Анализ мирового опыта развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей)

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет 134 с., 1 кн., 3 раздела, 11 рис., 18 табл., 88 источ., 15 прил.

Перечень ключевых слов: безалкогольные напитки, сахарозаменитель, стевия, рецептура, технологические схемы, проекты технических условий, технология производства.

Настоящий отчет представляет собой законченную научную работу, подготовленную на основе лабораторных опытов и научных экспериментов по утвержденной Министерством сельского хозяйства Российской Федерации теме «Анализ мирового опыта развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей).

Объекты исследования – безалкогольные напитки со сниженным содержанием сахара в рецептуре: холодный черный чай с растительным заменителем сахара, холодный зеленый чай с растительным заменителем сахара, квас с растительным заменителем сахара и морсовый напиток с растительным заменителем сахара.

Цель научно-исследовательской работы – анализ мирового опыты развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей) и разработка рецептур безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара.

Методы исследовании: теоретические (анализ) и эмпирические (эксперименты, наблюдение, измерения, сравнение, описание). Для расчета рецептур был использован алгебраический метод. Для ускорения процесса расчета использован метод обратной матрицы табличного процессора Microsoft Excel. У всех объектов исследования были оценены органолептические и физико-химические показатели: массовая доля сухих веществ (%) – рефрактометрическим методом, кислотность – методом титрования, объемная доля этилового спирта (%) – дистилляционным методом. Определение содержания макро- и микроэлементов образцов проводилось на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-2а (Zn, Cu, Mn, Fe, Mg, Ca – методом абсорбции, K – методом эмиссии). Из микробиологических показателей были оценены БГКП, КМАФАнМ, дрожжи, плесени, токсикологических показателей – содержание солей тяжелых металлов, содержание органических кислот (яблочная, лимонная и янтарная).

Основные результаты исследований:

1. Проведен анализ мирового опыта развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей), который позволил определить инновационный фактор развития – увеличение потребительского внимания к традиционным (национальным) напиткам. Россия испокон веков славилась сельскими территориями, национальными продуктами и напитками, имеющими функциональную направленность, укрепляющими и поддерживающими здоровье. Поэтому использование разработанных в ходе проведения научного исследования технологий и рецептур кваса, морса и чая с растительными заменителями сахара предприятиями пищевой промышленности будет способствовать возрождению национальных традиций пищевой культуры России.

2. Изучены: социально-культурная и социально-экономическая ценность безалкогольных напитков (вкусообразующих компонентов, сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей); интенсивности сладости сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей; влияние сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей на физико-химические и органолептические показатели качества безалкогольных напитков.

3. Определено содержание макро- и микроэлементов, токсичных элементов в разработанных безалкогольных напитках и проведен микробиологический анализ в них.

4. Разработаны новые рецептуры, технологические схемы, проекты технических условий и технико-технологических карт производства функциональных безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара (приложения А–И). Использование рекомендованной нормативно-технической документации позволит производить данную категорию напитков в условиях промышленного производства (перерабатывающими предприятиями).

5. Дано обоснование норм употребления безалкогольных напитков, произведенных по разработанным рецептурам, для восполнения дневной нормы жидкости разных половозрастных групп населения.

Научная новизна полученных научных и научно-технических результатов – разработаны новые рецептуры, технологические схемы, проекты технических условий и технико-технологических карт производства функциональных безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара для предприятий пищевой промышленности. При употреблении разработанных безалкогольных напитков снижается калорийность ежедневного рациона различных половозрастных групп населения, что положительно скажется на их здоровье. В отличие от безалкогольных напитков, выпускаемых промышленностью, в напитках, приготовленных по разработанным технологиям и рецептурам, не содержится сахароза; сладость напиткам придают гликозидные соединения – стевиозид, стевиолбиозид, ребаудиозид А и Е, дулкозид.

Область применения результатов – сельскохозяйственные и перерабатывающие предприятия всех форм собственности, занимающиеся переработкой сельскохозяйственной продукции и производством безалкогольных напитков. Разработанные и рекомендованные проекты технических условий и технико-технологических карт содержат, полученные на основе лабораторных опытов, данные об органолептических, физико-химических показателях, токсичных элементах и микробиологических показателях, которые соответствуют требованиям, действующим на территории государства стандартов, что позволит производить данную категорию напитков в условиях промышленного производства (перерабатывающими предприятиями).

Результаты НИР внедрены в производство ООО «Агропарк «Ясенево» и ИП Глаголев А.С. (Ярославская область), ООО «Буфет-Ярославль» (г. Ярославль), что подтверждается актами внедрения (приложения К–М).

Уровень значимости НИР – всероссийский, так как холодный черный и зеленый чай из листьев ягодных кустарников, квас и морсовый напиток с древнейших времен являются одними из наиболее предпочитаемых национальных продуктов русского народа. Как неотъемлемый компонент национальной пищевой культуры Руси они и в наши дни приобретают все большую и большую популярность. Разнообразные секреты производства этих старинных напитков веками бережно сохранялись, обогащались и передавались из поколения в поколение. Значимость разработок по теме исследования подтверждается их признаем в конкурсах различного уровня. Разработка морсового напитка с натуральным заменителем сахара – стевией [Stevia rebaudiana BERTONI (L.)] удостоена диплома и золотой медали Всероссийского смотра-конкурса лучших пищевых продуктов, продовольственного сырья и инновационных разработок (г. Волгоград, 2019 г.); разработка «Безалкогольные напитки функционального назначения со сниженным содержанием сахара из экологического растительного сырья, выращенного в условиях Ярославской области, удостоена диплома победителя ежегодного смотра-конкурса проектов, основанных на использовании изобретений и разработок молодых ученых Ярославской области «Изобретено в Ярославской области» (г. Ярославль, 2019 г.); разработка «Квас с растительным заменителем сахара» удостоена диплома лауреата конкурса лучших научно-исследовательских работ в рамках XIII Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Перспективные исследования и новые подходы к производству и переработке сельскохозяйственного сырья и продуктов питания» (г. Углич, 2019 г.).

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования. Разработанные рецептуры, технологии и технологические схемы безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара возможно совершенствовать с целью производства органической продукции безалкогольной промышленности. Для этого применять сырье, полученное без использования синтетических пестицидов, минеральных удобрений и регуляторов роста. Разработать технологические схемы, содержащие щадящие режимы обработки сырья, исключающие высокотемпературную обработку, сильное механическое воздействие, обеспечивающие бережное сохранение питательных элементов и антиоксидантных веществ. Расширить объекты исследования, добавив продукцию животноводства, например, разработку рецептур, проектов технических условий и технологий на безалкогольные молочные напитки с растительным заменителем сахара.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем отчете о НИР использовались следующие термины с соответствующими определениями:

Безалкогольный напиток – готовый напиток, изготовленный с использованием питьевой или минеральной воды с общей минерализацией не более 1,0 г/дм (ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия»), объемной долей этилового спирта не более 0,5%, а для напитков на спиртосодержащем сырье – не более 1,2%

Безалкогольный напиток морсовый – безалкогольный напиток, изготовленный с использованием сока прямого отжима и (или) восстановленного и (или) спиртованного и (или) концентрированного сока и других компонентов, который может содержать подсластители, ароматизаторы и красители, полученные из сырья растительного или микробного происхождения

Квас – безалкогольный напиток с объемной долей этилового спирта не более 1,2%, изготовленный в результате незавершенного спиртового или спиртового и молочнокислого брожения сусла

Кислотная единица (к. ед.) – единица кислотности кваса, эквивалентная 1 см³раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ кваса

Колиформы – это грамотрицательные оксидазоотрицательные не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, ферментирующие лактозу до кислоты, альдегида и газа

Напиток на растительном сырье – безалкогольный напиток, изготовленный с преобладающим использованием экстрактов, концентратов, настоев, композиций растительного сырья (растений, плодов, семян и др.) или концентрированных основ, в состав которых входят эти продукты, который может содержать подсластители, ароматизаторы и красители, полученные из сырья растительного или микробного происхождения

Напиток специального назначения – безалкогольный напиток, для которого установлены требования к содержанию и (или) соотношению отдельных веществ или всех веществ и компонентов, и (или) изменено содержание и (или) соотношение отдельных веществ относительно естественного их содержания в таком напитке, и (или) в состав включены не присутствующие изначально вещества или компоненты (кроме пищевых добавок и ароматизаторов), и (или) изготовитель заявляет о его лечебных и (или) профилактических свойствах, и который предназначен для целей безопасного употребления этого напитка отдельными категориями людей

Рецептура – это документ, в котором указан набор компонентов определенного состава и количества, необходимый для выработки единицы готовой продукции (1000 дкл, 1000 г, 1000 мл)

Энергетическая ценность – это количество энергии, высвобождаемой в организме человека из продуктов питания в процессе пищеварения, при условии её полного усвоения

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

1н NaOH – концентрация титрованного раствора едкого натра

а₁₁.а₁₂… а₂₁, а₂₂… а_n1, а_n2 – коэффициенты, т.е. известные величины при переменных неизвестных величинах

А-матрица системы – матрица коэффициентов при переменных

b₁, b₂… b_n – свободные члены, т.е. известные величины

В-матрица – столбец свободных членов (вектор свободных членов)

р < 0,001 – стандартный уровень статистической значимости

X-матрица – столбец неизвестных величин

БГКП – бактерии группы кишечной палочки

ИП – индивидуальный предприниматель

к. ед. – единица кислотности кваса, эквивалентная 1 см³раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³на 100 см³кваса

КМАФАнМ – количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

КМАэМ – количество мезофильных аэробных микроорганизмов

ООО – общество с ограниченной ответственностью

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с Концепцией государственной политики в области здорового питания, утвержденной правительством Российской Федерации, одно из важных направлений – это разработка новых технологий диетических пищевых продуктов как лечебных, так и профилактических. Во многих странах мира активно проводится поиск заменителей сахара, так как возникает острая необходимость оптимизации питания здоровых людей, а также возможность решения вопросов рационального питания людей, страдающих заболеваниями, связанных с нарушением обмена веществ.

Многочисленными научными исследованиями установлено, что сахар повышает риск возникновения ожирения, диабета, аллергии, сердечно-сосудистых заболеваний, кариеса у детей и другие. Некоторые ученые даже связывают потребление сахара с развитием болезни Альцгеймера и онкологических заболеваний.

В последнее время отмечается ухудшение состояния здоровья жителей не только Ярославского региона, но и других регионов Российской Федерации, что связано со снижением качества питания, в том числе и с высокой калорийностью рациона.

В ежедневном рационе населения страны, особенно молодежи, предпочтительными напитками являются напитки, которые характеризуются высоким содержанием сахара. Поэтому все более острой становится проблема снижения сахара в напитках, основными направлениями которой являются: применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей. При этом компоненты природного сырья должны способствовать повышению биологической ценности любого напитка.

Стевиозид – это натуральный низкокалорийный заменитель сахара, представляющий собой экстракт листьев южно-американского растения стевии – «медовой травы», который по сладости превосходит сахар в 200–300 раз. У здоровых людей этот подсластитель не понижает содержание сахара в крови. Поэтому врачи рекомендуют его как самый безопасный заменитель сахара [1].

Учеными из Красноярского государственного аграрного университета и института энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК исследована возможность производства безалкогольного напитка без сахара с содержанием в рецептуре яблочного сока, экстракта имбиря, гвоздики, полыни, меда и воды. При этом выявлены способы достижения технического результата и его органолептические характеристики, проведено моделирование процесса переработки сырья мелкоплодных яблок и тонизирующих трав и производство безалкогольного яблочного напитка [2, 3].

Проведенные исследования на базе Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова и Всероссийского научно-исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности показали насколько в питании больных сахарным диабетом и здоровых людей перспективно использование напитков на основе натурального сырья. Применение научно обоснованного растительного сырья и легкой воды в составе напитков придает им целевую функциональную направленность [4]. Ученые Датской ветеринарной и продовольственной администрации так же отмечают важность научно обоснованного подхода к использованию растительных заменителей сахара и подсластителей в производстве безалкогольных напитков, отмечая немаловажную роль их суточного потребления [5, 6].

Таким образом, изучение возможности использования растительного сырья в качестве заменителя сахара при производстве безалкогольных напитков является актуальной темой, требующей дополнительной разработки и всестороннего исследования.

Научная новизна полученных научных и научно-технических результатов – разработаны новые рецептуры, технологические схемы, проекты технических условий и технико-технологических карт производства функциональных безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара для предприятий пищевой промышленности. В отличие от безалкогольных напитков, выпускаемых промышленностью, в напитках, приготовленных по разработанным технологиям и рецептурам, не содержится сахароза; сладость напиткам придают гликозидные соединения – стевиозид, стевиолбиозид, ребаудиозид А и Е, дулкозид.

Практическая значимость научных исследований подтверждается актами внедрения в ООО «Агропарк «Ясенево» и ИП Глаголев А.С. (Ярославская область), ООО «Буфет-Ярославль» (г. Ярославль) (приложения К–М).

1 Материал и методы исследований

1.1 Цель и задачи исследований. Схема проведения исследований

Цель исследования – анализ мирового опыты развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей) и разработка рецептур безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1) изучить мировой опыт развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей);

2) изучить интенсивность сладости сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей;

3) разработать рецептуры безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара;

4) разработать технологические схемы производства безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара;

5) провести пробную выработку безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара;

6) провести определение органолептических и физико-химических показателей безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара;

7) провести определение содержания макро- и микроэлементов, токсичных элементов и микробиологических показателей у безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара;

8) разработать проекты технических условий и технологий (технико-технологических карт).

Схема проведения исследований представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема проведения исследования

1.2 Краткое описание места проведения исследования

Кафедра «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВО Ярославской ГСХА является выпускающей по направлению подготовки 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (ранее кафедра «Биотехнология»). Материально-техническая база, необходимая для осуществления научно-исследовательской деятельности, включает аудитории для проведения лабораторных работ, укомплектованные необходимым оборудованием, предусмотрены помещения для хранения и профилактического обслуживания оборудования (приложение Н).

Анализы, требующие более высокоточного оборудования и использования опасных химических реактивов, запрещенных к использованию в условиях учебных аудиторий, проводились на базе ГБУ ЯО «Ярославский институт качества сырья и пищевых продуктов» и Ярославский НИИЖК – филиал ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса».

ООО «Агропарк «Ясенево» – уникальный авторский проект, реализуемый в Ярославской области в Некрасовском районе, работает в традициях органического земледелия, которое в России только начинает развиваться. Основными видами деятельности предприятия являются промышленное выращивание клубники, малины и производство чайной продукции.

ООО «Буфет-Ярославль» – это сеть пекарен «Хлебница». Предлагаемая ООО «Буфет-Ярославль» продукция изготавливается из натуральных продуктов без использования красителей, ароматизаторов, улучшителей, консервантов. Предприятие совмещает производство выпечки ручной работы по современным технологиям с производством натуральных морсов.

На базе ИП Глаголев, который располагается в г. Ростов Ярославской области и занимается реализацией продовольственной продукции, проведена совместная научно-исследовательская работа по разработке рецептуры и опытной партии производства зеленого и черного холодного чая с натуральным растительным сахарозаменителем.

1.3 Выбор и обоснование объектов исследования

Ученые отдела пищевых технологий (Mumbai, Индия) отмечают интерес к функциональным напиткам на основе молока, фруктов, овощей, бобовых, зерновых, кофе и чая [7]. Ученые сельскохозяйственного университета (Krakow, Польша) изучили традиции своей страны – применить традиционные технологии производства напитков на основе растительного сырья, полностью исчезнувшие из польского рынка. Было отмечено, что традиционный хлебный квас является функциональным напитком, имеет потребительские свойства аналогичные коммерческим квасам (напиткам, приготовленным из солодового концентрата), сниженное (в 3 раза) содержание сахара, что позволило рекомендовать его для потребления населению всех возрастов [8].

Ряд ученых отмечают ценность растительного сырья при производстве безалкогольных напитков функционального назначения. Цельные зерна изобилуют питательными веществами и биологически активными веществами, и это является научным доказательством того, что их регулярное употребление оказывает положительное влияние на здоровье человека [7]. Для многих стран безалкогольные напитки, прошедшие процесс брожения, являются традиционными, и в каждой стране имеются свои особенности производства. В Африке были зарегистрированы различные виды традиционных напитков, производимых из сорго, которые имеют большое значение в питании людей и фундаментальное социально-экономическое значение [9].

Ученые университета Abomey-Calavi (Cotonou, Бенин) в своих исследованиях отмечают, что традиционные напитки на время потеряли свои позиции на пищевом рынке, но не смотря на это, исчезновение многих активных синтетических веществ в составе пищевых продуктов привело к возобновлению интереса к естественным природным компонентам [9].

Продукты брожения являются одними из самых популярных в мире напитков с очевидным положительным влиянием на общее состояние здоровья. Они являются традиционными во всем мире натуральными напитками, с низким содержанием калорий и без жира, с органическими кислотами и витаминами (поступающими из растительного сырья) [10].

Ученые факультета биотехнологии и пищевых наук Словацкого сельскохозяйственного университета (Nitra, Словакия) доказали, что помимо пагубного влияния на здоровье людей, сахароза оказывает негативное влияние на органолептические и физико-химические показатели напитков брожения [11].

С древнейших времен квас, морс и чай из листьев ягодных кустарников являются одними из наиболее предпочитаемых национальных продуктов русского народа. Как неотъемлемый компонент национальной пищевой культуры Руси они приобретают все большую и большую популярность. Разнообразные секреты производства этих старинных напитков веками бережно сохранялись, обогащались и передавались из поколения в поколение [12].

Таким образом, к инновационному фактору развития мирового рынка прохладительных безалкогольных напитков можно отнести увеличение потребительского внимания к традиционным напиткам.

1.4 Условия постановки эксперимента

В соответствии с разработанной методикой первым этапом был проведен анализ мирового опыта развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей). На основании проведенного анализа были определены объекты для совершенствования рецептуры, которыми явились чай из листьев ягодных кустарников, квас, морс, а в качестве растительного заменителя сахара – сухие листья стевии.

Далее были проведены исследования интенсивности сладости сахара и разных видов его заменителей оценкой сладких профилей сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей на горьком вкусовом носителе (чай) группой экспертов, в которую входили как мужчины, так и женщины. При этом были проведены исследования по корректировке органолептических показателей разработанных рецептур с использованием дополнительных составляющих рецептурного набора (сухая трава мяты перечной, мелисы; лист смородины красной, черной и малины – сбор летнего периода 2018–2019 гг.) (приложение П).

Разработка рецептур объектов исследования с растительным заменителем сахара проводилась алгебраическим методом, с использованием табличного процессора Microsoft Excel.

Разработка технологических схем производства безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара проводили на основе полученных данных из собственных исследований об оптимальных технологических режимах, а также анализом, выбором и обоснованием типовых технологических схема производства.

Выработка пробных образцов объектов была проведена на основании разработанных рецептур и технологических схем на базе кафедры «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (этикетки пробных образцов – в приложении Р). У всех объектов исследования были оценены органолептические, физико-химические показатели, содержание макро- и микроэлементов, токсичные элементы и микробиологические показатели.

На основании полученных лабораторных данных разработаны проекты технических условий и технологий (технико-технологических карт).

1.5 Методы исследования

1. Определение интенсивности сладости

В настоящее время оценка степени сладости веществ в пищевой промышленности проводится экспертной комиссией, так как нет инструментального метода ее определения. Исследование интенсивности сладости проводили изучением в течение определенного промежутка времени восприятия сладких профилей сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей на горьком вкусовом носителе (чай). Использована методика CATA интенсивности времени TI в течение 12-секундного интервала со шкалой интенсивности (6 градусов), оценка проводилась группой экспертов (15 женщин и 15 мужчин). Все образцы вкусовых носителей и сахарозаменителей доступны в продовольственных магазинах. При постановке опыта использована типовая технологическая схема чая, без ароматизаторов. Количество сахарозаменителя, добавляемого в безалкогольный напиток, соответствовало заявленному на его упаковке. Для освежения вкусовых рецепторов использовали питьевую воду [13].

2. Определение органолептических и физико-химических показателей безалкогольных напитков

Определение органолептических показателей проводили на базе ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА по ГОСТ 6687.5-86 «Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения органолептических показателей и объема продукции».

Физико-химические показатели (кислотность, объемная доля этилового спирта, массовая доля сухих веществ) были оценены на базе ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА и ГБУ ЯО Ярославский государственный институт качества сырья и пищевых продуктов.

Отбор проб производили по ГОСТ 6687.0-86 «Продукция безалкогольной промышленности. Правила приемки и методы отбора».

Нормативными документами, регламентирующими объем лабораторных испытаний, явились ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия» [14–20].

3. Разработка рецептур безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара

Для расчета рецептур безалкогольных напитков был использован алгебраический метод, который заключается в решении отдельных уравнений или их системы [21].

В рецептурных расчетах пищевой промышленности уравнения составляются на основе материальных балансов. Первое уравнение составляют на основе баланса сырья, т.е. компонентов, и выработанного из него готового продукта (полуфабриката) (формула 1). Остальные уравнения составляются на основе основных составляющих отдельных компонентов и показателей, установленных нормативной документацией: массовая концентрация сахаров (формула 2), массовая концентрация титруемых кислот (формула 3), крепость купажа (формула 4) и т.д.:

(1)

где – содержание компонента в составе купажа, %;

(2)

где А – массовая концентрация сухих веществ, %;

а₁, а₂, а₃, а_n – массовая концентрация сухих веществ купажа, %;

(3)

где В – массовая концентрация титруемых кислот, г/дм³;

b₁, b₂, b₃, b_n – массовая концентрация титруемых кислот в компонентах купажа, г/дм³;

(4)

где С – крепость купажа, ;

с₁, с₂, с₃, с_n – содержание спирта а в компонентах купажа, .

Из полученных четырех уравнений составляем систему линейных уравнений (формула 5), в которую должно входить столько уравнений, сколько введено неизвестных компонентов в купаж.

(5)

Полученная система уравнений решается различными алгебраическими методами, например подстановкой неизвестных или их исключением (методом Гаусса), в результате чего находят значения неизвестных масс компонентов в смеси и составляют рецептуру в виде таблицы.

Алгебраический метод достаточно сложен и трудоемок, т.к. в состав купажей входит большое количество компонентов разного состава.

Решение системы уравнений позволит ускорить использование метода обратной матрицы с использованием табличного процессора Microsoft Excel.

Матрицей называется прямоугольная таблица из чисел, содержащая некоторое количество m строк и некоторое количество n столбцов.

Числа m и n называются порядками матрицы. В случае если m = n, матрица называется квадратной, а число m = n – ее порядком.

Числа, входящие в состав матрицы, называются ее элементами.

В частном случае матрица может состоять из одной строки или одного столбца и даже из одного элемента. Матрица, состоящая из одного столбца или одной строки, называется также вектором. Оба эти объекта (матрицы и векторы) в Excel рассматриваются как массивы.

Система m уравнений с n неизвестными представлена формулой 6:

(6)

где а₁₁.а₁₂… а₂₁, а₂₂… а_n1, а_n2 – коэффициенты, т.е. известные величины при переменных неизвестных величинах;

b₁, b₂… b_n – свободные члены, т.е. известные величины.

В матричном виде данная система уравнений будет иметь следующий вид (формула 7):

(7)

где А – матрица системы (матрица коэффициентов при переменных);

X-матрица – столбец неизвестных величин;

В-матрица – столбец свободных членов (вектор свободных членов).

Для рассматриваемой системы уравнений составляют матрицу для ее членов.

Значение матриц данной системы уравнений будет иметь вид: матрица А системы или коэффициентов при переменных (формула 8), матрица – столбец неизвестных величин X (формула 9), матрица – столбец свободных членов (вектор свободных членов) В (формула 10):

(8)

(9)

(10)

Известно, что если квадратная матрица коэффициентов при переменных является невыраженной, то решением системы линейных уравнений методом обратной матрицы является матрица – столбец X (формула 11):

(11)

Для решения системы уравнений (формула 5) методом обратной матрицы, упростим их, избавившись от знаменателей (формула 12):

(12)

Значение матриц данной системы уравнений (формула 13) будет иметь вид: матрица М_к системы или коэффициентов при переменных (формула 14), матрица – столбец неизвестных величин М_х (формула 15), матрица – столбец свободных членов (вектор свободных членов) М_св (формула 16):

(13)

(14)

, (15)

(16)

Таким образом, решением системы четырех линейных уравнений (формула 5) методом обратной матрицы является матрица – столбец М_х (формула 17):

. (17)

Полученную матрицу заносят на лист MS Excel и составляется обратная матрица. Обратная матрица – это такая матрица, при умножении на которую исходная матрица дает в результате единичную матрицу (рисунок 2).

Рисунок 2 – Обратная матрица

Далее умножают обратную матрицу на вектор со значениями свойств готового безалкогольного напитка (рисунок 3).

Рисунок 3 – Умножение обратной матрицы на вектор

Полученные значения компонентов в рецептуре выражают в % от их общей суммы.

4. Определение содержания токсичных элементов и микробиологических показателей

Микробиологические (БГКП, КМАФАнМ, дрожжи, плесени), токсикологические (содержание солей тяжелых металлов) показатели и содержание органических кислот (яблочная, лимонная и янтарная) были оценены на базе ГБУ ЯО Ярославский государственный институт качества сырья и пищевых продуктов. Отбор проб производился по ГОСТ 6687.0-86 «Продукция безалкогольной промышленности. Правила приемки и методы отбора». Нормативным документом, регламентирующим объем лабораторных испытаний, явился ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов» [22–31].

5. Определение содержания макро- и микроэлементов

Определение содержания макро- и микроэлементов образцов проводилось на базе Ярославского НИИЖК – филиала ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-2а (Zn, Cu, Mn, Fe, Mg, Ca – методом абсорбции, K – методом эмиссии).

В исследованиях были использованы следующие методы:

ГОСТ 6687.0-86. Продукция безалкогольной промышленности. Правила приемки и методы отбора проб.

ГОСТ 6687.2-90. Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения сухих веществ.

ГОСТ 6687.4-86. Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности.

ГОСТ 32037-2013. Напитки безалкогольные газированные и напитки из хлебного сырья. Метод определения двуокиси углерода.

ГОСТ 6687.7-88. Напитки безалкогольные и квасы. Метод определения спирта.

ГОСТ 26927-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути.

ГОСТ 26929-94. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов.

ГОСТ 26930-86. Сырье и продукты пищевые. Метод определения мышьяка.

ГОСТ 26932-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения свинца.

ГОСТ 26933-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения кадмия.

ГОСТ 30712-2001. Продукты безалкогольной промышленности. Методы микробиологического анализа.

2 Мировой опыт развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре

2.1 Пищевая и биологическая ценность безалкогольных напитков. Значение безалкогольных напитков в питании человека

Пищевая ценность – это совокупность свойств продукции общественного питания, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности человека в необходимых веществах (белках, жирах, углеводах, витаминах, минеральных веществах) и энергии. Под биологической ценностью продукта понимают сбалансированное содержание в его составе биологически активных веществ (незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов и минеральных веществ).

Первая бескаллорийная содовая вода No-Cal с использованием цикламата появилась в 1951 году – ее выпустили русские эмигранты Химан Кирш и его сын Моррис. В 1983 году Coca-Cola выпустила первую версию диетического напитка с использованием заменителя Nutra Sweet, сделанного на основе аспартама [32]. В настоящее время аспартам лидирует на этом рынке, в 2015 году производители использовали 18,5 млн т аспартама и только 9,7 млн т сахарина.

Квас обладает не только высокими вкусовыми качествами, но бодрит и нормализует обменные процессы в организме. По воздействию на организм он подобен кефиру, простокваше, кумысу и ацидофилину. Квас, как всякий продукт молочнокислого брожения, регулирует деятельность желудочно-кишечного тракта, препятствует размножению вредных и болезнетворных микробов, поднимает тонус организма, улучшает обмен веществ и благоприятно влияет на сердечно-сосудистую систему. Эти целебные свойства объясняются наличием в нем молочной кислоты, витаминов, свободных аминокислот, различных сахаров и микроэлементов. Не случайно рецептами русского кваса заинтересовались во многих странах Западной Европы. Многовековой опыт показал, что квас способствует сохранению здоровья и повышает работоспособность. При выполнении тяжелых работ – сенокос, пахота, заготовка дров – русский крестьянин брал с собой квас, считая, что он снимает усталость и восстанавливает силы. Это свойство кваса подтвердили многие ученые [12, 33 и др.].

Бактериологи, инфекционисты и врачи гигиенисты утверждают, что квас обладает бактерицидными свойствами. Если учесть, что наряду с микроэлементами в квасе содержится более 10 аминокислот и из них 8 незаменимых, то значение кваса становиться еще более весомым. Количество витаминов в квасе на первый взгляд не очень велико, но их регулярное поступление в организм дает ощутимый положительный эффект.

Квас имеет следующую пищевую ценность: калорийность 27 кКал, белки 0,2 г, углеводы 5,2 г, пищевые волокна 0,1 г, органические кислоты 0,3 г, вода 93,4 г, зола 0,2 г. Биологическая ценность кваса: крахмал 0,2 г, алкоголь 0,6 г, витамин PP 0,7 мг, витамин B1 (тиамин) 0,04 мг, витамин B2 (рибофлавин) 0,05 мг, витамин E (ТЭ) 0,2 мг, витамин PP (ниациновый эквивалент) 0,7 мг, моно- и дисахариды (сахара) 5 г.

Морсовые напитки, клюквенные и брусничные, часто используются в диетическом питании. Они содержат водорастворимые витамины, свободные органические кислоты, антоцианы, макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Такого рода напитки всегда считались полезными для больных с высокой температурой.

По диетическим свойствам близки к морсовым напиткам плодовые и овощные коктейли. Пищевая ценность морсового напитка: калорийность 51 кКал, белки 1 г, углеводы 13,5 г, пищевые волокна 0,2 г, органические кислоты 0,2 г, вода 88,5 г, зола 0,02 г. Биологическая ценность кваса: крахмал 0,008 г, витамин С 0,5 мг, витамин PP 0,3 мг, витамин B2 (рибофлавин) 0,002 мг, витамин E (ТЭ) 0,08 мг, витамин PP (ниациновый эквивалент) 0,3 мг, моно- и дисахариды (сахара) 0,7 г [34, 35].

Ценные свойства холодному черному и зеленому чаю придают экстрактивные вещества, перешедшие в воду при заваривании из основного сырья. Листья ягодных кустарников богаты витаминами, минеральными и тонизирующими веществами. Действие чая на организм довольно разностороннее: он оказывает хорошее влияние на пищеварительные органы, на кровеносные сосуды и нервную систему, возбуждает работу сердца, усиливает местное кровообращение, повышает общее возбуждение организма и ведет к подкреплению сил. Пищевая ценность напитка: калорийность 36 кКал, углеводы 9,09 г, зола 0,12 г [34].

2.2 Социально-культурная и социально-экономическая ценность безалкогольных напитков

При этимологизации лексических единиц, входящих в тематическую группу «Названия безалкогольных напитков», экстралингвистические факторы достаточно часто имеют определяющее значение. Например, именно аргументы экстралингвистического характера играют существенную роль в определении истоков русского названия безалкогольных напитков, не имеющего общепризнанной этимологии.

Слово «морс» впервые зафиксировано в России в XVI в. В частности, в «Домострое» оно не просто упоминается, но и сопровождается одним из рецептов этого напитка. Современное значение слова выходит на первый план. Судя по всему, в XX в. (например, в словаре Д.Н. Ушакова: «Морс – прохладительный напиток, приготовленный из сока ягод или плодов»). Помимо русского, слово морс зафиксировано также в украинском и белорусском языках. Белорусское понятие «морс» – ягадны або фруктовы напiтак», украинское – «напiй iз соку ягiд» заимствованы из русского. В других славянских языках это слово отсутствует.

Относительно позднюю фиксацию слова, обозначающего столь «простой» продукт из природного сырья можно объяснить тем, что напитки, содержащие ягоды и плоды в качестве основного компонента, по-видимому, долгое время не занимали на столах славян значимое место, уступая напиткам на основе зерна (квас и др.) и меда [35].

Квас с древнейших времен является одним из наиболее предпочитаемых национальных продуктов русского народа. Рассказы и повести, подтверждающие пристрастия к этому освежающему напитку, до сих пор хранятся на полках домашних библиотек: «А в полдень бы по жбанчику холодного кваску» (Н. А. Некрасов «Кому на Руси жить хорошо»), «Пил, покряхтывая… – не квас, а царский напиток» (М.А. Алексеев «Ивушка неплакучая»). Как неотъемлемый компонент национальной пищевой культуры Руси, квас в наши дни приобретает все большую и большую популярность.

В древней Руси вместо чая заваривали кипрей (Иван-чай), пили квас и травяные сборы. Используемые сотни лет назад полезные и душистые листья ягодных кустарников, сегодня возвращают себе свою заслуженную популярность. Все больше людей, заботящихся о своем здоровье, предпочитают натуральные растительные напитки.

Неотъемлемым элементом нематериального культурного наследия являются гастрономические традиции народов, к которым относятся и технологии производства напитков. Традиции их производства имеют многовековую историю, которые формируют имидж территории, ее неповторимый образ, что и обуславливает социально-экономическую ценность безалкогольных напитков для туризма. Региональные традиции производства напитков представляют огромный интерес как для туристов, так и для организаторов туров, в виде гастрономических программ, а также дополнения к другим видам отдыха. В связи со структурными изменения туристического бизнеса, развитием направлений туризма, региональные власти возлагают большую надежду на доходность этого вида бизнеса при включении традиционных, национальных культурных мероприятий в туры [36, 37].

2.3 Требования к качеству безалкогольных напитков, в соответствии с действующими государственными и международными стандартами

Безалкогольные напитки изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 28188-2014 Напитки безалкогольные. Общие технические условия по рецептурам и технологическим инструкциям, с соблюдением требований, действующих на территории государства, принявшего стандарт.

По органолептическим показателям безалкогольные напитки должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

По физико-химическим показателям безалкогольные напитки должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.

Таблица 1 – Органолептические показатели безалкогольных напитков

Наименование показателя	Характеристика квасов
	нефильтрованных		фильтрованных
	неосветленных	осветленных
Внешний вид	Непрозрачная пенящаяся жидкость. Допускается осадок, обусловленный особенностями используемого сырья, без посторонних включений, не свойственных продукту.	Прозрачная пенящаяся жидкость с опалесценцией, обусловленной особенностями используемого сырья, без посторонних включений, не свойственных продукту.	Прозрачная пенящаяся жидкость без осадка и посторонних включений, не свойственных продукту. Допускается опалесценция, обусловленная особенностями используемого сырья.
Цвет	Обусловленный цветом используемого сырья.
Вкус и аромат	Освежающий вкус и аромат сброженного напитка, соответствующий вкусу и аромату используемого сырья. Допускаются дрожжевые привкус и аромат.

Таблица 2 – Физико-химические показатели безалкогольных напитков

Наименование показателя	Значение показателя
Массовая доля сухих веществ, %, не менее	3,5
Кислотность, к. ед.	от 1,5 до 7,0
Объемная доля спирта, %, не более	1,2
Массовая доля двуокиси углерода, %, не менее	0,30
Примечание – Показатель «Массовая доля двуокиси углерода» нормирован для кваса, разлитого в бутылки (стеклянные и ПЭТФ) и алюминиевые банки.

По содержанию токсичных элементов, микробиологическим показателям квасы должны соответствовать требованиям, действующим на территории государства, принявшего стандарт.

Квасы изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 31494-2012 Квасы. Общие технические условия по рецептурам и технологическим инструкциям, с соблюдением требований, действующих на территории государства, принявшего стандарт.

По органолептическим показателям квасы должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 3, а по физико-химическим показателям – требованиям таблицы 4.

Таблица 3 – Органолептические показатели кваса

Наименование показателя	Характеристика квасов
	нефильтрованных		фильтрованных
	неосветленных	осветленных
Внешний вид	Непрозрачная пенящаяся жидкость. Допускается осадок, обусловленный особенностями используемого сырья, без посторонних включений, не свойственных продукту.	Прозрачная пенящаяся жидкость с опалесценцией, обусловленной особенностями используемого сырья, без посторонних включений, не свойственных продукту.	Прозрачная пенящаяся жидкость без осадка и посторонних включений, не свойственных продукту. Допускается опалесценция, обусловленная особенностями используемого сырья.
Цвет	Обусловленный цветом используемого сырья.
Вкус и аромат	Освежающий вкус и аромат сброженного напитка, соответствующий вкусу и аромату используемого сырья. Допускаются дрожжевые привкус и аромат.

Таблица 4 – Физико-химические показатели кваса

Наименование показателя	Значение показателя
Массовая доля сухих веществ, %, не менее	3,5
Кислотность, к. ед.	от 1,5 до 7,0
Объемная доля спирта, %, не более	1,2
Массовая доля двуокиси углерода, %, не менее	0,30
Примечание – Показатель «Массовая доля двуокиси углерода» нормирован для кваса, разлитого в бутылки (стеклянные и ПЭТФ) и алюминиевые банки.

В мировой индустрии для производства кваса используют зерновое, фруктово-ягодное, овощное, пряно-ароматическое и другое растительное сырье, а также сахар-песок и другие сахаросодержащие продукты, воду питьевую, мед, производственные микроорганизмы – дрожжи и молочнокислые бактерии, обеспечивающие качество и безопасность квасов, пищевые добавки, кроме искусственных и идентичных натуральным вкусоароматических веществ, искусственных и идентичных натуральным ароматизаторов, синтетических и неорганических красителей, подсластителей, консервантов. Сырье, применяемое для производства квасов в пищевой промышленности, качественное и безопасное, соответствующее требованиям нормативных правовых актов.

Нефильтрованные квасы разливают в металлические бочки (кеги) любой вместимости. Фильтрованные непастеризованные квасы разливают в металлические бочки (кеги) любой вместимости и полиэтилентерефталатные (ПЭТФ) бутылки.

Фильтрованные пастеризованные и обеспложенные квасы разливают в металлические бочки (кеги) любой вместимости, полиэтилентерефталатные (ПЭТФ) бутылки, стеклянные бутылки, алюминиевые банки.

Бутылки (стеклянные и ПЭТФ) и банки алюминиевые с квасами укупоривают с использованием укупорочных средств, упаковывают в транспортную тару или объединяют в групповые упаковки [38–43].

Сырье, пищевые добавки, ароматизаторы и технологические вспомогательные средства, применяемые для производства безалкогольных напитков, должны соответствовать требованиям нормативных документов, действующих на территории государства, принявшего стандарт, по показателям безопасности – требованиям или нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. Основным сырьем для производства безалкогольных напитков используются растительные экстракты.

Растительные экстракты – это соединения, которые являются фармакологически сильными для использования в профилактической медицине и пищевой промышленности. Растения производят значительное количество антиоксидантов для предотвращения окислительного стресса, они представляют собой потенциальный источник новых соединений с антиоксидантной активностью. Антиоксиданты, полученные из фруктов, овощей, трав растения и злаков очень эффективны и имеют меньшее влияние на способность организма конструктивно использовать свободные радикалы. Натуральные антиоксиданты в основном поступают из травяных растений в виде фенольных соединений (флавоноиды, фенольные кислоты и спирты, стильбены, токоферолы, токотриенолы), аскорбиновой кислоты и каротиноидов [44].

Арктический ежевичник (Rubus arcticus L.) и его гибрид (Rubus arcticus L. nothosubsp. Stellarcticus G. Larsson) культивируются и широко используются как сырье напитков в Финляндии [45].

Ученые Воронежского межрегионального института переподготовки кадров пищевой и перерабатывающей промышленности отмечают широкое использование растительного сырья для расширения ассортимента выпускаемой продукции в производстве безалкогольных напитков. Наличие в нем большого количества биологически активных веществ (витамины, аминокислоты, дубильные вещества, макро — и микроэлементы и т.д.) позволяет придать напиткам определенные функциональные свойства, например лечебно-профилактические. Но возникает проблема экологической чистоты растительного сырья и изделий, вырабатываемых из них, так как неизбежно проявляется воздействие негативных факторов внешней среды. Напитки с растительной основой частично можно отнести к одному из возможных факторов поступления в организм человека ксенобиотиков (радионуклидов, пестицидов, нитратов и т.д.). Содержание токсичных элементов в сырье зависит от особенностей растений, от географических, климатических и экологических особенностей местности.

2.4 Требования к качеству сахарозаменителей и подсластителей, глюкозно-фруктозным сиропам и растительным заменителям, как сырью пищевой промышленности, в соответствии с действующими государственными и международными стандартами

Потребление искусственных сахарозаменителей увеличивается. Только в США с 1999 по 2012 годы стало на 200% больше детей и на 54% взрослых, которые употребляют еду, содержащую заменители. Всего такие продукты употребляют 25% детей и 41% взрослых. Неудивительно, что сейчас сахарозаменители содержатся в 74% упакованных продуктов питания и напитков, которые используются в производстве колы, выпечки, жвачек, конфет, леденцов и т. д. [46].

На рынке подсластителей с объемом 110 млрд $ (2015 г.) доля сахара составляет более 80%. В 2014 году некоммерческая организация Citizens for Health, призывающая перестать употреблять кукурузный сироп, получила как минимум 500 тыс. долларов от игроков сахарной индустрии. Дело в том, что потребители привыкли к белым крупинкам и знакомому вкусу, поэтому заменители не смогли завоевать у него большую долю рынка.

Многие ученые считают, что все дальше и дальше, отходя от сахара, приходит осознание того, что никакое другое вещество не имеет такого же вкуса [47].

Сахар используется в производстве напитков для придания им сладкого вкуса, создания консистенции, усиления бактериостатических свойств. Он обладает высокой энергетической ценностью, но его не рекомендуется употреблять при некоторых заболеваниях, связанных с нарушением обмена веществ. Поэтому в последнее время все более широко сахар заменяют различными веществами, имеющими сладкий вкус, – сахарозаменителями и подсластителями.

Заменителями сахара принято называть вещества, обладающие степенью сладости, близкой к сладости сахара (глюкоза, фруктоза и др.). Интенсивные подсластители имеют сладость в десятки и сотни раз, превышающую сладость сахара. Сахар создает сладкий вкус, полноту вкуса, консистенцию напитков и является одним из основных видов сырья. Используют сахар-песок, сахар-рафинад и жидкий сахар. При приемке сахара на переработку в безалкогольные напитки оценку его качества проводят по межгосударственному стандарту ГОСТ 33222-2015 «Сахар белый. Технические условия».

Сахар представляет собой сахарозу (C12H22O11), получаемую из сахарной свеклы или тростника. Сахароза плавится при температуре 160°С, а при более высокой температуре – карамелизуется. Под действием кислот и фермента инвертазы в водном растворе сахароза гидролизуется, т.е. присоединяет одну молекулу воды и распадается на две равные части: глюкозу и фруктозу. Этот процесс называется инверсией, а полученная смесь глюкозы и фруктозы – инвертным сахаром. Инвертный сахар препятствует кристаллизации сахарных сиропов. Сахароза хорошо растворяется в воде, и раствор называют насыщенным, если при данной температуре кристаллическая сахароза больше не растворяется. С повышением температуры растворимость сахарозы увеличивается. Если раствор охладить до первоначальной температуры, то дополнительно растворившаяся сахароза останется в растворе, и он станет пересыщенным. Из пересыщенного раствора сахароза может самопроизвольно выкристаллизовываться на поверхностях трубопроводов, оборудования, емкостей. Поэтому при перевозках и хранении удобнее использовать ненасыщенные растворы сахара, но не ниже 64% сухих веществ. Так как сахар обладает значительной влагоемкостью, поэтому его нужно хранить в сухом чистом, проветриваемом помещении, где можно поддерживать постоянную температуру.

Для приготовления безалкогольных напитков используют сахар-песок, сахар-рафинад или жидкий сахар.

Cахар-песок (в пересчете на сухое вещество): влажность не более 0,14%; сахарозы (или доброкачественность) – не ниже 99,75%; содержание редуцирующих веществ – не более 0,05%; содержание золы – не более 0,03%; цветность – не более 0,8 усл. ед. на 100 частей сухих веществ, оптическая плотность – 92 ед. По внешнему виду сахар-песок должен быть бесцветным, однородным по величине кристаллов. Температура плавления сахара 180–185°С. Раствор, приготовленный из сахара-песка, должен обладать прозрачностью и термоустойчивостью, быть свободным от микроорганизмов, легко фильтроваться, не пениться. Растворимость в воде должна быть полная. При добавлении этилового спирта в растворе сахара не должны появляться хлопья.

Для промышленной переработки сахар-песок имеет следующие показатели (в пересчете на сухое вещество): сахарозы – не менее 99,55%; редуцирующих веществ – не выше 0,065%; золы – не более 0,05%; влаги – до 0,015%; цветность – не выше 1,5 усл. ед. Такой сахар-песок применяют при приготовлении кваса.

Cахар-рафинад получают из сахара-песка или тростникового сахара-сырца в виде рафинированного сахара-песка, кускового прессованного колотого, кускового прессованного со свойствами литого, кускового прессованного быстрорастворимого, рафинадной пудры и др.

В производстве безалкогольных напитков используют рафинированный сахар-песок, который (в пересчете на сухое вещество) должен содержать: сахарозы – не менее 99,9 %; влаги – не более 0,1%; редуцирующих веществ – не более 0,03 %; ферропримесей – не более 0,0003%; быть бесцветным, без посторонних вкуса и запаха. Раствор прозрачный.

Для придания оптической белизны сахар-рафинад подкрашивают ультрамарином, который при варке сиропов может образовывать хлопья и выделять сероводород (продукты распада ультрамарина) в незначительных количествах.

Сахар-песок и рафинированный сахар-песок упаковывают массой по 50 кг в новые тканевые мешки с полиэтиленовыми или бумажными вкладышами. Хранят в сухих вентилируемых помещениях при температуре не выше 40°С с относительной влажностью воздуха не выше 70%.

Жидкий сахар (ТУ 9111-001-00335315-94) высшего, первого и второго сортов готовят на сахарном заводе путем растворения сахара-песка в воде с последующей фильтрацией через фильтрующие порошки (кизельгур или перлит).

В производстве безалкогольных напитков применяют жидкий сахар высшего качества, к которому предъявляют следующие требования: содержание сухих веществ – не менее 64%; содержание сахарозы – не менее 99,8% к массе сухих веществ; редуцирующих веществ – не более 0,04%; золы – не более 0,03%; цветность – не выше 1 усл. ед. (условная единица равноценна ед. Штаммера); рН раствора – 6,8–7,2.

Жидкий сахар транспортируют в автоцистернах для пищевой продукции или железнодорожных цистернах в соответствии с санитарными правилами перевозки продовольственных грузов. Сахар хранят в резервуарах из нержавеющей стали или из стали с эмалированным покрытием. Температура хранения жидкого сахара должна быть не выше 18°С.

В пивоварении сахар-сырец используют для приготовления колера или взамен части солода. Химический состав (в % к массе сахара-сырца): сахарозы (определенной поляриметрически) – 96,5–98; воды – 0,4–0,8; несахаров – 1,5–2,0, в том числе редуцирующих веществ 0,6–0,9; прочих органических веществ – 0,7–1,0; золы – 0,4–0,5; цветность – 40–50 усл. ед.; рН раствора – 6,2–6,5.

Все сахара, сахаристые и подслащивающие вещества, применяемые в технологии пищевых продуктов, можно разделить на две большие группы: сахара и сахаристые вещества; подслащивающие вещества.

При использовании сахаристых веществ нет ограничений по их применению. Глюкозно-фруктозный сироп – продукт, полученный путем изомеризации части Д-глюкозы крахмала в Д-фруктозу, который состоит из фруктозы и глюкозы, поэтому по сладости и питательной ценности равноценен сахарозе. Он является эффективным заменителем сахара, имеющим ряд технологических преимуществ, и в ряде случаев дает дополнительный экономический эффект (не только за счет более дешевой цены, но в том числе из-за снижения складских и производственных расходов).

Глюкозно-фруктозные сиропы производят на основе природного зернового сырья – кукурузы, из которой выделяется крахмальная фракция, проходящая затем стадию ферментного или кислотного осахаривания. Глюкозно-фруктозные сиропы используют в различных отраслях пищевой промышленности (кондитерские изделия, хлебо-булочные изделия, безалкогольные и алкогольные напитки, молочная промышленность, консервная промышленность, в производстве топингов). Сиропы глюкозно-фруктозные при приемке на переработку в безалкогольные напитки проходят оценку качеству по стандартам СТО 00365517-018-2013 ГОСТ Р 52060-2003 «Патоки крахмальные».

Внесение подсластителей в безалкогольные напитки ограничено.

Натуральные сахарозаменители – это вещества, сладкие на вкус, выделенные из природного сырья. Они не повышают уровень сахара в крови, безопаснее искусственных, но их употребление не должно происходить бесконтрольно.

Натуральные сахарозаменители содержатся во многих растениях, фруктах, ягодах и овощах. Наиболее популярные из них стевия. Это единственный природный сахарозаменитель, который практически не содержит калорий. Стевия является обладательницей широкого спектра витаминов, аминокислот, микроэлементов. Она благотворно влияет на работу сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, иммунную систему, состояние зубов и десен.

Стевия слаще сахара в 250 раз, и это стоит учитывать при ее употреблении. Стевию рекомендуют диабетикам, так как она регулирует уровень содержания сахара в крови, влияет на уменьшение холестерина, радионуклидов и способствует выработке поджелудочной железой инсулина. Она является природным успокоительным, так как восстанавливает силы человека после нервного и физического истощения. Суточная норма потребления составляет 40 г. Сухие листья стевии, пригодные на переработку в безалкогольные напитки, соответствуют ТУ 9197-019-11235137-13.

В 2008 году новый продукт Truvia представила компания Cargill, разработавшая его совместно с Coca-Cola. Речь шла не только о меньшем числе калорий, но и о натуральности продукта. У PepsiCo тоже есть свой натуральный заменитель – PureVia, созданный в сотрудничестве с Merisant. Основа этих заменителей – стевия, которую применяют в пищу уже много столетий. Из стевии получается бескалорийный подсластитель в 300 раз слаще сахара, который имеет горькое послевкусие. Послевкусие можно убрать с помощью все того же сахара, и многие компании используют стевию, чтобы сократить количество калорий в продукте. Так поступает Coca-Cola в своих напитках Sprite и Coca-Cola Life (распространяется в Аргентине). Некоторые компании пробуют избавиться от горьковатого послевкусия, например, корней деревьев, грибов или коры. Другие добавляют эритритол (многоатомный спирт, еще один вид сахарозаменителя).

Появляются и другие сахарозаменители, которые можно назвать натуральными. Luo han gou, monk fruit, или архат – еще одно растение с большим потенциалом, заменители из него тоже в 300 раз слаще сахара. Он используется вместе со стевией, потому что стоит дороже сахара в пять раз. Некоторые производители выпускают продукт только из архата – например, в 2012 году появился Nectresse, созданный McNeil Nutrition.

Ксилит по сладости эквивалентен сахару, но по калорийности превышает его. Он благотворно влияет на микрофлору ротовой полости, предотвращает развитие кариеса, поэтому его часто используют при производстве жевательных резинок. Ксилит способствует ускорению обмена веществ. В пищевой промышленности им заменяют сахар и используют при приготовлении кондитерских изделий и сладостей для больных диабетом и людей, страдающих от лишнего веса. Его безопасная суточная норма – 50 г.

Сырьем для получения ксилита служит древесина некоторых лиственных пород деревьев, ягоды, фрукты и растительные отходы сельского хозяйства (хлопковая шелуха, кочерыжка кукурузы, подсолнечная лузга) и другие.

Фруктоза – это один из самых популярных сахарозаменителей на рынке. Природная фруктоза содержится в фруктах, ягодах, меде. По пищевой ценности она не уступает сахару, при этом слаще его в 1,7 раза. Фруктоза обладает тонизирующим эффектом и показана к применению при больших физических нагрузках. Под ее воздействием быстрее расщепляется алкоголь в крови.

По количеству калорий фруктоза не уступает сахару, и если не соблюдать количество при ее потреблении, то это может привести к ожирению, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний и диабету. Фруктоза может быть безопасной, если употреблять не более 30–45 г в день.

Сорбит (Е420) можно употреблять в пищу людям, страдающим сахарным диабетом без вреда для здоровья, он способствует выделению желудочного сока и желчи. Способность этого вещества активировать отток желчи используется при лечении хронических и острых заболеваний печени и желчного пузыря.

Исследованиями установлено, что употребление сорбита способствует экономному расходованию организмом витаминов группы В (пиридоксина, тиамина, биотина) и способствует росту кишечной микрофлоры, синтезирующей данные витамины.

Сладость сорбита примерно в 2 раза меньше обычного сахара, и для достижения одинаковой степени сладости его требуется намного больше, чем натурального сахара. Суточная норма составляет 30–50 г.

Сукралоза – этот подсластитель получают из натурального сахара, он слаще в 600 раз и по вкусовым характеристикам очень напоминает сахар. Он не является калорийным продуктом и не вызывает кариеса. В многочисленных исследованиях установлено, что сукралоза абсолютно безопасна для здоровья, если соблюдать суточную норму не более 5 мг. По данным исследований, этот сахарозаменитель на 85% выводится из организма сразу, оставшиеся 15% выводятся в течение суток.

Сахарин был открыт в 1879 году учеными американского Университета Джона Хопкинса и вскоре стал коммерческим продуктом, а популярность его настигла в годы второй мировой войны. Сейчас самый известный бренд сахарина – Sweet’N Low в знаменитых розовых пакетиках [48–50].

Глицирризин (Е 958) – натуральный сахарозаменитель. Получают из корня солодки, представляет собой бесцветные кристаллы, растворяется в горячей воде и этаноле. Степень сладости – 50–100, но сладкий вкус не очень выражен, так как присутствует характерный запах и привкус, поэтому широкого применения не получил. При использовании совместно с сахарозой наблюдается синергическое действие. В кондитерской промышленности чаще используется экстракт корня солодки.

Осладин получают из корня обыкновенного папоротника, степень сладости составляет 300. Применение ограничено в связи с очень низким содержанием вещества в исходном сырье (0,03%).

Неогесперидин дигидрохалкон (Е 959, цитроза) получают из кожуры цитрусов, степень сладости около 2000, причем сладость человек чувствует еще 10 минут после употребления в пищу. Норма потребления человеком составляет 5 мг/кг массы тела. Он характеризуется высокой стабильностью, коэффициент сладости не снижается в процессе пастеризации напитков, при кипячении в кислой среде и воздействии высокого давления, а также при ферментации йогурта. Помимо основных свойств, способен улучшить вкус и аромат продукта, широко применяется за рубежом в производстве напитков и разнообразных кондитерских изделий, а также жевательных резинок, зубных паст и освежителей для ротовой полости.

Маннит (Е 421) – это вещество присутствует в грибах и водорослях. В пищевой промышленности применяют в производстве жевательной резинки, в качестве разрыхлителя и косметике.

Мальтит (Е 965) получают из глюкозного сиропа, содержащего большой процент мальтозы и применяется в производстве драже, поскольку аналогично сахарозе позволяет получить прочную оболочку.

Изомальтит (палатинит, изомальт, Е 953) – подсластитель нового поколения, представляет собой кристаллический порошок белого цвета, растворяется в воде, образуя бесцветный раствор. Он получается в результате переработки сахарозы, которая содержится в сахарной свекле, меде, сахарном тростнике. Степень сладости 0,5. Широко применяется в производстве диетических продуктов, продуктов для диабетиков, а также в фармацевтической промышленности. Обладает низкой гигроскопичностью, поэтому идеально подходит для производства шоколада, карамели, мороженого, жевательной резинки. Безопасен для человека, калорийность составляет 240 ккал/100 г.

Лактит по своим характеристикам наиболее схож с сахарозой. Вырабатывают гидрированием лактозы под действием высокой температуры. Вкус сладкий, без посторонних привкусов, при добавлении в мучные изделия (печенье, вафли) помогает добиться длительного сохранения хрустящих свойств. Лактит также применяют в виде пудры для посыпки. С его использованием готовят низкокалорийный шоколад.

Интерес к подсластителям белкового происхождения появился во второй половине XX века, в связи с подозрением некоторых людей, использующих подсластители, в наличии канцерогенных свойств.

Миракулин выделен из красных плодов Richardelci dulcifica, имеющих форму оливок и называемых чудо-плодами по причине очень широкой гаммы вкусов. Они могут быть как очень кислыми, так и сладкими с цитрусовыми нотами. Это свойство позволяет использовать миракулин в качестве модификатора вкуса. Применяется очень ограниченно по причине малой доступности исходного сырья и неустойчивости при нагревании.

Монелин вырабатывается из плодов диоскорефилума, которое распространено в Западной Африке. Коэффициент сладости составляет 1500–3000, но не каждый человек ощущает его сладкий вкус. Это вещество абсолютно нетоксично, однако на практике практически не применяется по тем же причинам, что и миракулин: нестабильность при нагревании и недоступность исходного сырья.

Тауматины – смесь белков, характеризующаяся сладким вкусом. Получен из африканского фрукта катемфе. 1 килограмм этих фруктов позволяет получить 6 г тауматина. Коэффициент сладости 3000–4000, энергетическая ценность 400 ккал/100 г. Выдерживает сушку, заморозку и кислотную среду, однако разрушается и теряет сладость при нагревании свыше 75С и значении рН 5,0. При этом сохраняется сильный ароматический эффект.

Талин – вырабатывают на основе тауматинов. Степень сладости 3500. Применяется в производстве жевательных резинок, зубных паст.

В последнее время синтетические подсластители широко применяются в нашей стране. По их потреблению установлены нормы, которые обозначены в гигиенических нормативах. На базе длительных исследований индивидуальная суточная норма для каждого синтетического подсластителя установлена ВОЗ. Эта норма считается полностью безопасной для человека [51–54].

2.5 Анализ мирового опыты развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре (применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей)

Важная роль в увеличении продолжительности жизни и сохранении работоспособности принадлежит питанию человека. Здоровое питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма человека, способствует профилактике заболеваний и создает условия для предупреждения преждевременного старения. Успешное решение проблемы здорового питания зависит от разработки и внедрения новейших технологий продуктов питания с использованием натурального растительного сырья с большим содержанием биологически активных веществ, функциональных ингредиентов и антиоксидантов [55, 57–60].

К настоящему времени у людей вырос интерес к здоровью, к осознанному и полезному питанию. Отношение человека к еде как к лекарству создало спрос на продукты, известные как функциональные. Современный образ жизни привел к увеличению таких заболеваний, как сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, рак, пародонтоз и ожирение. Полезные продукты могут помочь предотвратить и лечить такие проблемы. В настоящее время потребители рассматривают продукты не только как средство для сытости, а также как средство профилактики и контроля заболеваний [56, 61–66].

Это изменение в перспективе на протяжении многих лет открыло рынок для широкого ассортимента пищевых продуктов, имеющих большие преимущества для здоровья людей. Такие продукты были названы функциональной пищей. Простое определение функциональных продуктов большинство пищевых технологов признают «продукты питания и пищевые компоненты, которые обеспечивают пользу для здоровья помимо базового питания» [7].

В настоящее время одной из приоритетных задач государства является совершенствование структуры питания, повышения его качества, в связи с чем определены основные подходы и задачи по созданию новых пищевых продуктов и напитков со сниженным содержанием сахара, обогащенных физиологически функциональными пищевыми компонентами.

Постоянный повышенный уровень сахара в крови приводит к перенапряжению поджелудочной железы, а также снижает чувствительность клеток к инсулину. В результате развивается диабет, который вызывает поражение кровеносных сосудов и периферической нервной системы, возникающее при избытке сахара (глюкозы) в крови. Специалисты называют сахарный диабет «ускоренной версией старения человека [67].

Институтом питания неоднократно озвучивалась нарастающая проблема нарушений пищевого статуса человека. В соответствии с Концепцией государственной политики в области здорового питания, утвержденной правительством Российской Федерации, одно из важных направлений – это разработка технологий диетических пищевых продуктов как лечебных, так и профилактических. В настоящее время во многих странах активно проводится поиск заменителей сахара, который обусловлен необходимостью оптимизации питания здоровых людей, а также возможностью решения вопросов рационального питания людей, страдающих определенными заболеваниями. Негативные изменения здоровья связаны в большей степени с высокой калорийностью рациона, что приводит к ожирению и другим болезням обмена веществ.

Безалкогольные напитки являются одними из наиболее предпочтительными в ежедневном рационе большинства людей. Но доминирующими на потребительском рынке являются разновидности безалкогольных напитков, характеризующихся очень высоким содержанием сахара. Все более острой становится проблема необходимости оптимизации пищевой ценности безалкогольных напитков, основными направлениями которой являются: применение глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей (например стевии), сахарозаменителей и подсластителей. Следует отметить, что компоненты природного сырья должны способствовать повышению биологической ценности продукта [68].

Ученые кафедры хранения и переработки продуктов Словацкого сельскохозяйственного университета в своих работах отмечали привлекательность компонентов из трав во многих областях исследований. В настоящее время во всем мире возрос интерес к выявлению антиоксидантов. За последние два десятилетия компоненты из растений производители активно добавляют в пищевые продукты не только в качестве ароматизаторов, но и в качестве народных лекарственных и пищевых добавок. Они придают характерные ароматы, а некоторые травы продлевают срок хранения продуктов [44, 69, 70].

Компоненты рецептуры из растений в своем составе имеют соединения, которые являются фармакологически сильными и имеют слабые побочные эффекты при использовании их в профилактической медицине и пищевой промышленности. Растения производят значительное количество антиоксидантов для предотвращения окислительного стресса, они представляют собой потенциальный источник новых соединений. Антиоксиданты, полученные из фруктов, овощей, растений очень эффективны и имеют меньшее влияние на способность организма конструктивно использовать свободные радикалы. Натуральные антиоксиданты в основном поступают из травяных растений в виде фенольных соединений (флавоноиды, фенольные кислоты и спирты, стильбены, токоферолы, токотриенолы), аскорбиновой кислоты и каротиноидов [44].

Нарастающий интерес населения к диетическим (диабетическим) безалкогольным напиткам стимулировал накопление мирового опыта в развитии индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре.

Учеными из Красноярского государственного аграрного университета и института энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК исследована возможность производства безалкогольного напитка без сахара с содержанием в рецептуре яблочного сока, экстрактов имбиря, гвоздики, полыни, меда и воды. При этом выявлены способы достижения технического результата и его органолептические характеристики, проведено моделирование процесса переработки сырья мелкоплодных яблок и тонизирующих трав, начиная от начального звена линии – бункера с сырьем, до готового продукта – безалкогольного яблочного напитка [2, 3].

Учеными ФГБОУ ВО МГУТУ им. К.Г. Разумовского была разработана рецептура и технология низкокалорийного напитка с использованием вместо сахара натурального подсластителя стевиозида. Разработанный напиток входит в сегмент спортивно-энергетических напитков и рекомендован для людей больных сахарным диабетом, с избыточной массой тела и ожирения [67].

Проведенные исследования на базе Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова и Всероссийского научно-исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности доказали использование напитков на основе натурального сырья. Было доказано, что применение научно обоснованного растительного сырья и легкой воды в составе напитков придает им целевую функциональную направленность [4].

Ученые Датской ветеринарной и продовольственной администрации так же отмечают важность научно обоснованного подхода к использованию растительных заменителей сахара и подсластителей в производстве безалкогольных напитков, отмечая главную роль их суточного потребления [5, 6].

Зарубежные ученые прошлого века так же уделяли внимание безалкогольным напиткам, подвергая их всесторонней критике. В 1997 году в Нигерии сотрудники химического факультета университета имени Obafemi Awolowo заинтересовались вопросом повышенного содержания тяжелых металлов в безалкогольных напитках. В рамках предварительных исследований были определены уровни Co, Сu, Zn, Cd, Pb, Mn, которые сравнили с предельно допустимыми уровнями [71].

В 1995 году Австралийские ученые заинтересовались определением кофеина, бензойной кислоты, сорбиновой кислоты, искусственных подсластителей (аспартам, сахарин, ацесульфам-К, алитам и дульцин) в безалкогольных напитках. Они разработали быстрый метод определения перечисленных компонентов и доказали его высокую эффективность [72]. В настоящее время действующими государственными стандартами Российской Федерации перечисленные показатели учтены и контролируются при промышленном производстве безалкогольных напитков.

В 1999 году в Великобритании ученые университета Glasgow Dental School изучали безалкогольные напитки с точки зрения их влияния на уровень рН слюны здоровых взрослых потребителей [73].

Влияние изменения рН слюны у детей при потреблении безалкогольных напитков изучалось учеными кафедры детской стоматологии University of Buenos Aires Аргентины. Учеными сделан вывод о том, что детям, которые часто пьют безалкогольные напитки, необходим профилактический уход ротовой полости [74].

В 2004 году Committee on School Health of the American Academy of Pediatrics (AAP) выпустил программный документ по безалкогольным напиткам. «Безалкогольные напитки в школах» появляются в выпуске «Педиатрия». AAP рекомендует школьным округам рассмотреть вопрос об ограничении продажи сладких напитков для защиты от проблем со здоровьем, возникающих в результате чрезмерного их потребления [75]. Основными недостатками при употреблении безалкогольных напитков является высокое содержание сахара, содержание углекислого газа в газированных безалкогольных напитках.

Ученые ВНИИ пивоварения, безалкогольной и винодельческой промышленности (г. Москва) в 2010 году изучили взаимодействие сахарозаменителей с натуральным растительным сырьем в присутствии экстрактивного комплекса безалкогольных напитков. В процессе исследования обнаружили образование экстрактивных органических соединений, которые определяли вкус напитков, совершенствуя его [76].

В докладе ученых European Association of Agricultural Economists на 115th Joint EAAE/AAEA Seminar, September 15-17, 2010, Freising-Weihenste-phan, Germany звучали актуальные проблемы. Национальные органы здравоохранения Франции рекомендовали снизить долю «добавляемого» сахара в рецептуры напитков. Для решения проблемы предлагался налог в 6 центов на продукты с высоким содержанием сахара и 3 цента на продукты с низким содержанием сахара [77]. Некоторые страны уже вступили в борьбу против сахара, используя этот метод. Налоги действуют в некоторых городах США, а правительство Великобритании ввели налог с апреля 2018 года. 20-процентный налог, согласно данным Cancer Research UK, может предотвратить 3,7 млн случаев заболевания ожирением в течение следующего десятилетия. В Мексике десятипроцентный налог на сладкие напитки действует уже пятый год и продажи за это время упали на 7,6%.

Игроки сахарной индустрии «отбиваются» на протяжении многих лет. Недавно стало известно, что еще 50 лет назад сахарное лобби спонсировало ученых, принижавших роль сахара в возникновении сердечных заболеваний. Вместо этого причиной были объявлены жиры, хотя в последнее время это опровергается.

Некоторые ученые считают, что заменители, как и сахар, так же негативно могут влиять на здоровье людей. В некоторых странах, например во Франции, налог на сахар распространяется на сладкие напитки, содержащие заменители. Доверие к таким продуктам падает – если при их первом появлении они считались научным чудом, то сейчас 39% потребителей думают, что для здоровья лучше избегать искусственных сахарозаменителей, в том числе аспартама, сукралозы и других. Их продажи уменьшились. Например, в США продажи диетической содовой за последнее десятилетие упали на 27%. Люди боятся сахара и химии – им не внушает доверия ни Sweet’N Low, который делается из производных угля (сахарин), ни Splenda из хлорированного сахара (сукралоза). И хотя понятия «натуральный», «экологичный» и «органический» размыты, потребители все равно хотят именно такой заменитель сахара вместо искусственных добавок [46].

В 2015 году Coca-Cola профинансировала некоммерческую организацию Global Energy Balance Network, эксперты которой утверждают, что американцам следует меньше думать о том, что они едят и пьют, а больше думать о физической нагрузке [46].

В 2010 году коллектив ученых из университетов Бангкока изучили три основных параметра в индустрии безалкогольных напитков: содержание сахара, цвет и уровень растворенного CO₂. Ученые разработали новый, не требующий химических веществ метод определения цвета, сахара и CO₂, и доказали его безопасность для окружающей среды [76].

Так же 2010 год запомнился печальным заключением международного коллектива, включающего ученых разных стран (Финляндия, Швеция, США, Италия, Нидерланды) о взаимосвязи между кофе, чаем, потреблением подслащенных газированных безалкогольных напитков и риском развития рака толстой кишки. Ранее употребление кофе, чая или подслащенных газированных безалкогольных напитков не ассоциировалось с риском развития рака толстой кишки. Ученые института в Oslo, по результатам регрессионного анализа, после поправки на пол, возраст, время с момента последнего приема пищи и употребления подслащенных безалкогольных напитков, обнаружили положительную связь между COLA (NCOLA) и MetSRisk (MetS) [78–80].

В 2014 году ученые Израиля снижали содержание сахара в продуктах и напитках, работая с диоксидом кремния, который используется в пищевой промышленности и содержится в зеленой фасоли, рисе, цельнозерновых хлебах и изюме. Исследователи из DouxMatok выбрали диоксид кремния из-за его структуры и свойств, так как он пористый и может стать «прибежещем» для мельчайших молекул сахарозы, а также транспортером.

Ученые Индии ожидали рост рынка функциональных продуктов питания своей страны в период с 2014 по 2024 гг. В 2016 году в Индии учение о функциональных напитках находилось в зачаточном состоянии [7]. Для сравнения, в России (Ярославская государственная сельскохозяйственная академия) уже успешно прошли испытания по использованию экстракта корня солодки при производстве функциональных продуктов питания, в частности молочных коктейлей [21].

В России к инновационному фактору развития рынка прохладительных напитков можно отнести и увеличение потребительского внимания к такому традиционно русскому напитку, как квас. Несмотря на патриархальность этого напитка, он выступает обновленной альтернативой здорового образа жизни по отношению к агрессивно поглощающим российский потребительский рынок напиткам типа «Cola» и другим сладким окрашенным напиткам. Такая динамика выделяет национальные безалкогольные напитки как энергично развивающуюся категорию напитков в мировом сообществе, причем использование натурального сырья, придающего напиткам функциональную направленность, так же становится все более актуальным.

Сегодня во многих развитых странах мира значительная часть сахаров (более 50%) потребляются населением в виде сахарозаменителей при употреблении функциональных продуктов и напитков. Среди них ведущее место занимают глюкозно-фруктозные сиропы (ГФС), которые получают из кукурузы, пшеницы, риса, ячменя, сорго. Технология производства ГФС базируется на трех последовательно проведенных ферментативных реакциях, управляя которыми его получают с различным содержанием фруктозы: ГФС-20; ГФС-30; ГФС-42; ГФС-55; ГФС-90. Они широко применяются как заменители сахара в кондитерской, молочной, консервной отраслях, при производстве безалкогольных напитков, ликеров, а также при производстве детского питания, а ГФС-90 – при приготовлении диетического питания и в фармацевтической промышленности [2].

В ряде стран, применяя новейшие технологии переработки, получают натуральные сахарозаменители из нетрадиционного растительного сырья, а именно из топинамбура, кленового и березового соков и стеблей сорго.

Для Украины перспективным сырьевым ресурсом являются высокоурожайные сорта и гибриды сорго. Не меняя своего сельскохозяйственного назначения, они могут решить проблемы производства нового натурального сахарозаменителя. Особым спросом могут пользоваться образцы с повышенным содержанием углеводов (более 20%), которые объединены в группу «сахарного сорго». Существующий интерес к данной культуре, а также потребность в расширении ассортимента натуральных сахаросодержащих продуктов послужило основанием для проведения детальных исследований с применением сахарного сорго в качестве сырья для получения натурального сахарозаменителя [81, 82].

Следует отметить, что не только углеводы вызывают сладкий вкус у людей, а также ряд разнообразных химических соединений, демонстрирующих высокую сладкую интенсивность. Они могут быть как искусственного, так и натурального происхождения, их структуры – от небольших молекул, таких как сахарин, до очень сложных, таких как тауматин или монеллин. Часто применяемыми искусственными подсластителями в безалкогольной промышленности являются сахарин: (одобрено в качестве пищевой добавки в Соединенных Штатах и Европейском союзе), цикламат, аспартам, ацесульфам-К и сукралоза. Сахарин считается в 400 раз слаще, чем 10% раствор сахарозы, но обычно горький вкус возникает при более высокой концентрации сахарина, который может быть обнаружен только 25% европейским населением. Цикламат в 40 раз слаще, чем 2% раствор сахарозы. Аспартам показывает в 340 раз более высокую интенсивность сладости по сравнению с 0,34% раствором сахарозы и имеет чистый сладкий вкус без какого-либо горького или металлического послевкусия.

Относительно новый высокоэффективный подсластитель неотам (только в США), производное аспартам, считается в 30–60 раз слаще аспартама.

В настоящее время тауматин (Thaumatococcus daniellii) и ребаудиозид А из стевии (Stevia rebaudiana) являются наиболее важными природными подсластителями, представляющие коммерческий интерес в мировой индустрии безалкогольных напитков [46, 83–85].

Ученые Словацкого сельскохозяйственного университета факультета биотехнологии и пищевых наук отмечали наибольшее распространение натуральных подсластителей (сахароза, мед, кленовый сироп, сахар тростниковый), а из искусственных подсластителей – сахарин, цикламат, аспартам и стевия. Исследования были проведены на чае [13].

Натуральным подсластителем является сахар, но по современным понятиям этот продукт (хотя он и натуральный) имеет такие недостатки, как высокая калорийность (около 4 ккал/г), невозможность его применения в продуктах для диабетиков, возрастание риска развития кариеса зубов, нарушение углеводного обмена веществ и другие. Повышенное потребление сахара приводит к росту содержания инсулина в крови. Но чем выше уровень инсулина, тем активнее происходит синтез белков и вредного жира, который откладывается не только в подкожной клетчатке, но и в кровеносных сосудах, а это провоцирует наиболее опасные болезни – атеросклероз, гипертонию, инсульт, инфаркт и другие.

Интенсивные подсластители – это вещества, в десятки и сотни раз превышающие сладость сахарозы. Они подразделяются на искусственные (сахарин, цикламат, аспартам, ацесульфам др.) и подсластители, получаемые из растений (стевиозид, неогесперидин, тауматин и др.) [67].

Стевиозид – это натуральный низкокалорийный заменитель сахара, представляющий собой экстракт листьев южно-американского растения стевии. По сладости он превосходит в 200–300 раз сахар. Доктора рекомендуют его как самый безопасный заменитель сахара, так как этот подсластитель не понижает содержание сахара в крови. Стевиозид применяется в пищевой промышленности при производстве хлебобулочных, кондитерских изделий, молокосодержащих продуктов, безалкогольных, слабоалкогольных, алкогольных напитков, пищевых концентратов, фруктовых наполнителей (начинок, подварок, повидла), соусов, кетчупов, компотов, фруктовых и овощефруктовых напитков, нектаров, в том числе при производстве продуктов питания для больных сахарным диабетом и продуктов детского питания для детей старше трех лет. В некоторых странах мира употребление стевии стало привычным. По состоянию на 2018 год продукты и напитки из стевии зарегистрированы во многих странах мира, включая Японию, Парагвай и Бразилию, а также в качестве диетической добавки к пище – в США [1, 67, 86].

В Японии продукты переработки стевии способствовали росту продолжительности жизни населения до 90 лет. Сосуды пятидесятилетнего японца имеют такое функциональное состояние, как у двадцатипятилетнего европейца. Сегодня стевия в Японии признана национальным достоянием, а сами листья и продукты их переработки запрещены для экспорта [34].

За последние десятилетия в технологии производства и ассортименте сахарозаменителей для безалкогольных напитков из растительного сырья произошли значительные изменения, вызванные объективными и субъективными факторами. С одной стороны, произошел «качественный скачок» в материальной, технической и технологической сферах производства, как основного и вспомогательного сырья, так и самих подсластителей. В то же время, качественно изменились потребительские предпочтения населения, на формирование которых оказывают влияние такие факторы, как расширение ассортимента сахарозаменителей, «мода» на определенные продукты, реклама и ряд мероприятий по стимулированию продаж сахарозаменителей.

Во всем мире производители безалкогольных напитков предпочитают покупать и использовать готовые смеси подсластителей, в которых достигнуты оптимальные соотношения сладости, цены, технологические характеристики, а также удален неприятный привкус.

Разработано и выведено на мировой рынок большое количество пищевых продуктов и напитков, содержащих сахарозаменители. В мировом сообществе активно разрабатываются и пропагандируются пищевые продукты, содержащие сахарозаменители, обладающие благоприятными эффектами на организм человека.

Однако, чем больших успехов достигают технологи в создании и производстве сахарозаменителей, тем больше потребитель стремится к употреблению натуральных продуктов.

По словам химика Гранта Дюбуа, работавшего в Coca-Cola, напитки с сахаром всегда будут в несколько раз дешевле напитков с сахарозаменителями. Производителям еды и напитков придется повышать и свои расходы, и цены для потребителей, если они будут использовать только натуральные заменители. Поэтому часть не добросовестных производителей включают в рецептуру безалкогольных напитков только небольшую часть сахарозаменителя, для того чтобы указать его в составе и на упаковке продукции, но функциональность такому напитку не придается.

3 Разработка рецептур безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара

3.1 Исследование интенсивности сладости сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей

Были проведены исследования интенсивности сладости сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей и установлена форма кривой сахарозы в качестве эталонного подсластителя. Для других натуральных подсластителей (глюкозо-фруктозный сироп, сухие листья стевии и подсластитель) сгенерировали аналогичную кривую восприятия интенсивности по результатам оценки экспертной комиссии (рисунки 4–7).

Условные обозначения: по вертикали – интенсивность сладости, по горизонтали время (секунды)

Рисунок 4 – Кривая восприятия интенсивности сладости образца с сахарозой экспертами группы мужчин (ряд 1) и женщин (ряд 2)

В течение первого периода измерения интенсивности в образце с сахарозой усиливается сладкий вкус. Впоследствии ощущение интенсивности было стабильным, с небольшим уменьшением, здесь была статистически значимая разница между группой мужчин и женщин, проводившей оценку (р < 0,001).

Условные обозначения: по вертикали – интенсивность сладости, по горизонтали время (секунды)

Рисунок 5 – Кривая восприятия интенсивности сладости образца с глюкозо-фруктозным сиропом экспертами группы мужчин (ряд 1) и женщин (ряд 2)

Образцы с глюкозо-фруктозным сиропом все еще увеличивали интенсивность во время фазы измерения, при этом существовала значительная разница между группой мужчин и женщин (р < 0,001).

Альтернативные подсластители (сухие листья стевии и подсластитель) имели иной вкусовой профиль, представленный на рисунках 6 и 7.

Условные обозначения: по вертикали – интенсивность сладости, по горизонтали время (секунды)

Рисунок 6 – Кривая восприятия интенсивности сладости образца с сухими листьями стевии экспертами группы мужчин (ряд 1) и женщин (ряд 2)

Условные обозначения: по вертикали – интенсивность сладости, по горизонтали время (секунды)

Рисунок 7 – Кривая восприятия интенсивности сладости образца с подсластителем экспертами группы мужчин (ряд 1) и женщин (ряд 2)

Из графиков видно, что увеличение интенсивности сладости началось быстро. В последнем периоде измерений наблюдается снижение, при этом существовала значительная разница (р < 0,001) для обеих групп в восприятии интенсивности. Образец стевии больше похож на натуральные подсластители (глюкозо-фруктозный сироп), но группами экспертов воспринялся более интенсивно.

Существует незначительная разница между мужской и женской группой. Женщины сильнее и быстрее ощутили сладость. Большинство экспертов оценили некоторый привкус и послевкусие образцов с сухими листьями стевии. Наибольшая сладость была обнаружена в сахарозе и листьях стевии. Подобные исследования мировых ученых подтверждают полученные результаты исследования подсластителей (52, 53, 54). Сахароза имела тенденцию к снижению интенсивности сладкого, а другие подсластители имели тенденцию к увеличению.

3.2 Влияние сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей на физико-химические и органолептические показатели качества безалкогольных напитков

Результаты определения физико-химических показателей образцов кваса с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии, глюкозо-фруктозного сиропа и подсластителя представлены в таблице 5; морсового напитка – в таблице 6; холодного черного чая – в таблице 7; холодного зеленого чая – в таблице 8.

Таблица 5 – Результаты определения физико-химических показателей кваса

Наименование показателя	ГОСТ 31494-2012 Квасы. Общие технические условия	Квас с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии	Квас с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Квас с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа
Кислотность, см³1н NaOH на 100 см³ напитка	От 1,5 до 7	2,2	2,5	3,0
Объемная доля этилового спирта, %	Не более 1,2	0,3	0,6	1
Массовая доля сухих веществ, %	Не менее 3,5	5,8	4,0	6,0

Таблица 6 – Результаты определения физико-химических показателей морсовых напитков

Наименование показателя	ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные»	Морсовый напиток с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии	Морсовый напиток с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Морсовый напиток с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа
Кислотность, см³1н NaOH на 100 см³ напитка	В соответствии с рецептурами	3,01±0,24 ед. рН	2,98±0,18 ед. рН	3,15±0,21 ед. рН
Массовая доля сухих веществ, %	В соответствии с рецептурами	5,9	6,1	6,0

При проведении исследований рассматривались варианты с различными дозами сахарозаменителей, так же при производстве кваса изучалось влияние вносимого компонента на ход брожения. Оценив интенсивность снижения сухих веществ, можно сделать вывод, что наиболее интенсивно процесс брожения проходил в образце с сахаром и глюкозо-фруктозным сиропом.

Таблица 7 – Результаты определения физико-химических показателей холодного черного чая

Наименование показателя	ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные»	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа
Кислотность, см³1н NaOH на 100 см³ напитка	В соответствии с рецептурами	7,15±0,05 ед. рН	6,98±0,04 ед. рН	6,69±0,03 ед. рН
Массовая доля сухих веществ, %	В соответствии с рецептурами	2,5	2,6	2,5

Таблица 8 – Результаты определения физико-химических показателей холодного зеленого чая

Наименование показателя	ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные»	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа
Кислотность, см³1н NaOH на 100 см³ напитка	В соответствии с рецептурами	7,53±0,05 ед. рН	7,47±0,05 ед. рН	7,49±0,03 ед. рН
Массовая доля сухих веществ, %	В соответствии с рецептурами	2,7	2,6	2,7

Данные, представленные в таблицах 5–8, позволяют сделать вывод о том, что замена части сахара глюкозно-фруктозными сиропами, растительными заменителями, сахарозаменителями и подсластителями не оказывает ухудшающего влияния на физико-химические показатели качества безалкогольных напитков, которые в свою очередь соответствуют ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия».

Органолептические показатели безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара представлены в таблицах 9–12.

Таблица 9 – Результаты определения органолептических показателей холодного черного чая

Наименование показателя	Характеристика показателя по ГОСТ 28188-2014	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии
Внешний вид	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений. Допускается опалесценция, обусловленная особенностями используемого сырья	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений, с легкой опалесценцией
Вкус и аромат	В соответствии с рецептурами	Нежный ягодный аромат, приятный сладковатый вкус	Нежный фруктово-ягодный аромат, приятный сладковатый, немного терпкий вкус	Нежный фруктово-ягодный аромат, приятный сладковатый, немного терпкий и травянистый вкус
Цвет	В соответствии с рецептурами	Светло-коричневый	Светло-коричневый	Интенсивный, светло-коричневый

Таблица 10 – Результаты определения органолептических показателей холодного зеленого чая

Наименование показателя	Характеристика показателя по ГОСТ 28188-2014	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа	Чай с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии
1	2	3	4	5
Внешний вид	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений. Допускается опалесценция, обусловленная особенностями используемого сырья	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений, с легкой опалесценцией

Продолжение таблицы 10

1	2	3	4	5
Вкус и аромат	В соответствии с рецептурами	Нежный ягодный аромат, приятный сладковатый вкус	Нежный фруктово-ягодный аромат, приятный сладковатый, немного терпкий вкус	Нежный фруктово-ягодный аромат, приятный сладковатый, немного терпкий и травянистый вкус
Цвет	В соответствии с рецептурами	Светло-зеленый	Светло-зеленый	Интенсивный, светло-зеленый

Таблица 11 – Результаты определения органолептических показателей кваса

Наименование показателя	ГОСТ 31494-2012 Квасы. Общие технические условия	Квас с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Квас с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа	Квас с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии
Внешний вид	Непрозрачная пенящаяся жидкость. Допускается осадок, обусловленный особенностями используемого сырья, без посторонних включений, не свойственных продукту	Непрозрачная пенящаяся жидкость, без посторонних включений, не свойственных продукту. Имеется осадок	Непрозрачная пенящаяся жидкость, без посторонних включений, не свойственных продукту. Имеется осадок	Непрозрачная пенящаяся жидкость, без посторонних включений, не свойственных продукту. Имеется осадок
Вкус и аромат	Освежающий вкус и аромат сброженного напитка, соответствующий вкусу и аромату используемого сырья. Допускаются дрожжевые привкус и аромат	Освежающий вкус и аромат, свойственный солоду, хлебу, ржаной и пшеничной муке	Освежающий вкус и аромат, свойственный солоду, хлебу, ржаной и пшеничной муке	Освежающий вкус и аромат, свойственный ревеню, сухой траве мяты перечной, мелисы, листьям смородины красной, черной и малины, стевии
Цвет	Обусловленный цветом используемого сырья	Зеленовато-белый	Зеленовато-белый	Зеленовато-белый, особую интенсивность цвету придавали ревень, сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной, малины, стевии

Таблица 12 – Результаты определения органолептических показателей морсовых напитков

Наименование показателя	Характеристика показателя по ГОСТ 28188-2014	Морсовый напиток с использованием в качестве заменителя части сахара – подсластителя	Морсовый напиток с использованием в качестве заменителя части сахара – глюкозо-фруктозного сиропа	Морсовый напиток с использованием в качестве заменителя части сахара – сухих листьев стевии
Внешний вид	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений. Допускается опалесценция, обусловленная особенностями используемого сырья	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений, с легкой опалесценцией
Вкус и аромат	В соответствии с рецептурами	Кисло-сладкий, свойственный клюкве	Кисло-сладкий, свойственный клюкве с фруктово-ягодным привкусом	Кисло-сладкий, свойственный клюкве, немного травянистый
Цвет	В соответствии с рецептурами	Розовый	Розовый	Розовый

Данные, представленные в таблицах 9, 10, 11 и 12, позволяют сделать вывод о том, что замена части сахара глюкозно-фруктозными сиропами, растительными заменителями и подсластителями не оказывает ухудшающего влияния на органолептические показатели качества безалкогольных напитков. Каждый образец обладал выразительным вкусом и ароматом, травянистость напиткам придавали листья стевии. Получившийся купаж напитков со стевией требовал корректировки показателя «вкус» при помощи дополнительного вкусообразующего компонента, которыми явились сухая трава мяты перечной, мелисы; лист смородины красной, черной и малины. Все вкусовые и ароматические ноты хорошо гармонировали, дополняя друг друга. По результатам проведенного органолептического анализа можно сделать вывод о том, что каждый из образцов интересен, у каждого имеются свои особенности. Все произведенные при пробной выработке образцы соответствовали ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия».

3.3 Рецептуры и технологические схемы производства безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара

Количество полуфабрикатов, необходимых для изготовления купажа безалкогольных напитков, указано в их рецептурах. Рецептура – это документ, в котором указан набор компонентов определенного состава и количества, необходимый для выработки единицы готовой продукции (1000 дкл, 1000 г, 1000 мл). Разработанные рецептуры являются составной частью технико-технологических карт, используемых в условиях промышленного производства перерабатывающими предприятиями. Рецептура кваса с растительным заменителем сахара представлена в п. 3 приложения Д, холодного зеленого чая с растительным заменителем сахара в п. 3 приложения Е, холодного черного чая с растительным заменителем сахара в п. 3 приложения Ж, морсового напитка с растительным заменителем сахара в п. 3 приложения И.

Технологическая схема производства кваса с растительным заменителем сахара представлена на рисунке 8, а описание технологического процесса производства – в п. 4 приложения Д; холодного зеленого чая с растительным заменителем сахара – на рисунке 9, а описание технологического процесса производства – в п. 4 приложения Е; холодного черного чая с растительным заменителем сахара – на рисунке 10, а описание технологического процесса производства – в п. 4 приложения Ж; морсового напитка с растительным заменителем сахара – на рисунке 11, а описание технологического процесса производства – в п. 4 приложения И.

Рисунок 8 – Технологическая схема производства кваса с растительным

заменителем сахара

Рисунок 9 –Технологическая схема производства холодного зеленого чая

с растительным заменителем сахара

Рисунок 10 – Технологическая схема производства холодного черного чая

с растительным заменителем сахара

Рисунок 11 – Технологическая схема производства морсового напитка

с растительным заменителем сахара

3.4 Содержание макро- и микроэлементов в безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара в рецептуре

В ходе проведенного исследования, нами определялось содержание макро- и микроэлементов в безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара в рецептуре (таблицы 13–16).

Результаты исследований выявили повышение содержания макро- и микроэлементов в холодном черном и зеленом чае, приготовленным по модифицированной технологии, в состав которых входила стевия (сухие листья), чай байковый, дополнительные ингредиенты (сухая трава мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, черной и малины). Употребление разовой порции холодного черного чая в объеме 237 мл будет удовлетворять суточную рекомендуемую норму цинка на 1%, меди 1,5%, марганца 3,9%, железа 1,5 %, калия 0,2%, магния 0,9% и кальция 1,5% для взрослого человека.

Таблица 13 – Содержание макро- и микроэлементов в холодном черном чае

Макро-/ микроэлемент	Объект № 1	Объект № 4	Рекомендуемое суточное потребление, мг	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в 100 см³ напитка, %	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в разовой порции (237 мл), %
Zn, мг/л	0,09274	0,47476	10…15	0,5	1
Cu, мг/л	следы	0,11989	2	0,6	1,5
Mn, мг/л	0,58698	0,81875	5…10	1,6	3,9
Fe, мг/л	0,40357	0,61773	10…18	0,6	1,5
K, мг/л	4,59800	23,7240	3000…5000	0,08	0,19
Mg, мг/л	7,18120	14,9010	400…500	0,4	0,9
Ca, мг/л	24,0006	32,6840	500…1000	0,7	1,5

Таблица 14 – Содержание макро- и микроэлементов в холодном зеленом чае

Макро-/ микроэлемент	Объект № 1	Объект № 4	Рекомендуемое суточное потребление, мг	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в 100 см³ напитка, %	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в разовой порции (237 мл), %
Zn, мг/л	0,09283	0,47512	10…15	0,5	1
Cu, мг/л	следы	0,11876	2	0,6	1,5
Mn, мг/л	0,58610	0,81897	5…10	1,6	3,9
Fe, мг/л	0,40360	0,61786	10…18	0,6	1,5
K, мг/л	4,59912	23,7340	3000…5000	0,08	0,19
Mg, мг/л	7,17654	14,9098	400…500	0,4	0,9
Ca, мг/л	24,1200	32,6752	500…1000	0,7	1,5

Таблица 15 – Содержание макро- и микроэлементов в морсовом напитке

Макро-/ микроэлемент	Объект № 1	Объект № 4	Рекомендуемое суточное потребление, мг	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в 100 см³ напитка, %	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в разовой порции (237 мл), %
Zn, мг/л	0,13	0,58	10…15	0,58	1,5
Cu, мг/л	—	0,24	2	1,2	2,8
Mn, мг/л	1,62	3,39	5…10	6,78	16,1
Fe, мг/л	2,11	4,49	10…18	4,5	10,6
K, мг/л	22,34	246,95	3000…5000	0,8	1,9
Mg, мг/л	15,34	19,41	400…500	0,5	1,2
Ca, мг/л	0,11	0,18	500…1000	0,004	0,008

Результаты исследований выявили также повышение содержания макро- и микроэлементов и в морсовом напитке, приготовленном по модифицированной технологии, в состав которого входит стевия (сухие листья стевии, произведенной по собственной технологии, 2016 г.), клюква, вода, дополнительные ингредиенты (сухая трава мяты перечной, мелисы и душицы – ранний сбор 2019 года). Употребление разовой порции напитка в объеме 237 мл будет удовлетворять суточную рекомендуемую норму цинка на 1,5%, меди 2,8%, марганца 16,1%, железа 10,6%, калия 1,9%, магния 1,2% и кальция 0,08% для взрослого человека.

Таблица 16 – Содержание макро- и микроэлементов в квасе

Макро-/ микроэлемент	Объект № 1	Объект № 4	Рекомендуемое суточное потребление, мг	Содержание от рекомендуемого суточного потребления в разовой порции объекта № 4 (237 мл), %
Zn, мг/л	0,18	0,06	10…15	0,014
Cu, мг/л	0,12	Следы	2	—
Mn, мг/л	0,096	0,33	5…10	0,08
Fe, мг/л	0,44	Следы	10…18	—
K, мг/л	185,4	959,07	3000…5000	227,30
Mg, мг/л	0,25	8,93	400…500	2,12
Ca, мг/л	0,085	0,08	500…1000	0,02

Полученные результаты исследований выявили незначительные отклонения в содержании основных макро- и микроэлементов в квасе, произведенном по разработанной рецептуре и технологии, по сравнению с квасом, произведенным по традиционной технологии. Технология, включающая дополнительную операцию «варка стеблей ревеня и дополнительных ингредиентов» обеспечила наибольшую экстракцию функциональных ингредиентов из сырья в готовый продукт. Употребление разовой порции кваса с растительным заменителем сахара в объеме 237 мл будет удовлетворять суточную рекомендуемую норму цинка на 0,14%, марганца 1,6%, калия 7,5% и магния 0,5% для взрослого человека.

3.5 Содержание токсичных элементов в безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара в рецептуре и микробиологический анализ

В условиях жизни современного человека повсеместно распространены токсичные элементы, проникающие в воду, воздух, почву, растения и, следовательно, в продукты питания. Это оказывает серьезное влияние на экологию окружающей среды и здоровье человека, поэтому важно контролировать и регулировать их содержание в допустимых предельных значениях.

В соответствии с поставленными задачами в объектах исследования были определены микробиологические показатели, содержание органических кислот (таблица 17) и проведены токсикологические исследования (таблица 18).

Таблица 17 – Результаты определения микробиологических показателей в безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара

Наименование показателя	Результаты испытаний
Квас с растительным заменителем сахара
БГКП (колиформы)	не обнаружены в 10 см³
КМАФАМ	8,6*10⁴КОЕ/ см³
Дрожжи	1,8*10⁵КОЕ/ см³
Плесени	менее 1 КОЕ/ см³
Яблочная кислота	(420±107) мг/ дм³
Лимонная кислота	(120±36) мг/ дм³
Янтарная кислота	(347±46) мг/ дм³
Морсовый напиток с растительным заменителем сахара
БГКП (колиформы)	не обнаружены в 10 см³
КМАФАнМ	менее 1 КОЕ/ см³
Чай холодный черный с растительным заменителем сахара
БГКП (колиформы)	не обнаружены в 10 см³
КМАэМ	15 КОЕ/ см³
Чай холодный зеленый с растительным заменителем сахара
БГКП (колиформы)	не обнаружены в 10 см³
КМАэМ	менее 1 КОЕ/ см³

Таблица 18 – Результаты токсикологического исследования безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара

Наименование показателя	Результаты испытаний	Величина допустимого уровня
Квас с растительным заменителем сахара
Свинец	менее 0,02 мг/кг	не более 0,3 мг/кг
Мышьяк	менее 0,001 мг/кг	не более 0,1 мг/кг
Кадмий	менее 0,005 мг/кг	не более 0,03 мг/кг
Ртуть	менее 0,0002 мг/кг	не более 0,005 мг/кг
Морсовый напиток с растительным заменителем сахара
Свинец	менее 0,02 мг/кг	не более 0,3 мг/кг
Мышьяк	менее 0,001 мг/кг	не более 0,1 мг/кг
Кадмий	менее 0,005 мг/кг	не более 0,03 мг/кг
Ртуть	менее 0,0002 мг/кг	не более 0,005 мг/кг
Чай холодный черный с растительным заменителем сахара
Свинец	(0,040±0,004) мг/кг	не более 0,3 мг/кг
Мышьяк	менее 0,001 мг/кг	не более 0,1 мг/кг
Кадмий	менее 0,005 мг/кг	не более 0,03 мг/кг
Ртуть	менее 0,0002 мг/кг	не более 0,005 мг/кг
Чай холодный зеленый с растительным заменителем сахара
Свинец	(0,09±0,01) мг/кг	не более 0,3 мг/кг
Мышьяк	менее 0,001 мг/кг	не более 0,1 мг/кг
Кадмий	менее 0,005 мг/кг	не более 0,03 мг/кг
Ртуть	менее 0,0002 мг/кг	не более 0,005 мг/кг

Данные, представленные в таблицах 18 и 19, позволяют сделать вывод о том, что показатели качества выработанных нами безалкогольных напитков с растительным заменителем сахара из натурального растительного сырья соответствуют ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия».

3.6 Рекомендуемые нормы потребления безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара в рецептуре

Рекомендуемые нормы потребления безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара в рецептуре определены с учетом методических рекомендаций MP 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 18 декабря 2008 г.).

Основными функциональными ингредиентами явились макро- и микроэлементы, такие как кальций, фосфор, цинк, медь, марганец, железо, калий и магний.

Кальций – необходимый элемент минерального матрикса кости, выступает регулятором нервной системы. Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 1000 мг/сутки, для лиц старше 60 лет – 1200 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 400 до 1200 мг/сутки.

Фосфор в форме фосфатов принимает участие во многих физиологических процессах, включая энергетический обмен (в виде высокоэнергетического АТФ), регуляции кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолипидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, участвует в клеточной регуляции путем фосфорилирования ферментов, необходим для минерализации костей и зубов. Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 800 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 300 до 1200 мг/сутки.

Магний является кофактором многих ферментов, в том числе энергетического метаболизма, участвует в синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Физиологическая потребность для взрослых – 400 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 55 до 400 мг/сутки.

Калий является основным внутриклеточным ионом, принимающим участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления. Физиологическая потребность для взрослых – 2500 мг/сутки (вводится впервые). Физиологическая потребность для детей – от 400 до 2500 мг/сутки (вводится впервые).

Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Физиологическая потребность для взрослых – 10 мг/сутки (для мужчин) и 18 мг/сутки (для женщин). Физиологическая потребность детей – от 4 до 18 мг/сутки.

Цинк входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии ряда генов. Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 12 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 3 до 12 мг/сутки.

Медь входит в состав ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, стимулирует усвоение белков и углеводов. Физиологическая потребность для взрослых – 1,0 мг/сутки (вводится впервые). Физиологическая потребность для детей – от 0,5 до 1,0 мг/сутки (вводится впервые).

Марганец участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Физиологическая потребность для взрослых – 2 мг/сутки (вводится впервые).

Содержание обнаруженных в безалкогольных напитках элементов в разовой порции (237 мл) от рекомендуемого суточного потребления указано в п.3.4 данного отчета (таблицы 13–16).

Опираясь на основное определение «Рекомендуемая суточная норма потребления – это усредненное, расчетное количество потребления безалкогольных напитков человеком в сутки, необходимое для поддержания нормального (здорового) состояния организма», и рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по употреблению дневной нормы жидкости, нами предлагается употребление безалкогольных напитков, произведенных по разработанным рецептурам, для восполнения дневной нормы жидкости разных половозрастных групп, в следующем объеме:

— для взрослого человека – не менее 1,5 литра;

— для ребенка со средней массой 10 кг (примерный возраст 12 месяцев) – 1000 мл в сутки.

Заключение

1. Изучение мирового опыта развития индустрии безалкогольных напитков позволило выделить основные недостатки, вызывающие проблемы со здоровьем у людей при их употреблении, – высокое содержание сахара в составе напитков, отрицательное влияние углекислого газа в газированных безалкогольных напитках, превышение предельно допустимых норм на содержание токсичных элементов; определить инновационный фактор развития индустрии безалкогольных напитков в сторону увеличения потребительского внимания к традиционным (национальным) напиткам.

2. На основании проведенных исследований интенсивности сладости сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей, корректировки показателя «вкус» при помощи дополнительного вкусообразующего компонента нами разработаны новые рецептуры функциональных безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара (морсовый напиток с растительным заменителем сахара, квас из ревеня с растительным заменителем сахара, холодный черный чай с растительным заменителем сахара и холодный зеленый чай с растительным заменителем сахара).

3. Проведены пробные выработки образцов безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара и разработаны технологические схемы их производства на основании полученных данных об оптимальных режимах.

4. Наши исследования показали, что замена части сахара глюкозно-фруктозными сиропами, растительными заменителями, сахарозаменителями и подсластителями не оказывает ухудшающего влияния на органолептические и физико-химические показатели качества безалкогольных напитков, которые в свою очередь соответствуют ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия».

5. В безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара, произведенных по разработанным нами рецептурам и технологическим схемам, наблюдается повышение содержания макро- и микроэлементов.

6. Результаты определения микробиологических показателей, органических кислот и проведения токсикологических исследований позволяют сделать вывод о том, что показатели качества выработанных нами безалкогольных напитков с растительным заменителем сахара из натурального растительного сырья соответствуют ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия». В отличие от безалкогольных напитков, выпускаемых промышленностью, в напитках, приготовленных по разработанным технологиям и рецептурам, не содержится сахароза; сладость напиткам придают гликозидные соединения – стевиозид, стевиолбиозид, ребаудиозид А и Е, дулкозид.

7. Рекомендуемая нами норма употребления безалкогольных напитков, произведенных по разработанным рецептурам, для восполнения дневной нормы жидкости разных половозрастных групп, составляет: для взрослого человека – не менее 1,5 литра; для ребенка со средней массой 10 кг (примерный возраст 12 месяцев) – 1000 мл в сутки.

8. Разработанные проекты технических условий и технико-технологических карт производства функциональных безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара (морсовый напиток с растительным заменителем сахара, квас из ревеня с растительным заменителем сахара, холодный черный чай с растительным заменителем сахара, холодный зеленый чай с растительным заменителем сахара) могут быть использованы в условиях промышленного производства (перерабатывающими предприятиями), что будет способствовать возрождению национальных традиций пищевой культуры России. Таким образом, поставленная в научно-исследовательской работе цель достигнута, задачи решены. Выполненная НИР имеет научную новизну и практическую значимость.

9. Практическая и научная значимость проведенных исследований подтверждается актами внедрения (ООО «Агропарк «Ясенево» и ИП Глаголев А.С. (Ярославская область), ООО «Буфет-Ярославль» (г. Ярославль)) и победами в научных конкурсах разного уровня (разработка морсового напитка с натуральным заменителем сахара – стевией [Stevia rebaudiana BERTONI (L.)] удостоена диплома и золотой медали Всероссийского смотра-конкурса лучших пищевых продуктов, продовольственного сырья и инновационных разработок (г. Волгоград); разработка «Безалкогольные напитки функционального назначения со сниженным содержанием сахара из экологического растительного сырья, выращенного в условиях Ярославской области» удостоена диплома победителя ежегодного смотра-конкурса проектов, основанных на использовании изобретений и разработок молодых ученых Ярославской области «Изобретено в Ярославской области» (г. Ярославль); разработка «Квас с растительным заменителем сахара» удостоена диплома лауреата конкурса лучших научно-исследовательских работ в рамках XIII Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Перспективные исследования и новые подходы к производству и переработке сельскохозяйственного сырья и продуктов питания» (г. Углич)).

10. Отчет о выполнении НИР утвержден на научно-техническом совете ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА (приложение С).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Олейникова А. Я., Магомедов Г. О., Мирошникова Т. Н. Практикум по технологии кондитерского производства : учеб. пособие для ВУЗов. СПб. : ГИОРД, 2005. 480 с.
Цугленок Н. В., Цугленок Г. И., Кривов Д. А. Безалкогольный яблочный напиток // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2014. № 8 (95). С. 226–227.
Цугленок Н. В., Цугленок Г. И., Кривов Д. А. Моделирование технологической линии производства безалкогольного яблочного напитка // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2014. № 8 (95). С. 219–223.
Севостьянова Е. М., Филонова Г. Л., Соболева О. В. [и др.]. Безалкогольный напиток для диетического и диабетического рациона питания // Инновационные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции в условиях ВТО : материалы международной научно-практической конференции. Волгоград, 2013. С. 134–137.
Климова Е. В. Расчет суточного потребления интенсивных подсластителей (цикламата, ацесульфама-к, аспартама и сахарина) с безалкогольными напитками в Дании // Экологическая безопасность в АПК. 2011. № 2. С. 547–547.
Климова Е. В. Расчет потребления на душу населения интенсивных подсластителей с безалкогольными напитками в Дании в 2005 г. // Пищевая и перерабатывающая промышленность. 2011. № 1. С. 169.
Cheryl G. Fernandes1, Sachin K. Sonawane, Arya S. S. Сereal based functional beverages: a review // J Microbiol Biotech Food Sci. 2018/19. № 8 (3). Р. 914–919.
Gambuś H., Mickowska B., Bartoń H., Augustyn G., Zięć G., Litwinek D., Szary Sworst K., Berski W. Health benefits of kvass manufactured from rye wholemeal bread // J Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 4 (special issue 3). P. 34–39.
Christian Tétédé Rodrigue Konfo, Nicodème Worou Chabi, Edwige Dahouenon-Ahoussi, Martial Cakpo-Chichi, Mohamed Mansourou Soumanou, Dominique Coco Kodjo Sohounhloue Improvement of African traditional sorghum beers quality and potential applications of plants extracts for their stabilization: a review // J Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 5 (2). Р. 190–196.
Solgajová M., Ivanišová E., Nôžková J., Frančáková H., Tóth Ž., Dráb Š. Antioxidant activity and polyphenol content of malt beverages enriched with bee pollen // J Microbiol Biotech Food Sci. 2014. № 3 (special issue 3). Р. 281–284.
Bobková A., Kunová S., Bobko M., Zeleňáková L., Lopašovský Ľ., Melounová A. Effekt of addition of saccharose to the sensory properties of beer // J Microbiol Biotech Food Sci. 2013. № 2 (special issue on BQRMF). Р. 2238–2248.
Помозова В. В. Производство продуктов питания из растительного сырья : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности 260204 «Технология бродильных производств и виноделие» направления подгот. дипломированного специалиста 260200. СПб. : ГИОРД, 2006. С. 1–15.
Vietoris V., Czako P., Zajác P., Čapla J., Mendelová A., Kozelová D., Balková H. Time intens ity (ti) measurements of sweeteners on green tea carrier // J Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 4 (special issue 3). Р. 173–176.
ГОСТ 8.579-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к количеству фасованных товаров в упаковках любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте». URL: https://rags.ru/gosts/gost/5741/.
ГОСТ 6687.0-86 «Продукция безалкогольной промышленности. Правила приемки и методы отбора проб». URL: https://rags.ru/gosts/gost/38933/.
ГОСТ 6687.2-90 «Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения сухих веществ». URL: https://rags.ru/gosts/gost/19321/.
ГОСТ 6687.4-86 «Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности». URL: https://rags.ru/gosts/gost/12154/.
ГОСТ 6687.5-86 «Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения органолептических показателей и объема продукции». URL: https://rags.ru/gosts/gost/12176/.
ГОСТ 6687.7-88 «Напитки безалкогольные и квасы. Метод определения спирта». URL: https://rags.ru/gosts/gost/38721/.
ГОСТ 32037-2013 «Напитки безалкогольные газированные и напитки из хлебного сырья. Метод определения двуокиси углерода». URL: https://allgosts.ru/67/160/gost_32037-2013.
Коновалов А. В., Малюкова М. А. Производство функциональных продуктов питания на основе экстракта корня солодки // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2014. № 6. С. 38–40.
ГОСТ 26927-86 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути». URL: https://rags.ru/gosts/gost/29102/.
ГОСТ 26929-94 «Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов». URL: https://rags.ru/gosts/gost/9483/.
ГОСТ 26930-86 «Сырье и продукты пищевые. Метод определения мышьяка». URL: https://rags.ru/gosts/gost/19879/.
ГОСТ 26932-86 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения свинца». URL: https://rags.ru/gosts/gost/12234/.
ГОСТ 26933-86 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения кадмия». URL: https://rags.ru/gosts/gost/12363/.
ГОСТ 30059-93 «Напитки безалкогольные. Методы определения аспартама, сахарина, кофеина и бензоата натрия». URL: https://rags.ru/gosts/gost/18836/.
ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов». URL: https://rags.ru/gosts/gost/9123/.
ГОСТ 30538-97 «Продукты пищевые. Методика определения токсичных элементов атомно-эмиссионным методом». URL: https://rags.ru/gosts/gost/10939/.
ГОСТ 30712-2001 «Продукты безалкогольной промышленности. Методы микробиологического анализа». URL: https://rags.ru/gosts/gost/6779/.
СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов». URL: https://base.garant.ru/4178234/.
Радионова А. В. Анализ состояния и перспектив развития российского рынка функциональных напитков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия : Процессы и аппараты пищевых производств. 2014. № 1. С. 208–217.
Коростылева Л. А., Парфенова Т. В., Быстрова А. Н. Живой квас на растительном сырье [Влияние добавления отвара клюквы на продолжительность брожения и качество кваса] // Актуальные проблемы технологии живых систем / Рос. акад. с.-х. наук. Владивосток, 2009. С. 18–20.
Николаева М. А., Пекарева Е. В. Безалкогольные напитки: история происхождения, полезные и вредные свойства // Товаровед продовольственных товаров. 2019. № 3. С. 51–56.
Лазаренко А. И. Русское «морс» и его этимологические связи // Вестник Томского государственного университета. 2014. № 382. С 24–28.
Балынин К. А. Аспекты диверсификации гастрономического туризма // Сервис в России и за рубежом. 2017. № 1 (71). С. 97–108.
Балынин К. А. Гастрономический туризм как инструмент продвижения туристской территории // Общество в условиях современного медиапространства : сб. науч. тр. СПб., 2016. С. 199–202.
ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия». URL: https://rags.ru/gosts/gost/52590/.
ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия». URL: https://rags.ru/gosts/gost/58381/.
ГОСТ 23285-78 «Пакеты транспортные для пищевых продуктов и стеклянной тары. Технические условия». URL: https://rags.ru/gosts/gost/24784/.
ГОСТ 24597-81 «Пакеты тарно-штучных грузов. Основные параметры и размеры». URL: https://rags.ru/gosts/gost/22555/.
ГОСТ 25776-83 «Продукция штучная и в потребительской таре. Упаковка групповая в термоусадочную пленку». URL: https://rags.ru/gosts/gost/21411/.
ГОСТ 26663-85 «Пакеты транспортные. Формирование с применением средств пакетирования. Общие технические требования». URL: https://rags.ru/gosts/gost/7560/.
Ivanišová E., Frančáková H., Ritschlová P., Dráb Š., Solgajová M., Tokár M. Biological activity of apple juice enriched by herbal extracts // J Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 4 (special issue 3). P. 69–73.
Häkkinen S., Kokko H., Kärenlampi S. Sugars and organic acids in clones and cultivars of arctic bramble and hybrid. Sensory evaluation of juices and jellies // Agricultural science in Finland. 1995. Vol. 4. P. 385–395.
Непомнящая А. А., Сидорова Е. Ю. Программы социального питания и продовольственной поддержки в России и США : анализ и сопоставление перспектив связи // ДНИ НАУКИ НГТУ-2014 : материалы науч. студ. конф. (итоги научной работы студентов за 2013–2014 гг.). Новосибирск, 2014. 112 с.
Кузьмич Л. И. Факторы, определяющие конъюнктуру рынка сахара республики Беларусь // Молодежь в науке – 2016 : сб. материалов Междун. конф. молодых ученых : в 2 частях. Национальная академия наук Беларуси. Совет молодых ученых. Минск, 2017. С. 93–104.
Буткова О. Л., Михайлова И. Ю. Влияние сахарозаменителей на состав безалкогольных напитков из растительного сырья, пиво и напитки // Пищевая промышленность. 2010. № 2. С. 22–24.
Артемова Е. Н., Макаркина Н. В. Качество диетического желе из ягод красной смородины сорт Мармеладица // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 12. С. 50–51.
Тедо Д. Достойная альтернатива сахарину // Свиноводство. 2016. № 1. С. 35–36.
Кохановская Т. Н., Соскова Н. А., Абрамова И. Н. Оценка безопасности сырья для производства алкогольных и безалкогольных напитков // Современные наукоемкие технологии. 2005. № 5. С. 55 – 55.
Cadena R. S., & Boliny H. M. Ideal and relative sweetness of high intensity sweeteners in mango nectar // International Journal of Food Science Technology. 2012. № 47 (5). 991–996. URL: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2621.2011.02932.x.
Dubois G .E., Prakash I. Non-caloric sweeteners, sweetness modulators and sweetener enhancers. Annual Reviews of Food Science and Technology. 2012. № 3. Р. 353–380. URL: http://dx.doi.org/10.1146/annurevfood-022811-101236.
Kinghorn Y.-W. Chin, Pan L., Jia Z. Natural products as sweeteners and sweetness modifiers H.-W. Liu, L. Mander (Eds.), Comprehensive natural products II, Elsevier, Oxford. 2010. P. 269–315. URL: http://dx.doi.org/10.1016/b978 -008045382-8.00077-0.
Иванова Е. П., Скрипников Ю. Г., Родионов Ю. В. [и др.]. Производство функциональных продуктов питания на основе тыквы // Инновационные технологии в производстве функциональных продуктов питания : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Мичуринск, 2014. С. 70–76.
Näsi M., Alaviuhkola T. Polyol mixture supplementation as a sweetener and/or feed additive in the diet of piglets // Journal of the scientific agricultural of Finland. 1981. Vol. 53. № 1. Р. 57–63.
Романчук И. О., Рудакова Т. В., Андреус С. М., Моiсеєва Л. О. Харчова цiннiсть функцiонального кисломолочного продукту геродiєтичного призначения // Продовольчі ресурси. 2015. № 4. С. 23–26.
Причко Т. Г., Чалая Л. Д., Карпушина М. А. [и др.]. Разработать технологию производства функциональных продуктов питания на основе комплексной переработки плодово-ягодного сырья // Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства РАСХН. Краснодар, 2010. 144 с.
Васюкова А. Т., Пучкова В. Ф., Жилина Т. С. Использование сухих функциональных смесей в технологиях хлебобулочных изделий // Хлеб и здоровье планеты : материалы Второго Евразийского форума лидеров хлебопечения. М., 2014. С. 28–32.
Пряничникова Н. С., Макеева И. А., Федотова О. Б. Методические подходы к выбору и использованию нетрадиционных функциональных ингредиентов в технологиях обогащения молочной продукции // Инновационные технологии обогащения молочной продукции. М. : Изд-во Франтера, 2016. С. 173–241.
Белякова З. Ю., Макеева И. А., Донская Г. А. [и др.]. Инновационные технологии обогащения молочной продукции (теория и практика) : монография. М. : Изд-во Франтера, 2016. 374 с.
Кледина М. В. Пребиотики и функциональные молочные продукты. Белгород: Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина, 2017. 139 с.
Мясищева Н. В. Разработка функциональных кондитерских изделий с использованием продуктов переработки ягодных культур. СПб. : «ЛЕМА», 2012. С. 221–234.
Мясищева Н. В. Использование ягодных культур как источника функциональных ингредиентов при создании пищевых продуктов нового поколения СПб. : «ЛЕМА», 2012. С. 238–252.
Палагина М. В., Дубняк Я. В. Функциональные напитки на основе природных минеральных вод в профилактике витаминно-минеральной недостаточности // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2009. 4–5 (39–40). С. 141–144.
Данілова К. О., Ткаченко Л. В., Вітряк О. П. Технологія житнього хліба геродієтичного призначення // Продовольчі ресурси: проблеми і перспективи: зб. наук. праць за матеріалами ІІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Киев : Інститут продовольчих ресурсів НААН України, 2015. С. 67–69.
Жуковская С. В. Исследование возможности применения натуральных сахарозаменителей в спортивно-энергетических напитках //European Scientific Conference VIII International scientific conference, 2018. C. 175–177.
Christian Tétédé Rodrigue Konfo, Nicodème Worou Chabi, Edwige Dahouenon-Ahoussi, Martial Cakpo-Chichi, Mohamed Mansourou Soumanou, Dominique Coco Kodjo Sohounhloue Improvement of African traditional sorghum beers quality and potential applications of plants extracts for their stabilization: a review // J Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 5 (2). Р. 190–196.
Frančáková H., Dráb Š., Solgajová M., Tóth Ž., Bojňanská T. Effect of kieselguhr filtration on optical properties of beer // J Microbiol Biotech Food Sci. 2013. № 2 (special issue 1). P. 2149–2157.
Solgajová M., Frančáková H., Dráb Š., Tóth Ž. Effekt of temperatureon the process of beer primary fermentation // J Microbiol Biotech Food Sci. 2013. № 2 (special issue 1). P. 1791–1799.
Nkono N. A., Asubiojo O. I. Trace elements in bottled and soft drinks in nigeria – a preliminary study, the science of the total environment // Elsevier Science Publishing Company, Inc. 1997. Т. 208. № 3. P. 161–163.
Thompson C. O., Trenerry V. C., Kemmery B. Micellar electrokinetic capillary chromatographic determination of artificial sweeteners in low-joule soft drinks and other foods // Journal of chromatographya : Elsevier Science Publishing Company, Inc. 1995. T. 694. № 2. P. 507–514.
Edwards M., Creanor S. L., Foye R. H., Gilmour W. H. Buffering capacities of soft drinks: the potential influence on dental erosion // Journal of oral rehabilitation : John Wiley & Sons, Inc. 1999. Т. 26. № 12. P. 923–927.
Sanchez G. A., Fernandez De Preliasco M. V. Salivary pH changes during soft drinks consumption in children // International journal of paediatric dentistry : John Wiley & Sons, Inc. 2003. Т. 13. № 4. P. 251.–257.
Carrie M., Brian T. Aap policy on soft drinks in schools // American family physician : American Academy of Family Physicians. 2004. Т. 69. № 4. Р. 1000.
Teerasong S., Chaneam S., Sereenonchai K., Nacapricha D., Amornthammarong N., Ratanawimarnwong N. A reagent-free sia module for monitoring of sugar, color and dissolved CO₂ content in soft drinks // Analytica chimica acta : Elsevier Science Publishing Company, Inc.2010. Т. 668. № 1. P. 47–53.
Доклад European Association of Agricultural Economists на 115th Joint EAAE/AAEA Seminar, September 15-17, 2010, Freising- Weihenstephan, Germany. URL: https://ideas.repec.org/p/ags/eaa115/ 116414.html].
Zhang X., Giovannucci E., Willett W. C., Smith-Warner S. A., Buring J. E., Spiegelman D. and en. Risk of colon cancer and coffee, tea, and sugar – sweetened soft drink intake: pooled analysis of prospective cohort studies // Journal of the national cancer institute : Oxford University Press. 2010. T. 102. № 11. Р. 771–783.
Ma Y., He F. J., Hashem K. M., Macgregor G. A., Yin Y. Gradual reduction of sugar in soft drinks without substitution as a strategy to reduce overweight, obesity, and type 2 diabetes: a modelling study // The lancet diabetes and endocrinology. – 2016. T. 4. № 2. Р. 105–114.
Høstmark A. T. He oslo health study: soft drink intake is associated with the metabolic syndrome // Applied physiology, nutrition and metabolism : National Research Council Canada. 2010. Т. 35. № 5. Р. 635–642.
Хомічак Л. М., Григоренко Н. О., Соколенко Н. О. Розроблення та впровадження у виробництво нових технологій переробки сорго цукрового // Продовольчі ресурси: проблеми і перспективи : зб. наук. праць за матеріалами ІІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Киев : Інститут продовольчих ресурсів НААН України. 2015. С. 46–48.
Teterina S. M., Korolenko A. V. Doslidzhennya efektyvnosti zastosuvannya zasobiv na osnovi b-khmelevykh kyslot pry oderzhanni coku tsukrovoho sorho // Продовольчі ресурси : проблеми і перспективи : зб. наук. праць а матеріалами ІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Киев Інститут продовольчих ресурсів НААН України. 2014. С. 33–36.
Кочетов А. А. Перспективы выращивания стевии [Steviarebaudiana Bertoni (L.)] в Нечерноземной зоне России // Аграрная Россия. 2012. № 2. С. 2–4.
Ларионов Е. П., Скрипников Ю. Г., Родионов Ю. В. [и др.]. Инновационные технологии сушки растительного сырья // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. № 3 (41). С. 371–376.
Иванова Е. П., Родионов Ю. В., Капустин В. П. Расчет параметров и режимов работы оборудования биотехнологической системы для производства хмеле-тыквенной закваски // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2015. №3 (57). С. 270–277.
Роїк М. В., Кузнєцова I. В. Концентрат з листків стевії – натуральний замінник цукру // Продовольчі ресурси: проблеми і перспективи : зб. наук. праць за матеріалами ІІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Киев : Інститут продовольчих ресурсів НААН України. 2015. С. 86–88.
ГОСТ 7.32-2017 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления». URL: https://rags.ru/gosts/gost/65555/.
ГОСТ 7.0.5-2008 «Национальный стандарт Российской Федерации, Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления». URL: https://rags.ru/gosts/gost/44298/.

Приложения

Автор НИР

ФГБОУ-ВО-Ярославская-ГСХА

Заготовки продукции сельского хозяйства

Титульный лист и исполнители

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 Материал и методы исследований

1.1 Цель и задачи исследований. Схема проведения исследований

1.2 Краткое описание места проведения исследования

1.3 Выбор и обоснование объектов исследования

1.4 Условия постановки эксперимента

1.5 Методы исследования

2 Мировой опыт развития индустрии безалкогольных напитков в части снижения содержания сахара в рецептуре

2.1 Пищевая и биологическая ценность безалкогольных напитков. Значение безалкогольных напитков в питании человека

2.2 Социально-культурная и социально-экономическая ценность безалкогольных напитков

2.3 Требования к качеству безалкогольных напитков, в соответствии с действующими государственными и международными стандартами

3 Разработка рецептур безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара

3.1 Исследование интенсивности сладости сахара, глюкозно-фруктозных сиропов, растительных заменителей, сахарозаменителей и подсластителей

3.3 Рецептуры и технологические схемы производства безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара

3.4 Содержание макро- и микроэлементов в безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара в рецептуре

3.5 Содержание токсичных элементов в безалкогольных напитках со сниженным содержанием сахара в рецептуре и микробиологический анализ

3.6 Рекомендуемые нормы потребления безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара в рецептуре

Заключение

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложения

Добавить комментарий Отменить ответ