не только удовлетворяют
основные пищевые потребности, но и обладают дополнительными оздоровительными свойствами.
Цель работы заключается в анализе основных подходов к созданию рецептур функциональных высокобелковых молочных продуктов с добавлением пробиотиков, оценке их технологических характеристик и потенциального воздействия на здоровье потребителей.
Технологические подходы к разработке высокобелковых молочных продуктов
Для поддержания нормального состояния здоровья человеческому организму требуется более
Библиографическое описание: Пикулик М.Н. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВЫСОКОБЕЛКОВЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С ДОБАВЛЕНИЕМ ПРОБИОТИКОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 10(127). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18387
600 различных нутриентов, которые содержатся в природных продуктах питания. Например, в свежем молоке представлены практически все необходимые питательные элементы. Однако при промышленной обработке часть ферментов и витаминов разрушается.
В то же время белки, важные макронутриенты, сохраняют свою биологическую ценность даже после пастеризации и ультрапастеризации, несмотря на кон-формационные изменения [1]. Далее в таблице 1 описывается состав высокобелковых молочных продуктов.
Таблица 1.
Состав высокобелковых молочных продуктов [2]
Компонент Описание
Белки Высокое содержание белков (обычно от 8 до 15 г на порцию) обеспечивает восстановление и рост мышц.
Сывороточные белки Часто добавляются в виде концентрата или изолята, обладая высокой биодоступностью и усвояемостью.
Казеин Медленно усваиваемый белок, который обеспечивает длительное ощущение сытости и поддерживает мышцы.
Жиры Обычно содержится низкий или умеренный уровень жиров (1-3 г на порцию), что делает продукт более легким.
Углеводы Включают лактозу или минимальное количество добавленных сахаров для сохранения низкокалорийности.
Клетчатка В некоторых продуктах добавляют клетчатку для улучшения пищеварения и поддержания здоровья кишечника.
Витамины Высокобелковые молочные продукты обогащаются витаминами, такими как витамины группы В, Б и А, для поддержания обмена веществ и здоровья костей.
Минералы Продукты содержат кальций, магний, фосфор, которые важны для здоровья костей и зубов.
Пробиотики Часто добавляются для улучшения пищеварения и поддержания здоровой микрофлоры кишечника.
Аминокислоты Включают в себя все незаменимые аминокислоты, необходимые для синтеза белков в организме.
Ароматизаторы и добавки Иногда добавляют натуральные ароматизаторы, такие как ваниль или ягоды, для улучшения вкусовых качеств.
Стабилизаторы и загустители Используются для поддержания текстуры и однородности продукта, например, гуаровая камедь или каррагинан.
Современные подходы к селективной переработке компонентов молочной сыворотки как элемента биотехнологической системы промышленного производства продуктов открывают новые перспективы. Извлечение белковых соединений из сыворотки представляет собой не только логически оправданный процесс, но и исторически обоснованное направление, в частности через получение альбуминовых молочных продуктов, используемых в процессе термической обработки. В промышленности этот метод наиболее востребован при производстве молочного сахара и УФ-концентратов.
Казеиновые осадки, возникающие в процессе переработки сыворотки, могут использоваться в качестве сырья для производства различных молочных продуктов. Например, они нашли свое применение в производстве плавленых сыров и некоторых твердых сортов сыра. В производственных условиях возможна дальнейшая переработка так называемых «сборных головок» для создания полуфабрикатов, применяемых в других отраслях пищевой промышленности. Однако на практике широкое использование казеиновых осадков до сих пор остается редкостью [3].
Альтернативные методы извлечения казеиновых соединений, предложенные Е.А. Чеботаревым, включают использование современных центробежных технологий на сепараторах различного производства. Также, эксперименты К.В. Объедкова открыли возможности создания уникальных продуктов, таких как «сырная косичка», изготовленная из казеиновой пыли.
Сывороточные белки, как важный компонент молочной сыворотки, обладают широкими возможностями для создания разнообразных продуктов, в том числе для лечебно-профилактического питания. Применение молекулярно-ситового метода разделения позволяет изолировать нативные белки, которые затем могут быть использованы в производстве белковых концентратов. В этой области проводятся систематические исследования, направленные на совершенствование существующих технологий и разработку новых аппаратурных решений.
Ультрафильтрационные концентраты белков молочной сыворотки заслуживают отдельного внимания, поскольку они обладают высокими функциональными и потребительскими качествами.
Предложенные профессорами И.А. Евдокимовым и С.П. Бабенышевым технологии позволяют улучшить методы переработки сыворотки, исключив этап центробежной очистки и тем самым снижая затраты на оборудование.
Развитие методов переработки молочной сыворотки также связано с инновациями в области фракционирования белков. В последние годы активно изучаются такие соединения, как лактоглобулин и альфа-лактоальбумин, которые обладают биологической активностью и могут использоваться для создания специализированных продуктов питания. Лактоглобулин, например, способствует стабилизации артериального давления благодаря своим ингибиторам ангиотензин-превращающего фермента, а альфа-лактоальбумин имеет более широкий спектр пептидов с антибактериальными, опиоидными и иммуностимулирующими свойствами.
Особое внимание уделяется лактоферрину, минорному белку молочной сыворотки, который обладает способностью связывать железо и участвовать в защите организма от микробов. Производство лактоферрина активно развивается за рубежом, и его применение как пребиотического компонента становится все более популярным.
Ключевым аспектом разработки рецептур высокобелковых молочных продуктов является выбор сырья и технологических процессов, обеспечивающих высокое содержание качественного белка, легко усваиваемого организмом. Для достижения этих целей часто используют молочную сыворотку или казеинат натрия в качестве белковой основы. Эти ингредиенты обладают высокой биологической ценностью и легко усваиваются организмом, что особенно важно для спортивного питания и диетических продуктов.
Важным дополнением к высокобелковой основе являются пробиотические культуры, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, которые способствуют улучшению работы пищеварительной системы, поддержанию баланса микрофлоры кишечника и укреплению иммунной системы. При разработке рецептур необходимо учитывать взаимодействие белков и пробиотиков, их стабильность в условиях хранения и технологических процессов. Технологические параметры, такие как температура и время ферментации, играют ключевую роль в сохранении активности пробиотиков и их эффективности в конечном продукте [3,4].
Таким образом использование молочной сыворотки и казеината натрия как основных источников белка, обеспечивает высокую биологическую ценность и легкую усвояемость продуктов, особенно в спортивном питании и диетологии. Важную
роль играют инновационные методы переработки сывороточных белков, такие как ультрафильтрация и молекулярное сито, которые позволяют сохранить функциональные свойства белков и повысить качество конечных продуктов. Включение пробиотических культур, таких как Lactobacillus и Bifidobacterium, способствует улучшению пищеварения и укреплению иммунитета, что делает эти продукты не только питательными, но и функциональными для здоровья.
Влияние пробиотиков на функциональные свойства молочных продуктов
Пробиотики, присутствующие в пищевых продуктах, помогают поддерживать здоровую кишечную микрофлору, что способствует улучшению пищеварения и повышению иммунитета. Они подавляют рост патогенных микроорганизмов, способствуют усвоению витаминов и других питательных веществ, играя важную роль в функциональном питании [4].
Среди микроорганизмов, используемых в производстве пробиотических продуктов, выделяются такие виды как Bacillus subtilis, Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus, а также дрожжевые культуры Saccharomyces boulardii и Streptococcus thermophilus. Эти микроорганизмы могут применяться как в виде отдельных штаммов, так и в сочетании нескольких видов, создавая так называемые ассоциированные пробиотики. В последние годы наибольшую популярность приобретают аутопробиотики, штаммы которых выделяются из микрофлоры конкретного организма и предназначены для восстановления его естественного микробного баланса.
Пробиотики оказывают комплексное влияние на организм, улучшая пищеварение, синтез аминокислот и ферментов, а также поддерживая иммунитет через активацию макрофагов. Они помогают восстанавливать микрофлору кишечника и предотвращать проникновение патогенных микроорганизмов через слизистые оболочки.
ГОСТ Р 555777-2013 определяет оптимальные концентрации пробиотических микроорганизмов, которые необходимо поддерживать в продуктах для достижения их положительного эффекта. Например, содержание лактобактерий должно составлять не менее 10л6 КОЕ/г, а бифидобактерий — не менее 5*10л6 КОЕ/г. Ассортимент таких продуктов на рынке СНГ продолжает расширяться, включая разнообразные кисломолочные изделия с добавлением пробиотиков [5].
Далее в рамках работы в таблице 2 будет описано влияние пробиотиков на функциональные свойства молочных продуктов.
Таблица 2.
Влияние пробиотиков на функциональные свойства молочных продуктов
Функциональные свойства Влияние пробиотиков
Пищеварение и здоровье кишечника Пробиотики способствуют улучшению пищеварения, поддерживая баланс микрофлоры кишечника и предотвращая дисбактериоз.
Иммунная система Пробиотики стимулируют иммунную систему, улучшая защиту организма от инфекций и укрепляя иммунитет.
Текстура и консистенция Пробиотики могут влиять на текстуру молочных продуктов, улучшая кремообразность и однородность, особенно в йогуртах.
Вкус и аромат Присутствие пробиотиков может изменять вкусовые характеристики продуктов, придавая им более насыщенный или кисловатый вкус.
Срок хранения Пробиотики способны улучшить микробиологическую стабильность продукта, увеличивая его срок хранения за счет угнетения патогенных микроорганизмов.
Снижение уровня лактозы Некоторые пробиотические культуры расщепляют лактозу, что делает молочные продукты более доступными для людей с непереносимостью лактозы.
Биологическая активность Пробиотики повышают биологическую активность продукта, увеличивая содержание витаминов и антиоксидантов, что повышает его полезные свойства.
Антимикробное действие Пробиотики выделяют вещества, которые подавляют рост патогенных микроорганизмов, улучшая безопасность молочных продуктов.
Регулирование уровня холестерина Пробиотики могут способствовать снижению уровня холестерина в крови, что делает молочные продукты полезными для людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Важным дополнением к пробиотикам являются пребиотики — вещества, которые не усваиваются в кишечнике, но стимулируют рост полезных микроорганизмов. Они часто добавляются в йогурты и другие продукты питания, обогащенные пробиотика-ми, способствуя поддержанию здоровой микрофлоры кишечника и улучшению иммунных функций организма.
Пребиотики включают различные виды сахаров, полисахаридов, органических кислот и других биологически активных веществ, которые не разрушаются в процессе пищеварения и доходят до кишечника, где поддерживают жизнедеятельность полезных микроорганизмов. Они усиливают иммунные процессы, улучшая всасывание минералов, таких
Влияние пребиотиков на функцион
как кальций и магний, а также нормализуют уровень холестерина и сахара в крови.
Одним из наиболее известных пребиотиков является инулин, содержащийся в цикории, который используется как основа для разработки новых кисломолочных продуктов. Инулин стимулирует рост пробиотических бактерий, улучшает текстуру и вкус продуктов, а также способствует снижению уровня глюкозы в крови, что делает его перспективным ингредиентом для функционального питания [5]. В таблице 3 будет описано влияние пребиотиков на функциональные свойства молочных продуктов.
Таблица 3.
свойства молочных продуктов [5]
Функциональные свойства Влияние пребиотиков
Улучшение текстуры Пребиотики, такие как инулин, могут улучшать консистенцию и придавать более густую и кремообразную текстуру.
Снижение содержания жира За счёт пребиотиков можно снизить содержание жира без потери текстуры, так как они могут служить заменителями жира.
Повышение биологической ценности Пребиотики стимулируют рост полезной микрофлоры кишечника, что улучшает пищеварение и усиливает пробиотическое действие продуктов.
Увеличение сроков хранения За счёт изменения микрофлоры пребиотики могут способствовать более длительному хранению продуктов за счёт уменьшения роста патогенных бактерий.
Снижение сахара Пребиотики могут снижать потребность в добавлении сахара благодаря своему натуральному сладковатому вкусу (например, олигофруктоза).
Повышение пищевой ценности Пребиотики увеличивают усвояемость минералов (например, кальция), что делает молочные продукты более питательными.
Улучшение органолептических свойств Пребиотики могут смягчить вкус молочных продуктов, сделать их более сладкими и приятными на вкус.
Устойчивость к замораживанию Пребиотики помогают улучшить структуру замороженных молочных продуктов, снижая образование крупных кристаллов льда.
Таким образом пробиотики играют ключевую роль в улучшении функциональных свойств молочных продуктов, оказывая положительное воздействие на пищеварение, иммунную систему и микрофлору кишечника. Они способствуют улучшению текстуры, вкуса и аромата продуктов, а также увеличивают их срок хранения за счет подавления роста патогенных микроорганизмов. Пробиотические микроорганизмы помогают снижать уровень лактозы и холестерина, делая продукты доступными для людей с лактозной непереносимостью и сердечно-сосудистыми заболеваниями. В целом, пробиотики усиливают биологическую активность молочных продуктов, что делает их ценным компонентом функционального питания.
Оценка потребительских предпочтений и потенциал рынка функциональных продуктов
Оценка потребительских предпочтений в отношении функциональных продуктов является важным аспектом анализа потенциала рынка. В последние годы наблюдается растущий интерес к продуктам, которые не только удовлетворяют основные потребности в питании, но и обладают дополнительными полезными свойствами для здоровья. Функциональные продукты могут включать в себя различные пищевые добавки, витамины, пробиотики и другие ингредиенты, способствующие улучшению общего самочувствия, поддержке иммунной системы, снижению риска развития хронических заболеваний и улучшению когнитивных функций.
Согласно исследованиям, современный потребитель все чаще стремится включать в рацион продукты, которые могут оказать позитивное воздействие на здоровье [6]. Это связано как с растущей осведомленностью о здоровом образе жизни, так и
с влиянием глобальных тенденций в области питания и медицины. Одним из ключевых факторов, влияющих на выбор функциональных продуктов, является желание предотвращать заболевания и поддерживать активный образ жизни. В частности, высокую популярность набирают продукты, обогащенные белками, омега-3 жирными кислотами, антиокси-дантами и клетчаткой.
Анализ предпочтений показывает, что потребители также обращают внимание на удобство и практичность употребления таких продуктов. Важным критерием при выборе становятся не только полезные свойства, но и легкость в использовании, например, продукты в форме готовых напитков, батончиков или капсул. Это позволяет интегрировать полезные компоненты в ежедневный рацион без значительных усилий, что особенно актуально для активных людей с плотным графиком.
Потенциал рынка функциональных продуктов является значительным и продолжает расти. Согласно прогнозам, мировой рынок функциональных продуктов к 2025 году достигнет значительных объемов, что обусловлено не только увеличением спроса со стороны потребителей, но и активными действиями производителей, направленными на разработку новых инновационных решений. Важную роль в развитии этого рынка играют научные исследования, которые подтверждают эффективность различных компонентов функциональных продуктов, а также регулирование со стороны государственных органов, направленное на повышение безопасности и качества подобных товаров [6]. Ниже в таблице 4 будет представлена оценка потребительских предпочтений и потенциал рынка функциональных продуктов.
Таблица 4.
Оценка потребительских предпочтений и потенциал рынка функциональных продуктов [6]
Аспект оценки Описание
Потребительские предпочтения
Здоровый образ жизни Современные потребители все больше ориентируются на здоровый образ жизни и выбирают продукты с функциональными свойствами, которые поддерживают здоровье и иммунитет.
Возрастные группы Основными потребителями функциональных продуктов являются молодежь и зрелое население, особенно люди, заботящиеся о здоровье пищеварения, иммунной системы и профилактике заболеваний.
Запрос на натуральные ингредиенты Покупатели отдают предпочтение продуктам с натуральными ингредиентами, без искусственных добавок, что повышает спрос на продукты с пробиотиками, витаминами и минералами.
Удобство потребления Продукты, которые легко и удобно потреблять, например, йогурты, батончики или напитки, имеют высокий спрос среди активных и занятых потребителей.
Информированность потребителей Рост осведомленности о пользе функциональных продуктов среди потребителей увеличивает спрос, особенно через образовательные программы и маркетинг.
Цена и доступность Хотя функциональные продукты обычно дороже, потребители готовы платить за качество и пользу для здоровья при условии доступности продукта на рынке.
Аспект оценки Описание
Потенциал рынка
Рост рынка Рынок функциональных продуктов демонстрирует стабильный рост благодаря увеличению числа потребителей, заинтересованных в здоровом питании и профилактике заболеваний.
Инновационные технологии Инновационные подходы к производству, такие как биотехнологии и использование пробиотиков, расширяют ассортимент функциональных продуктов, увеличивая потенциал рынка.
Диверсификация продуктов Функциональные продукты внедряются в различные категории, включая молочные продукты, закуски, напитки, что расширяет их рыночный потенциал.
Маркетинговые стратегии Эффективные маркетинговые стратегии, ориентированные на оздоровление и профилактику, стимулируют рост продаж функциональных продуктов на глобальном уровне.
Регулирование и сертификация Стандарты и сертификация качества функциональных продуктов (например, органические или безглютеновые сертификаты) увеличивают доверие потребителей и поддерживают рост рынка.
Таким образом, пробиотические и пребиоти-ческие продукты играют ключевую роль в поддержании здоровья человека, оказывая позитивное воздействие на работу пищеварительной системы, иммунную защиту и общий метаболизм организма.
Заключение
Подводя итог вышесказанному можно сказать, что разработка рецептур высокобелковых молочных продуктов с пробиотиками представляет собой инновационный и востребованный подход к созданию функциональных продуктов питания. Эти про -дукты способствуют поддержанию здоровья за счет
высокого содержания белка и полезных свойств пробиотиков, таких как улучшение микрофлоры кишечника и укрепление иммунитета. Современные технологические решения в обработке молочной сыворотки и интеграция пробиотиков позволяют расширять ассортимент продуктов и соответствовать требованиям рынка. Пробиотические молочные продукты обладают значительным потенциалом на рынке благодаря их функциональной ценности и растущему спросу со стороны потребителей, стремящихся к здоровому образу жизни.
Список литературы:
1. Машков В.В., Чиликин А.Ю., Атюнина Ю.В. Анализ рынка отечественных молочных продуктов с повышенным содержанием белка и перспектива создания технологий высокобелковых продуктов с использованием белков молозива //Вестник науки. - 2020. - Т. 1. - №. 1 (22). - С. 166-170.
2. Полянская И.С., Шигина Е.С., Аксёнова Л.Л. Разработка технологии высокобелкового биойогурта // Пищевая индустрия. - 2019. - №. 2 (40). - С. 15-17.
3. Болатханова С.Е. и др. Белковые продукты из молочной сыворотки //Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. - 2021. - №. 1 (1). - С. 37-39.
4. Стурова Ю.Г., Гришкова А.В., Коньшин В.В. Влияние пробиотических культур и липолитических ферментов на свойства молочного продукта в разрабатываемой биотехнологии сыра // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. - 2021. - Т. 11. - №. 2 (37). - С. 290-298.
5. Чеченихина О.С. и др. Использование симбиотиков при производстве кисломолочных продуктов // Современная наука и инновации. - 2024. - №. 4. - С. 79-88.
6. Савинова Ю.С. и др. История, современные направления и перспективы развития про-и пребиотических препаратов в России и за рубежом //Acta biomedica scientifica. - 2022. - Т. 7. - №. 5-1. - С. 211-227.
