Сывороточные экстракты из ягодного сырья в производстве быстрорастворимых продуктов

А.Г. Кожура,аспирант,С.Н. Кравченко,д-р тех. наук, доцент

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

А.И. Попов,д-р фарм. наук, профессор

Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт

Темп современной жизни ставит многих людей в условия постоянногодефицита времени. Немаловажное значение в этой ситуации имеют сухие быстрорастворимые пролукты, содержащие физиологически активные компоненты растительного происхождения. Такие субстанции длительное время сохраняют полезные свойства исходного сырья, требуют особых усилий хранения и специальных способов приготовления [4].

В России, как и в других странах, отмечается устойчивая тенденция повышения интереса у потреблению пищевых продуктов с использованием культивируемого и дикорастущего плодово-ягодного сырья.

Наукометрический анализ доступной отечественной и зарубежной литературы последних лет показал, что использование природных биологически активных веществ в виде натуральных составляющих растительного происхождения может обеспечивать широкий спектр их пищевого и лечебно-профилактического применения. Среди всего многообразия рассматриваемых ингридиентов наиболее перспективны концентрированные плодово-ягодные экстракты из сырья местного произрастания. Продукты, произведенные с их использованием, стимулируют обменные процессы, улучшают работоспособность, способствуют повышению активности и укреплению естественных антиоксидантных механизмов организма, оказывают благоприятное влияние на состояние здоровья и др. [4].

Благодаря наличию широкого спектра природных высокоэффективных витаминных комплексов и других физиологически активных составляющих особый интерес вызывают продукты переработки ягод семейства брусничных (брусники, голубики, клюквы и черники), имеющих широкое распространение в Западно-Сибирском регионе – основном поставщике сырья на пищевой и фармацевтический рынки [5].

Цель исследования – изучение возможности использования сывороточных экстрактов из ягод семейства брусничных и их выжимок в производстве быстрорастворимых продуктов.

В условиях сезонности производства большинства пищевых продуктов из плодово-ягодного сырья первостепенное значение приобретает консервирование (например, сушка, замораживание и др.) данного сырья для его сохранности и обеспечения бесперебойной работы предприятия в течение года.

Применение высушенного плодово-ягодного сырья в производстве имеет ряд преимуществ. При сушке значительно уменьшается масса продукта, что снижает транспортные расходы, затраты на тару, уменьшает потребность в складских помещениях и т.д. Воздушно-сухое плодово-ягодное сырье содержит комплекс не только питательных, но и других биологически активных компонентов в наиболее благоприятном для животного организма концентрированном виде [6].

Большинство пищевых и других предприятий, занимающихся переработкой плодово-ягодного сырья, использует его в основном для получения сока, а выжимки – отходы при его производстве могут служить ценным источником физиологически активных веществ.

Поэтому перед экстракцией стандартное ягодное сырье сушили при температуре 45...50 ^оС до влажности 12-14%.

Исследуемое сырье и его выжимки отличаются высоким содержанием антиоксидантного комплекса (биофлавоноидов, витаминов С и К₁, дубильных веществ и органических кислот), что доказывает правильность и перспективность их использования в качестве сырья для производства экстрактов целенаправленного назначения.

Далее представляло интерес изучить влияние основных режимно-технологических параметров (экстракционных свойств растворителя, температуры процесса, соотношения системы сырье: экстрагент) на эффективность извлечения физиологически активных компонентов из высушенных ягод и выжимок.

Молочная сыворотка – доступный, дешевый и эффективный растворитель для благоприятного и сбалансированного экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья [7,8]. Применение молочной сыворотки в качестве экстрагента позволяет более полно реализовать ее ценные свойства, поскольку она давно зарекомендовала себя как основа продуктов функционального назначения.

Поэтому в качестве экстрагентов были выбраны как традиционные – вода, так и нетрадиционные – ультрафильтрат творожной сыворотки (массовая доля сухих веществ – 5,1%; массовая доля лактозы – 3,8%; плотность – 1020 кг\м³; кислотность – 70 ^оТ).

Экстрагирование осуществляли на аппарате [4] для диспергирования и экстрагирования плодово-ягодного сырья при параметрах , обеспечивающих наибольший выход сухих растворимых веществ: частота ультразвуковых колебаний – 22 кгц; интенсивность ультразвуковых колебаний – 8 Вт\см²; продолжительность экстрагирования – 20 мин, зазор между ротором и статором аппарата – 1,0 мм. Массовое соотношение в системе сырье: экстрагент и температура процесса варьировали в диапазоне 1:5-1:15 и 30….50 ^оС соответственно.

В качестве физиологически активных веществ изучали содержание в извлечениях биофлаваноидов, аскорбиновой кислоты, β-каротина и дубильных веществ, что обусловлено их активным участием в антиоксидантном действии.

Ультрафильтрат творожной сыворотки по сравнению с водой – более эффективный экстрагент, позволяющий извлечь изучаемые биологичсеки активные компоненты из сушенных ягод и выжимок в среднем на 9% больше, что указывает на целесообразность использования сывороточных экстрактов для получения быстрорастворимых продуктов. С помощью общедоступных подходов математической обработки экспериментальных данных определяли рациональные параметры процесса экстракции: соотношение системы сырье: экстрагент – 1:8, температура – 50 ^оС.

Полученные сывороточные экстракты концентрировали на роторно-пленочном испарителе горизонтального типа работающего под вакуумом при температуре 48…50 ^оС для использования в производстве быстрорастворимых продуктов. Физико-химические показатели концентрированных сывороточных экстрактов, полученные из высушенных ягод и выжимок, представлены в табл. 1.

Показатель	Концентрированный сывороточный экстракт из   брусники голубики клюквы черники
Массовая доля сухих веществ, %
Массовая доля углеводов, %
Массовая доля органических кислот (в пересчете на яблочную кислоту), %
Массовая доля дубильных веществ, %
Массовое содержание витамина С (аскорбиновая кислота), мг\100 г
Массовое содержание β-каротина, мг\100 г
Массовое содержание биофлавоноидов (по рутину), мг\100 г

Таблица 1

Изучаемые концентрированные сывороточные экстракты имеют химический состав, близкий к исходному сырью. Это подтверждает перспективность применения сывороточных экстрактов в производстве пищевых продуктов функционального назначения, в том числе для получения быстрорастворимых продуктов.

Входящие в состав концентратов физиологически активные компоненты проявляют антиокислительные свойства, поэтому представляло интерес определить их антиоксидантную активность на модельной реакции инициирования окисления кумола. Содержание антиоксидантов в концентрированных сывороточных экстрактах составляет 0,119-0,434 моль\кг.

Важным в исследованиях было установление физико-химических и микробиологических показателей концентрированных сывороточных экстрактов в течение 12 мес хранения при температуре 8±2 ^оС и относительной влажности 75 5%. При соблюдении условий хранения изучаемые показатели соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

Преимущества данных технологий: мягкие температурные режимы (не превыщающие 50 ^оС) и отсутствие других воздействий, оказывающих деструктивное влияние на биологически активные компоненты, содержащиеся в ягодном и молочном сырье, в процессе его переработки.

Представляю интерес изучить пищевую ценность разработанных быстрорастворимых продуктов. Массовая доля в продуктах (%): влаги – 5,63-8,54; белка – 1,12-6,11; жира – 0,10-1,17; титруемых кислот (в пересчете на яблочную) – 0,55-2,30; пектиновых веществ – 1,16-2,12 и золы – 1,22-1,85. Исходя из пищевой ценности разработанных продуктов расчетная пищевая и энергетическая ценность (100 г сухого гранулята) – 309,-326,4 ккал.

Количественные показатели содержания физиологически активных веществ в быстрорастворимых продуктах (мг\100): витамина В₁ – 0,57-1,48; витамина В₂ – 0,68-2,47; витамина С – 42,5-67,8; -каротина – 0,04-0,77; биофлавоноидов (по рутину) – 0,20-1,07 г\100 г.

Исследование антилокислительных свойств разработанных быстрорастворимых продуктов показало, что они являются типичными акцепторами пероксидных радикалов, тормозят скорость окисления кумола, а многие из них имеют ярко выраженный период индукции. Содержание антиоксидантов в разработанных продуктах составляло 0,103-0,287 моль\кг.

На основании проведенного исследования установлены регламентируемые показатели качества, разработаны и утверждены комплекты технической документации, включающие технические условия и технологические инструкции на сухие быстрорастворимые пролукты (26 разновидностей).

Таким образом, разработанные быстрорастворимые продукты на основе сывороточных экстрактов по составу, свойствам, пищевой, в том числе физиологической, ценности и антиоксидантным свойствам отвечают требованиям, предъявляемым к продуктам функционального назначения.

Применение сывороточных экстрактов в производстве пищевых продуктов приводит к обогощению их биологически активным составлящими, придает им гормоничный вкус и аромат и, как следствие, сделает их более конкурентноспособными.

 

Заключение

На основе сывороточных экстрактов разработаны быстрорастворимые завтраки и напитки. В качестве основного сырья использовали: концентрированные сывороточные экстракты из высушенных ягод и\или выжимок, овсяную или ячменную муку, молочную сыворотку (сухую подсырную или концентрированную творожную), картофельный крахмал, порошок из клубней топинамбура, выжимки ягод. Проектирование рецептур осуществляли путем целенаправленного подбора компонентов для каждого из продуктов с учетом того, чтобы он содержал ингредиенты, усиливающие положительное действие на организм.

Результаты проведенного исследования позволили обосновать и разработать технологию комплексной переработки ягодного сырья и организовать на его основе малоотходное производство функциональных быстрорастворимых продуктов. Технологические схемы включают следующие стадии: подготовку ягодного сырья; концентрирование экстрактов; гранулирование продукта; сушку гранулята; классификацию. Основные стади, играющие ведущую роль в формировании качества готового продукта: экстрагирование, концентрирование, формирование и сушка гранул. Именно на этих стадиях формируются основные параметры качества быстрорастворимых продуктов.

Для получения сухого молокосодержащего продукта повышенной пищевой ценности и хранимоспособности, предназначенного для питания людей в автономных условиях существования, необходимо: применять «щадящую» сублимационную сушку; обогащать биологически активными добавками бифидумбактерий, использовать антиокислители флавоноидного характера (дигидрокверцитин), увеличивающий срок годности в 2 раза; в качестве синергиста применять аскорбиновую кислоту (витамин С), заменять частично молочный жир на ЗМЖ в дозировке не более 50%, использовать мелкую герметичную упаковку в современные комбинированные пленки на основе металлизированной фольги.

 

Список использованной литературы:

1. Нечаев, А.П. Технологии создания жировых продуктов ХХI века\А.П. Нечаев/ / Масложировая промышленность. – 2010. – №3. – с. 18-19

2. Жиры специального назначения SDS: инновационный подход к повышению качества и безопасности масложировой продукции\ \ Молочная промышленность. – 2010. - №6. – с. 56-57.

3. Харитонов, В.Д. Термодиструктивные изменения сухого молока в процессе распылительной сушки\ \ В.Д. Харитонов, Л.В. Петрова. – Омск. Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2009.

4. Кравченко, С.Н. Научное обоснование разработки технологических потоков и оценки качества быстрорастворимых гранулированных продуктов: автореф. дисс. …д-ра тех.наук: 05.18.15 и 05.18.12\ С.Н Кравченко. – Кемерово, 2011. – 38 с.

5. Попов, А.И. Изучение влияния антропогенных факторов на элементный состав и ресурсы лекарственных растений Кемеровской области и республики Тыва: автореф. дисс…д-ра фарм.наук: 15.00.02\ А.И. Попов. – Москва, 1995. – 46с.

6. Кравченко, С.Н. Физиологическая ценность экстрактов, полученных из высушенных ягод и жомаклюквы\ С.Н. Кравченко, А.М. Попов, А.Н. Химич\ \Известия вузов. Пищевая технология . – 2009. -№2-3.-с. 43-46.

7. Лупинская, С.М. Научное обоснование и разработка технологий молочных продуктов с использованием дикорастущего сырья сибирского региона

 

---

⇐ Предыдущая123

---

Просмотров 701

Эта страница нарушает авторские права

---