Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Том 1: ОТЧЕТ 235 с., 6 ч., рис. 35, табл. 73, приложений 8, библ. 145

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОДУКТ, СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ПРОДУКТ, МЯСНОЕ СЫРЬЕ, МОЛОЧНОЕ СЫРЬЕ, ПАХТА, ОБЕЗЖИРЕННОЕ МОЛОКО, МОЛОЧНАЯ СЫВОРОТКА, НАНОФИЛЬТРАЦИОННЫЙ КОНЦЕНТРАТ, РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ, ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Объектами исследований были рецептуры и технологии экологически чистых функциональных продуктов специализированного назначения на основе молочного и немолочного сырья.

Макронутриентной основой продуктов служили разные виды молочного и мясного сырья: обезжиренное молоко, пахта, смесь обезжиренного молока и пахты, филе куриной грудки и др.

Повышение пищевой плотности, биологической ценности и придание функциональных свойств продуктам достигали добавлением к основному сырью: гречневой и подсолнечной муки, концентрата сывороточных белков молока, концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией.

Исследования выполнялись в нескольких направлениях:

  • развитие товароведной классификации продуктов для питания спортсменов;
  • создание мясосодержащего продукта с повышенной биологической ценностью и отсутствием пищевых добавок, имеющих химическую природу;
  • разработка продукта повышенной пищевой плотности с соблюдением макронутриентного баланса;
  • использование концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией, в основе углеводно-белкового геля для спортивного питания;
  • разработка кефирный напитка функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа;
  • создание составного кисломолочного продукта для питания спортсменов из обезжиренного молока, пахты и муки подсолнечника функционального в отношении тиамина и ниацина.

Критериями оценки служили органолептические характеристики, микробиологические, физико-химические показатели, пищевая и энергетическая ценность анализируемых объектов.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

БАД – биологически активные добавки к пище

Б:Ж:У – Соотношение между белками, жирами и углеводами в продукте НКП ЕК – Научный комитет по питанию Европейской комиссии

НФ-концентрат – концентрат творожной сыворотки, полученный путем нанофильтрации

Общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности – ОКПД2

СВ – сухие вещества

СОМ – сухое обезжиренное молоко

ФПИ – функциональный пищевой ингредиент

ВВЕДЕНИЕ

Благодаря популяризации здорового образа жизни и спорта в России ожидается увеличение охвата населения, систематически занимающегося физической культурой и спортом, с 29,0 % в 2014 году до 55,0 % в 2024 году. Неотъемлемым элементом понятий «здоровый образ жизни», «физическая культура и спорт» является рациональное питание, при котором израсходованные организмом метаболиты восполняются высококачественными пищевыми продуктами с соблюдением баланса основных макро- и микронутриентов.

Согласно Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года [98], роль пищевой промышленности по реализации инициатив государства и отдельных граждан в осуществлении здорового образа жизни заключается в создании специализированной пищевой продукции для спортсменов и лиц, активно занимающихся физической культурой. Актуальность работ данного направления совпадает с приоритетными направлениями научно-технологического развития Российской Федерации, а именно, с созданием безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания.

Важное место среди всех пищевых продуктов занимают источники животного белка, такие как мясные и молочные продукты, в связи с чем они обязательно рекомендуется для постоянного употребления Министерством здравоохранения РФ. Однако производство отечественных продуктов для спортсменов на основе молочного и мясного сырья практически отсутствует.

В связи с этим исследование физико-химических свойств пищевых систем с использованием молочного и немолочного сырья и функциональных пищевых ингредиентов, установление между нутриентами взаимосвязей, влияющих на показатели качества готовых продуктов, и применение выявленных закономерностей в индивидуальных технологиях, является насущной задачей.

Решение обозначенных вопросов весьма актуально и будет способствовать расширению теоретических и практических основ переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья.

1 АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОГО И НЕМОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

В последние 10-летия развитые страны встретились с проблемой увеличения расходов на лечение алиментарно-зависимых заболеваний. В связи с этим изменилось отношение к рационам питания и отдельным продуктам. Основные причины нарушения структуры питания связаны с тем, что потребности в макро- и микронутриентах у разных групп людей существенно отличаются в зависимости от возраста, пола, уровня физической активности и пр.

Удовлетворить алиментарные запросы разных слоев населения призваны специализированные и функциональные продукты. Многие современные потребители, нацеленные на идеи здорового образа жизни, готовы приобретать специализированные и функциональные пищевые продукты. Однако выполненные ранее исследования показали, что производство таких отечественных продуктов питания весьма ограничено [61, 62, 65, 70].

По-видимому, не достаточно активное развитие производства специализированной пищевой продукции является следствием двух основных сдерживающих аспектов: процедурного и инструментального.

Во-первых, для регулирования работ в этой области необходим единый методологический подход в уточнении ряда положений и гармонизации терминов и требований нормативной базы [41, 97, 107, 108, 110, 11, 112]. Важный шаг к началу этой деятельности сделан Департаментом технического регулирования и аккредитации Европейского экономического союза при внесении на рассмотрение Проекта изменений № 1 к ТР ТС 027 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания». Процедура общественного обсуждения, проходившая во второй половине 2020 года, вызвала большой отклик среди специалистов и окончательные решения по внесенным предложениям еще не приняты.

Во-вторых, при постановке на производство новая специализированная продукция требует регистрации, а продукция лечебного и профилактического питания – и доказательной базы на уровне клинических испытаний. В этом плане до конца не решены и процедурные, и инструментальные вопросы.

В перспективе эти пробелы будут устранены благодаря развитию новых инструментальных методов исследования и таких направлений нутрициологии, как цифровизация, персонификация, нутригеномные исследования, протеомика и пр. [9, 10, 47].

На текущий момент вполне осуществима разработка именно функциональных продуктов благодаря использованию функциональных пищевых ингредиентов, для которых известны физико-химические характеристики, выявлены и научно обоснованы полезные для сохранения и улучшения здоровья свойства, установлена суточная физиологическая потребность. В таких случаях проведение лабораторных клинических испытаний не требуется.

В условиях сохраняющегося эмбарго на ввоз в Россию ряда пищевых продуктов производство отечественных функциональных пищевых продуктов и ингредиентов имеет благоприятные перспективы и выгодно как производителю, так и потребителю.

1.1 Специализированные продукты питания для спортсменов и нормативно-правовые аспекты их производства

Физическая активность – один из ключевых параметров в современной нутрициологии. При выполнении любой мышечной деятельности энергозатраты значительно возрастают по сравнению с состоянием покоя. В абсолютном выражении энергозатраты при систематических занятиях спортом на 1050-1400 ккал в сутки больше, чем у лиц с невысоким уровнем физической активности. А для мужчин-спортсменов высокой квалификации в тренировочный период эта разница достигает 1650-1800 ккал в сутки.

В таблице 1.1 приведены современные данные о морфологических и биохимических изменениях в мышечных волокнах, возникающих под влиянием тренировок различной направленности [88]. Микроморфологические и биохимические изменения в мышечных волокнах связаны с расходом не только энергии, но и различных биологически важных структур, которые должны быть восстановлены в период отдыха. Восполнение израсходованных биологических молекул происходит главным образом за счет пищевых продуктов. Вот почему рационы спортсменов различных квалификаций должны иметь специфическую направленность [1, 3, 4, 5, 54, 90, 91, 99, 109, 113].

При создании специализированной пищевой продукции для спортсменов анализируются физико-химический состав продуктов, содержание макро- и микронутриентов, эссенциальных компонентов и

функциональных ингредиентов. Хотя такие работы не требуют проведения доклинических или клинических испытаний, они зачастую выполняются совместно с медико-биологическими и биохимическими исследованиями [5, 6, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 93, 94, 95, 106].

Таблица 1.1 – Изменения биохимических показателей мышц спортсменов разных специализаций, % относительно нетренированных людей

Параметр Упражнения
на выносливость скоростные силовые
Относительная масса мышцы, %

от массы тела

9 32 30
Число митохондрий в единице

площади

60 30
Белки:

  • миофибрилл
  • саркоплазмы
  • миозин
  • миоглобин
7

23

0

40

63

57

18

58

68

30

59

53

Креатинфосфат 12 58 25
Гликоген 80 70 38
Максимальная интенсивность:

  • гликолиза
  • цикла Кребса
10

53

45

60

28

20

Специализированная пищевая продукция для питания спортсменов является объектом регулирования Технических регламентов Таможенного союза [101-104]. По определению данных нормативных документов:

«пищевая продукция для питания спортсменов – специализированная пищевая продукция заданного химического состава, повышенной пищевой ценности и (или) направленной эффективности, состоящая из комплекса продуктов или представленная их отдельными видами, которая оказывает специфическое влияние на повышение адаптивных возможностей человека к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам» [103]. Само существование документации такого уровня признает необходимость разработки специализированных пищевых продуктов для спортсменов.

1.2 Виды продуктов для специализированного питания спортсменов

В отличие от другой специализированной пищевой продукции, такой как пищевая продукция для беременных и кормящих женщин, для диетического лечебного и диетического профилактического питания, в том числе для детского питания, производство пищевых продуктов для спортсменов – это сравнительно молодая отрасль отечественных пищевых технологий. Очевидно, по этой причине продукция для питания спортсменов в РФ не имеет единой действующей классификации.

Наиболее аргументированный подход к классификации пищевых продуктов для спортсменов предложен Научным комитетом по питанию Европейской комиссии (НКП ЕК). В соответствии с рекомендациями этой организации все продукты для питания спортсменов условно разделены на четыре категории [83]:

А – продукты питания богатые углеводами, B – углеводно-электролитные растворы,

C – белки и их компоненты,

D – дополнения.

Такое деление специализированной пищевой продукции для спортсменов на категории основывается, во-первых, на базе данных динамической биохимии, и, во-вторых, на тщательном анализе результатов медико-биологических испытаний, выполненных различными спортивными организациями. В этом смысле спортивное питание – хороший пример научно разработанной концепции, рассматривающей продукты и их ингредиенты, как факторы, оказывающие влияние на определенные физиологические функции [83, 124].

Категория А. Продукты питания богатые углеводами. Значение углеводов в СПП для спортсменов объясняется тем, что во время любой физической активности гликоген печени и мышц служит основным источником энергии. Общие рекомендации сводятся к тому, что, если калорийность углеводов составляет от 56 до 58 % калорийности рациона, это позволяет компенсировать затраты организма на активный образ жизни и даже занятия любительским спортом без чрезмерного утомления [12].

В продуктах категории А минимум 75 % энергии должно приходиться на углеводы с высоким гликемическим индексом, такие, как глюкоза, полимеры глюкозы и другие углеводы с подобными свойствами [119, 124, 127, 128, 129]. Для стимулирования обменных процессов в состав этих продуктов часто включают витамины и минеральные элементы, а также отдельные аминокислоты и различные биологически активные вещества. Рекомендации

НКП ЕК касаются только содержания витамина В1 (тиамина) в таких продуктах: по крайней мере 0,05 мг на 100 ккал, обеспеченного за счет углеводов (минимум 0,2 мг витамина В1 на 100 г углеводов) [124].

Категория B. Углеводно-электролитные растворы. Иначе эти

продукты называют углеводно-минеральные напитки. Спортивные напитки предназначены для восполнения жидкости и поддержагия уровня глюкозы в крови в пределах нормы. Оба фактора – регидратация и обеспечение энергией дают существенное поддержание работоспособности спортсмена во всех периодах спортивной деятельности [74, 129, 130, 131, 132, 139]. Анализ литературы показывает, что по сравнению с другой специализированной пищевой продукцией для спортсменов напиткам для устранения обезвоживания уделяется гораздо меньше внимания, судя по их удельному весу в общей массе спортивных продуктов [63, 69, 70, 73]. Тем не менее, спортивные напитки поставляют жидкость и различные субстраты в хорошо усвояемой растворимой форме и необходимы во все периоды тренировочного макроцикла.

Базовая рецептура спортивных напитков включает воду, сахар и соль.

Кроме жидкости в процессе потоотделения организм теряет различные минеральные элементы. Наибольшими влагоудерживающими свойствами обладает натрий, который участвует в поддержании водно-солевого равновесия. Исследования показали, что положительный баланс жидкости удается сохранить при концентрации натрия в напитке не менее 50 ммоль/л. Большее содержание соли может ухудшать его вкус. В обычных безалкогольных напитках и соках натрий практически отсутствует, поэтому они не эффективны для регидратации организма [77, 89].

Для полного восстановления после нагрузки необходимы углеводы, содержание которых в напитке не должно превышать 8 %, так как при большей концентрации замедляется опорожнение желудка, и снижается количество жидкости, доступной для всасывания. В качестве углеводной составляющей регидрационных напитков используют моно-, ди-, олиго- и полисахариды. Считается, что использование смеси глюкозы и фруктозы приводит к повышению скорости окисления экзогенных углеводов по сравнению с использованием каждого из сахаров в отдельности. Различия между глюкозой, сахарозой и мальтодекстрином в метаболизме и влиянии на физическую работоспособность в ходе физической нагрузки если и существуют, то они незначительные [83, 124].

Суммарное содержание углеводов и электролитов влияет на осмотическую концентрацию спортивных напитков. Регидрационными свойствами обладают гипотонические и изотонические напитки, имеющие

осмоляльность ниже или близкую к осмоляльности крови 270-340 ммоль/кг

H2O [48, 77].

Исследования нескольких образцов спортивных напитков для спортсменов импортного и отечественного производства, выполненные в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», подтвердили их принадлежность к изотоническим напиткам. Осмотическая концентрация данных углеводно- минеральных напитков находилась в пределах от 308 до 330 мОсм/кг воды [45].

Категория C. Белки и их компоненты. Устоявшееся в спортивной терминологии название для этих продуктов – протеиновые добавки или протеиновые комплексы. В отношении повышенного потребления белков нет однозначного мнения по поводу их положительного влияния на спортивные результаты, как в случае с углеводами.

Вероятно поэтому в спортивной медицине и нутрициологии закрепилось очень осторожное мнение в отношении повышенной потребности в белках у спортсменов [83, 125, 126, 142] и рекомендации НКП ЕК по продуктам категории С сводятся к следующему:

  • необходимо обращать внимание на качественный состав белков в составе данных продуктов и отдавать предпочтение белкам с повышенной биологической ценностью;
  • содержание белка в белковых концентратах должно составлять

«минимум 70 % сухого белка с коэффициентом усвоения от 70 % и более»;

  • содержание белка с коэффициентом усвоения от 70 % и более в продуктах, обогащенных белками должно составлять минимум 25 % от общей энергетической ценности таких продуктов;
  • добавление свободных аминокислот рекомендуется в необходимой пропорции с целью улучшения питательной ценности белков;
  • «продукты могут содержать витамин В6 в количестве 0,02 мг на грамм белка» [124].

Категория D. Дополнения. К этой категории относятся необходимые питательные вещества, такие как витамины и минералы, и другие составляющие продуктов питания, обладающие биологической активностью. В настоящее время роль и динамика изменений эссенциальных нутриентов, минеральных элементов, минорных и биологически активных веществ пищи под влиянием различных физических нагрузок изучены недостаточно. Вероятно, именно по этим причинам и в РФ, и за рубежом нормы потребления большинства таких веществ указываются без учета физической нагрузки [75]. Несмотря на это в рекомендациях НКП ЕК подчеркивается, что в условиях

ограничения энергии спортсмены могут испытывать недостаток и минеральных веществ, и других эссенциальных соединений [124].

Также остается под вопросом взаимосвязь между совокупным расходом

энергии и потребностью в различных эссенциальных веществах, минорных соединениях и микроэлементах пищи. Из-за сложностей в анализе и отсутствия медицинской практики нет данных о балансе микроэлементов с установленным механизмом действия в организме спортсменов. Несмотря на ряд успешных опытов на животных, показывающих возможность регулирования физической активности диетическим потреблением эссенциальных веществ, минорных соединений и микроэлементов пищи, проверенные данные о влиянии такого потребления на организм спортсменов отсутствуют [124]. Тем не менее, обогащение специализированной пищевой продукции для спортсменов витаминами, минеральными элементами и различными биологически активными веществами – распространенная практика.

Общие диетологические рекомендации сводятся к тому, что обеспечение необходимого количества минеральных веществ и витаминов должно достигаться, в первую очередь, оптимизацией питания. При невозможности получать достаточные количества этих нутриентов с продуктами для устранения дефицита, возможно, использовать специализированные продукты, предлагаемые для спортсменов. Однако они должны использоваться в соответствии с программами, разрабатываемыми для конкретных видов спорта, при медицинском контроле и с учетом возможных противопоказаний [83, 97]. Таким образом, несмотря на доступность спортивных добавок, их введение в рацион питания должно быть обосновано специалистами. Обобщая рекомендации НКП ЕК, макронутриентный состав и энергетическую ценность специализированной пищевой продукции, ориентированных на спортсменов, можно представить в виде таблицы 1.2.

Таблица 1.2 – Пищевая и энергетическая ценность спортивных продуктов разных категорий

Категория продуктов Интервалы содержания, % Энергетическая ценность /

калорийность,

кДж в 100 г / ккал в 100 г

Белка Жира Углеводов
Категория А 5-50 0-5 50-95 935-1800/220-425
Категория В 0 0 3-8 51-136/12-32
Категория С 50-90 0-5 4-50 918-1800/216-425
Категория D 0 0-1 0 0-37/0-9

На практике продукты питания для спортсменов реализуются в специализированных отделах или магазинах, или интернет-сайтах. Продвижение специализированной пищевой продукции для спортсменов – пример тщательного маркетинга. Вовлечение потребителя в данный сегмент рынка осуществляют, оперируя такими понятиями как «здоровый образ жизни», «нормализация обмена веществ и функций организма».

По целевой направленности пищевые продукты для спортсменов чаще всего подразделяют на следующие виды [69, 70]: снижение жировой массы (сжигание жира), набор мышечной массы, увеличение силовых показателей и выносливости, восстановление после интенсивных нагрузок различного характера, профилактика заболеваний и пр. При этом продукты группируются не в соответствии с рекомендациями НКП ЕК, а по законам маркетинговой политики: одни и те же продукты неоднократно повторяются в разных разделах. Например, энергетические гели предлагаются в разделах

«Углеводы», «Смеси и формулы», «Увеличение силовых показателей и выносливости» [69, 70]. Практически для всех видов продукции есть такое двойное, а часто и более, пересечение.

Это позиция большинства производителей спортивных продуктов и сайтов о здоровом и спортивном питании. Хотя такая информация не является строго научной, ее нельзя не принимать во внимание, поскольку, во-первых, она находится в открытом доступе. Во-вторых, учитывая изменившуюся за последнее 10-летие структуру информационного поля, 41 % населения узнает информацию из новостных сайтов в интернете. Именно эта информация в дальнейшем определяет выбор того или иного продукта потребителем.

По форме специализированные пищевые продукты для спортсменов преимущественно представляют: напитки и коктейли; гели, пасты, масла; сухие смеси; батончики и снеки; таблетки, капсулы, порошки и пастилки [44, 46, 86, 118, 121]. Список больше напоминает перечень лекарственных форм, а не пищевых продуктов. Из этого перечня видно, что, разрабатывая пищевые продукты для спортсменов, специалисты помимо показателей пищевой и биологической ценности, учитывали возможность переносить и хранить продукты вне холодильника, использовать их в условиях выездных соревнований, тренировок, сборов, в дороге. Это очень ценное качество пищевых продуктов для спортсменов, однако оно также дает основание предполагать, что такие продукты не могут значительно заменить весь рацион, а способны лишь частично его дополнять. К тому же деление этих продуктов по агрегатному состоянию, физико-химической форме и степени дисперсности не дает полного представления об их специфических функциональных особенностях.

Большинство сухих продуктов рекомендуется растворять в воде, молоке или соке – на усмотрение потребителя. При этом следует учитывать, что и молоко, и соки – это пищевые продукты со своим набором питательных веществ, минеральных элементов и витаминов. В маркировке продуктов нет единой системы перечня вводимых компонентов. Макронутриенты могут чередоваться с макроэлементами, или витаминами, или эссенциальными компонентами. Одни и те же соединения могут позиционироваться под разными названиями. В разных продуктах используются различные единицы измерения для одинаковых компонентов. Спортсменам сложно сделать пересчет из одной системы единиц в другую и соотнести эти значения с физиологической потребностью. Все перечисленные особенности в целом вводят потребителя в заблуждение о необходимости приема предлагаемых пищевых добавок [69, 70].

1.3 Молочные компоненты и технологии, применяемые в производстве продуктов для спортивного питания

Анализ состава свыше 100 видов продуктов спортивного питания показывает, что более 95 % такой продукции содержит тот или иной компонент молочного сырья [69, 70, 138, 141, 143, 144]. По мнению многих отечественных и зарубежных ученых кроме молока, нет другого такого полноценного продукта, который человек получает в готовом виде для непосредственного употребления [2, 6, 16, 17, 59, 81, 100].

Белки, липиды, фосфолипиды, витамины, минеральные вещества и другие составные части молока создают оптимальную биологическую систему. Все эти многочисленные соединения образуют единый комплекс биологически активных веществ, обеспечивающих многообразие свойств молока – пластических, ростовых, антисклеротических, микроэлементных и др. Благодаря гидратированной форме компоненты молока доступны для действия ферментов пищеварительного тракта, что имеет существенное значение для усваиваемости молока и молочных продуктов. Доказанная уникальность состава молока обусловливает введение молочных продуктов в перечень, рекомендуемый Министерством здравоохранения РФ [84], а также обосновывает использование молока в составе специализированной пищевой продукции для спортсменов.

В результате исследования ассортимента продуктов питания для спортсменов установлено, что во всех категориях этой продукции преобладает перечень сухих смесей [44, 46, 70, 86]. Даже в разделах «Напитки» большая часть продуктов – сухие концентраты. Чаще всего такие продукты

представлены сухими порошковыми или гранулированными смесями. Например, «Специализированный белковый продукт для питания спортсменов», «Сухой специализированный белково-углеводный продукт для питания спортсменов», пищевые продукты «Миоактив-спорт», «Спортамин»,

«Продукт диетического, профилактического и функционального питания для спортивного питания», «Сухая смесь для спортивного напитка», «Сыпучий пищевой продукт на основе меда», как следует из названий продуктов и заявленных формул – это сухие концентраты. Аналогично и в разделах

«Продукты готовые к употреблению», без предварительной подготовки, не считая разогрев, непосредственно можно использовать не более 45 % продуктов от общего количества. Остальное – сухие смеси для печенья, маффинов, блинов, десертов [46, 86].

Использование сухих продуктов очень удобно в спортивной практике с позиций транспортировки, хранения вне холодильника, создания некоторых запасов на время переезда, соревнований и спортивных сборов. Однако для восстановления сухих продуктов требуются жидкости, которые необходимо приобретать отдельно и также транспортировать, следовательно, объем перевозимых потребителем продуктов уменьшится не значительно, а стоимость готового продукта в конечном итоге возрастет. Для восстановления сухих продуктов большинство производителей рекомендуют использовать не только воду, но и соки, и обезжиренное молоко, которые обладают собственным набором макронутриентов, что, соответственно, влияет на пищевую и энергетическую ценность восстановленного из сухой смеси продукта, но обычно не учитывается потребителем.

Преобладающий ингредиент сухих смесей во всех категориях продуктов для спортивного питания просто сухая молочная сыворотка или сухое обезжиренное молоко. Эти виды молочного сырья имеют приятный нейтральный вкус, цвет от белого до светло-кремового и могут удачно сочетаться как со сладкими, так и остропряными компонентами. В то время как пресса и масс-медийные ресурсы убедили рядового потребителя в том, что восстанавливать сухое молоко – это плохо, для людей, нацеленных на здоровый образ жизни и спортивный результат, такие продукты позиционируются исключительно с положительной стороны. Специалистам очевидно, что и сухое молоко, и сухие продукты переработки молока, – это действительно качественные продукты с высокой пищевой и биологической ценностью. Именно исходя из этих соображений, они и включаются в состав СПС для спортсменов. В то же время достоверно известно, что при высушивании и высокотемпературной обработке пищевого сырья разрушаются многие витамины и биологически активные вещества. Поэтому,

несмотря на большую пищевую ценность сухих продуктов, молочных, в частности, их биологическая ценность понижена по сравнению с цельным молочным сырьем.

В большинстве пищевых продуктов для спортсменов помимо сухой молочной сыворотки или сухого обезжиренного молока включены ингредиенты другого происхождения. Анализ состава СПП для спортсменов убеждает, что преобладающим технологическим решением в производстве такой продукции является формирование поликомпонентных смесей. Ингредиентный набор обязательно включает те или иные сухие продукты, которые комбинируются в требуемом соотношении и, в последствии, непосредственно перед употреблением, или в технологическом процессе, как, например, гели, растворяются в подходящем растворителе. Сырьевой состав СПП для спортсменов убеждает, что все компоненты продуктов до момента соединения в смесь были подвергнуты той или иной технологической обработке.

Можно утверждать, что в современных технологиях, применяемых в производстве продуктов для спортивного питания, сформировалось несколько тенденций. Первая – это фракционированиемакронутриентовпищевогосырья на отдельные составляющие: протеиновую, липидную и углеводную, что в конечном итоге направлено на создание продуктов с аналогичным профилем. При этом степень фракционирования различается по глубине разделения: извлечение цельных макронутриентов или отделение составляющих их компонентов. Например, среди продуктов категории А и С есть смеси, в составе которых используется обезжиренное молоко, концентраты молочных белков, белки растительного происхождения, различные виды растительных масел, крахмал, пищевые волокна разного происхождения. При более глубокой переработке макронутриентов достигается дальнейшее их фракционирование. Например, отделение сывороточных белков от казеина, полисахаридов от моно- и дисахаридов, извлечение лецитина из сои или яйца и т. д. При этом используются наукоемкие инновационные технологии. В частности, при переработке молочного сырья широко применяются мембранные методы разделения, такие как микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация и обратный осмос. Благодаря этим методам, объемы переработки сыворотки в последние десятилетия возросли в десятки раз, несмотря на относительно невысокое содержание сывороточных белков в ней.

Вторая тенденция – извлечение микронутриентов и минорных ингредиентов из пищевого сырья. Например, для сохранения нативных свойств биологически активных компонентов молочного сырья, таких как

ферменты, иммуноглобулины, пептиды и пр., применяют тонкие физико- химические и биохимические методы разделения, к которым относятся хроматография, гель-фильтрация и др. Например, описан пример ионообменной хроматографии для выделения лактопероксидазы и лактоферрина из молока [77], а в более поздних исследованиях изучаются различные попытки упростить и сократить процедуру экстракции лактоферрина и очистки лактопероксидазы [77]. Установлено, что получить из коровьего молока альбумин сыворотки крови, β-лактоглобулин и α- лактальбумин, сохраняя их антигенность, можно в многоступенчатом процессе с использованием гель-фильтрации и анионообменной хроматографии [100]. При этом следует подчеркнуть, что несмотря на инновационность и прогрессивность таких разработок, в настоящее время их промышленное применение еще очень ограничено из-за несовершенств технологии, низкой эффективности процессов и высокой стоимости готовых продуктов. Следовательно, в большинстве поликомпонентных смесей для спортсменов, которые готовятся из сухих ингредиентов, в частности молочных, либо не содержатся биологически активные компоненты молока, такие как витамины, минеральные элементы, окислительно- восстановительные ферменты, иммуноглобулины, пептиды и пр., либо данные соединения входят в состав смесей, как добавленный ингредиент, что значительно повышает стоимость готового продукта. Логичным решением этого противоречия может служить использование цельного, не фракционированного молочного сырья – молока, обезжиренного молока, пахты, сыворотки.

Третья тенденция в производстве специализированной пищевой продукции для спортсменов – использование модифицированных ингредиентов в составе смесей для спортсменов. В частности, при дальнейшей обработке извлеченных макронутриентов распространены технологии гидролиза биополимеров. Гидролитические методы обработки применяются и для белков, и для углеводов, и для липидов, как животного, так и растительного происхождения. В результате значительная часть специализированной пищевой продукции категории С для спортсменов включает гидролизаты казеина и сывороточных белков молока. Однако ферментированные белки имеют своеобразный привкус, поэтому могут использоваться только в небольших количествах. Продукты категории А содержат гидролизаты крахмала и продукты гидролиза триацилглицеринов, преимущественно средне- и низкомолекулярные жирные кислоты. Другой вариант модификации белков, особенно растительных, – текстуризация разных видов. Также среди специализированной пищевой продукции для

спортсменов есть примеры, в составе которых липидный компонент подвергнут переэтерификации или гидрогенизации.

Как показал обзор рынка, из молочного сырья в спортивных продуктах,

главным образом, эксплуатируется белковая составляющая в виде таких сухих продуктов, как сухие концентраты молочных белков, концентраты сывороточных белков, полученные методом ультрафильтрации (КСБУФ), казеин и казеинаты, и концентраты частично гидролизованных (ферментатированно-модифицированных) казеина и сывороточных белков (КФМСБ) или их различные сочетания и смеси. На рисунке 1.1 представлено долевое соотношение специализированной пищевой продукции для спортсменов, в составе которых присутствуют те или иные виды молочных белков.

word image 839 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Концентрат казеина; 19%

Казеинат кальция;

7%

Концентрат сывороточных белков; 32%

Гидролизат сывороточных белков; 13%

Изолят сывороточных белков; 29%

Рисунок 1.1 – Долевое соотношение СПС для спортсменов, содержащих различные молочные белки, %

Перечисленные ингредиенты молочного сырья выполняют сразу несколько функций в специализированной пищевой продукции для спортсменов. Во-первых, сухое молочное сырье значительно повышает общее содержание сухих веществ в продуктах и обеспечивает высокие показатели пищевой ценности. Во-вторых, значительно улучшает биологическую ценность благодаря уникальному сочетанию незаменимых аминокислот. Наконец, молочные белки, обладают целым спектром свойств важных в технологическом плане: являются поверхностно-активными веществами, могут вызывать гелеобразование пищевых систем и стабилизацию эмульсий, обеспечивать эмульгирование и пенообразование при взбивании. Суммарная

доля молочных белков в протеиновых комплексах достигает 75-90 % от общей массы продукта. Тем не менее потребитель не воспринимает эти продукты как молочные. В силу устоявшихся стереотипов для продуктов спортивного питания меньше ценится углеводная и липидная составляющая молока. Поэтому в составе многих продуктов подчеркивается, что концентраты и изоляты молочных белков получены разными методами очистки от лактозы и жиров.

1.4 Заключение по обзору научной и патентной литературы

В настоящее время однозначно признано непосредственное влияние спортивного фактора, как и любой физической нагрузки на расход нутриентов: с увеличением физической активности потребность в энергообразующих питательных веществах возрастает. Более высокая, чем обычно, необходимость в получении энергии служит причиной того, что у спортсменов увеличивается потребление продуктов питания. Это может привести к изменению выбора пищи, режима питания, нарушению работы желудочно- кишечного тракта, возникновению алиментарно-зависимых и профессиональных заболеваний. Особую группу риска составляют спортсмены с высоким уровнем энергопотребления, а также спортсмены в таких видах спорта, где учитываются весовые категории, или спортсмены, получают преимущество, имея меньший вес. Известно, что наибольшей опасности в недостатке необходимых питательных веществ в период регулярных тренировок подвержены спортсмены, чье ежедневное потребление энергии составляет менее 2500 кКал (10,5 МДж) для мужчин и менее 2000 кКал (8,4 МДж) – для женщин [124]. Не вызывает сомнений факт, что при интенсивных занятиях спортом и регулярных тренировках, возникают некоторые проблемы и особенности в протекании реакций, которые могут повлиять на баланс и потребность в необходимых питательных веществах [124]. Дефицит макро- и микронутриентов в рационе может не только повлиять на спортивные результаты, но и стать провоцирующим фактором в развитии профессиональных заболеваний спортсменов. Опыт свидетельствует, что этого можно избежать, изменяя качество пищи или соблюдая диету, богатую питательными веществами с помощью отборных пищевых добавок.

Таким образом, употребление специально одобренных питательных продуктов и жидкостей поможет достичь оптимального пищевого баланса, и за счет этого решить специфические проблемы. Подобное положительное воздействие может быть оказано не только на группы спортсменов, которые

подвержены регулярным, интенсивным и продолжительным мышечным нагрузкам, но и на другие целевые группы, например, для лиц, занятых на профессиональном производстве, связанном с выполнением тяжелого физического труда, или для работающих в крайне плохих экологических условиях, а также для лиц, подверженных чрезмерным физическим нагрузкам и переутомлению [124].

Анализ научно-технической, патентной литературы и ассортимента специализированной пищевой продукции на сайтах для спортсменов выявил несколько аспектов в этой области. Во-первых, преимущественное большинство представленных продуктов питания для спортсменов относятся к группе биологически активных добавок (БАД) и не могут компенсировать пищевые продукты, а служат для коррекции рациона в плане пищевой, энергетической и/или биологической ценности. Во-вторых, большинство специализированной пищевой продукции для спортсменов представлено сухими смесями, которые, с одной стороны, не воспринимаются потребителем, как пищевые продукты, а с другой, – требуют определенной кулинорной обработки. В-третьих, для получения нужных ингредиентов специализированной пищевой продукции для спортсменов используются новейшие технологии извлечения компонентов пищевого сырья. Однако, при глубоком фракционировании могут утрачиваться свойства многих биологически активных соединений натуральных продуктов, например, ферментов, витаминов, иммунопротекторных соедиенений и пр. Число доступных промышленных технологий для получения пищевых ингредиентов с сохранением нативных биологически активных свойств, в частности, при переработке молока, ограничено. В связи с этим есть все основания для того, чтобы направить исследования на создания готовых к употреблению экологически чистых функциональных продуктов спортивного питания с сохранением пищевой матрицы молочного и немолочного сырья.

1.5 Цель и задачи исследований

Целью настоящих исследований является разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:

  • использовать молочное и немолочное сырье в качестве основы для

производства функциональных продуктов специализированного назначения;

  • изучить физико-химические основы переработки молочной и немолочной сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания;
  • установить рациональные количества ингредиентов молочного и немолочного происхождения, формирующие оптимальные органолептические свойства и консистенцию продуктов;
  • установить основные технологические режимы производства разрабатываемых продуктов;
  • исследовать свойства продуктов в процессе хранения и обосновать сроки их годности;
  • разработать проекты нормативной документации на производство экологически чистых функциональных продуктов специализированного назначения.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

Для решения поставленных задач задействовали научно-инженерный потенциал ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА и ОАО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА имени Н.В. Верещагина». Описание выполняемых работ представлено на рисунке 2.1.

  • Обзор научно-технической отечественной и зарубежной литературы по исследуемой теме
  • Патентный поиск по рецептурам и способам производства функциональных молочных продуктов

word image 840 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Теоретический

Экспериментальный

word image 841 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Аналитический

Выполнение модельных экспериментов по получению разрабатываемых продуктов

  • Исследование физико-химических, реологических, микробиологических свойств новых продуктов

Прикладной

  • Обработка полученных экспериментальных данных
  • Создание технологий и разработка комплектов технических документов на продукты

Рисунок 2.1. – Основные этапы работ и их содержание

  • Подготовка научных публикаций
  • Проведение производственных проверок
  • Проведение испытаний образцов продуктов на показатели качества

2.1 Объекты и предметы исследования

Объектами исследований на протяжении всех этапов являлись рецептуры и технологии экологически чистых функциональных продуктов специализированного назначения на основе молочного и немолочного сырья.

Предметы исследования зависели от вида разрабатываемого продукта. Макронутриентной основой продуктов служили разные виды молочного и мясного сырья: обезжиренное молоко, пахта, смесь обезжиренного молока и пахты, филе куриной грудки и др.

Повышение пищевой плотности, биологической ценности и придание функциональных свойств продуктам достигали добавлением к основному сырью: гречневой и подсолнечной муки, концентрата сывороточных белков молока, концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией (НФ-концентрат).

В работе использовано сырье и ингредиенты только российского производства:

  • концентрат сывороточного белка, полученный ультрафильтрацией и

имеющий массовую долю белка 80 % (КСБУФ-80) (ООО «ТД ТАГРИС», г. Москва);

  • молоко сухое (АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н.В.

Верещагина, г. Вологда);

  • НФ-концентрат (экспериментальный цех ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА);
  • филе куриной грудки (АО «КЦ» Курский филиал,

Птицеперерабатывающий комбинат, Курская область);

  • шпик боковой (Вологодский колбасный завод «МиМП», г. Вологда);
  • мука гречневая и льняная (Производственная компания «Образ Жизни», Алтайский край)

Сливки, молоко нормализованное, молоко обезжиренное, пахта получены в производственных условиях на АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина. Все сырье прошло испытания на соответствие требованиям безопасности ТР ТС 021/2011 и ТР ТС 033/2013, протоколы испытаний в аккредитованной лаборатории представлены в Приложении В.

Для создания кисломолочных продуктов использовали различные молочнокислые микроорганизмы в составе комбинированных заквасок и закваску на кефирных грибках.

Улучшения таких потребительских показателей, как вкус и консистенция отдельных продуктов, добивались внесением фруктово- ягодных сиропов, некрахмальных полисахаридов и пр.

2.2 Методы исследования

Основным критерием в производстве экологически чистых функциональных продуктов спортивного питания должны стать их диетические свойства и биологическая ценность, соответствующие медико- биологическим требованиям и современной концепции рационального питания. В связи с этим при разработке новых продуктов использованы стандартные методы исследований физико-химических, микробиологических, органолептических характеристик исходного сырья и готовых продуктов, а также законодательные документы, регламентирующие требования к качеству и безопасности продуктов. Перечень стандартных методов, использованных в работе, представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.1 – Использованные методы исследования

Показатель Объект Метод исследования Источник
1 2 3 4
Органолептические

показатели: вкус, запах, консистенция, цвет,

внешний вид

Молочное сырье,

модельные смеси с ФПИ, готовые продукты

Органолептический (балльный метод) по ГОСТ Р ИСО 22935-3-2011 [24]
Титруемая Молочное сырье, Титриметрический по [23]
кислотность модельные смеси с
ФПИ, закваска, – ГОСТ 9959-2015
готовые продукты – ГОСТ Р 54669-2011 [37]
Активная

кислотность

Молочное сырье,

модельные смеси с ФПИ, готовые продукты

Потенциометрический по

ГОСТ 32892-2014

[29]
Массовая доля

белка

Готовые продукты Метод Кьельдаля по

ГОСТ 23327-98

[25]
Массовая доля

жира, белка, сухих веществ

Молочное сырье,

модельные смеси с

Инструментальный

экспресс-метод по ГОСТ 32255-2013

[28]
1 2 3 4
ФПИ, готовые

продукты

Массовая доля сухих веществ Молочное сырье,

модельные смеси с ФПИ, готовые продукты

Метод определения

массовой доли влаги и сухого вещества по ГОСТ Р 54668-2011

[36]
Массовая доля Молочное сырье, Термогравиметрический [21]
сухих модельные смеси, – по ГОСТ 3626-73
обезжиренных готовые продукты – по ГОСТ Р 54668-2011 [36]
веществ (СОМО) – по ГОСТ Р 54761-2011 [39]
Массовая доля жира Молочное сырье,

модельные смеси, готовые продукты

Кислотный метод по ГОСТ 5867-90 [22]
Плотность Молочное сырье,

модельные смеси, готовые продукты

Ареометрический по ГОСТ Р 54758-2011 [38]
Микробиологическ ий анализ Молочное сырье, готовые продукты Методы

микробиологического анализа по

ГОСТ 32901-2014

[30]
Содержание молочнокислых микроорганизмов Готовые продукты Метод определения

молочнокислых микроорганизмов по ГОСТ 33951-2016

[31]

Кроме указанных в таблице 2.1 методов исследования на экспериментальном этапе применяли ряд оригинальных методик.

С целью сенсорного анализа образцов была создана комиссия в

количестве пяти человек. Каждый эксперт проводил анализ проб независимо от других экспертов. Для описания органолептических показателей ряда продуктов специально были разработаны шкалы оценки вкуса, запаха, консистенции и цвета.

Для оценки согласованности экспертных мнений при создании углеводно-белкового геля на основе НФ-концентрата рассчитаны коэффициенты конкордации Кендалла [117]:

W = 12 ⋅S ,

m2 (n3 − n)

(1)

где: W – коэффициент конкордации;

S – сумма квадратов отклонений (d2) от среднего (d); n – число анализируемых показателей;

m – количество дегустаторов.

Эффективную вязкость продуктов определяли методом ротационной вискозиметрии на приборе «Реотест 2.1» и рассчитывали по формуле:

τ η’эф = γ ,

(2)

где: ηэф – эффективная вязкость, Па∙с τ – напряжение сдвига, 10-1 Па

γ – скорость сдвига, с-1

Реологические показатели эмульсионных продуктов с высоким содержанием сухих веществ измеряли при температуре 20-22 оС с помощью реогониометра Вайсенберга модели R-19 фирмы Sangamo Weston Controls Limited (Великобритания), основные технические характеристики которого описаны в общедоступной литературе и научно-исследовательских работах. Показатели, получаемые с помощью реогониометра Вайсенберга, позволяют описать поведение продукта при температуре потребления.

Методика измерений основана на регистрации реакции образца, заполняющего пространство между рабочими органами «плоскость- плоскость», и синусоидально изменяющейся сдвиговой деформацией известной амплитуды и частоты. Колебания рабочего органа плоскость/плоскость моделируют при низких частотах процесс намазывания продукта при данной температуре. Результаты динамических испытаний выражаются следующими показателями.

Комплексный модуль сдвига (G*) отражает суммарную реакцию материала на приложение деформации и наиболее тесно коррелирует с органолептической оценкой консистенции при температуре измерения. Данный показатель вычисляли по формуле:

G∗ = G’ + iG”, (3)

где: G∗ –комплексный модуль сдвига

G’ – действительная часть комплексного модуля сдвига (модуль упругости)

iG” – мнимая часть комплексного модуля сдвига (модуль потерь)

i = −1 .

Модуль упругости (G`), или действительная часть комплексного модуля

сдвига, характеризует способность продукта подвергаться упругой деформации при приложении нагрузки, а также характеризует энергию, запасаемую и отдаваемую материалом в каждом цикле колебаний.

Модуль потерь (G“), иначе называемый мнимая часть комплексного модуля сдвига, характеризует механические потери или диссипацию энергии, то есть внутренне трение.

Действительная (G’) и мнимая (G”) составляющие комплексного модуля сдвига есть коэффициенты пропорциональности между соответствующими амплитудными значениями напряжения и деформации:

G’ = G*⋅ cos δ

G” = G*⋅ sin δ

где: δ – угол механических потерь

(4)

(5)

Модуль упругости и модуль потерь являются независимыми друг от друга показателями, один из которых характеризует только упругие свойства, другой – только вязкость.

Для характеристики вязко-упругих свойств образцов дополнительно использовали тангенс угла потерь по формуле:

где: G’ –модуль упругости

G” –модуль потерь

tgδ =

G`

G

(6)

Условную вязкость кисломолочных продуктов определяли методом капиллярной вискозиметрии [101].

Расчет аминокислотного скора продуктов выполнен с учетом рекомендаций ФАО/ВОЗ по содержанию незаменимых аминокислот в эталонном белке:

Скор = АКi ⋅100

(7)

i АК

э

где: Скорi – аминокислотный скор i-той аминокислоты, %

АКi – содержание i-той аминокислоты в 1 г исследуемого белка, мг/1 г АКэ – содержание i-той аминокислоты в 1 г эталонного белка, мг/1 г.

Коэффициент утилитарности незаменимой аминокислоты (αj),
коэффициент сбалансированности аминокислотного состава (U),

коэффициент разбалансированности аминокислотного состава (R), показатель

«сопоставимой избыточности» (σ), индекс незаменимых аминокислот (ИНАК) рассчитывали по формулам [102]:

αj = ; (8)

word image 842 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

где αj – коэффициент утилитарности незаменимой аминокислоты;

Cmin – минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли единиц;

Cj – скор j-й незаменимой аминокислоты по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли единиц;

Cj = ; (9)

word image 843 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

где Aэj – массовая доля j-й незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка;

Аj – массовая доля j-й незаменимой аминокислоты в продукте, г/100 г белка.

U=; (10)

word image 844 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

где U – коэффициент сбалансированности аминокислотного состава;

R=; (11)

word image 845 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

где R – коэффициент разбалансированности аминокислотного состава.

σ=; (12)

word image 846 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

где σ – показатель «сопоставимой избыточности»;

ИНАК = ;

word image 847 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

где ИНАК – индекс незаменимых аминокислот.

(13)

Энергетическую ценность продуктов определяли расчетным путем по формуле:

Эц = Б∙4 + Ж∙9+У∙4, (14)

где Эц – энергетическая ценность, Ккал; Б – массовая доля белка, %;

Ж – массовая доля жира, %;

У – массовая доля углеводов, % [114].

Определение рисков осуществляли по ГОСТ Р 51705.1-2001 «Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов ХАССП. Общие требования».

Доклинические испытания с лабораторными животными выполняли в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении

«Федеральный научный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук» (ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН).

Содержание и все манипуляции проводили, опираясь на Директиву 2010/63/EU Европейского парламента и совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях, и, соблюдая приказ Министерства здравоохранения РФ от 01.04.2016 № 199н

«Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики».

Математическую обработку экспериментальных данных проводили по результатам опытов в 3-5 кратной повторности с помощью методов статистики и регрессионного анализа с использованием персонального компьютера и пакета программного обеспечения «Microsoft Excel»,

«Statistiсa». Для эффективной постановки опытов и оптимизации состава продукта использовали метод математического планирования эксперимента [106]. Достоверность полученных результатов оценивали с помощью критерия Стъюдента, полученные регрессионные зависимости проверяли на адекватность экспериментальным данным по критерию Фишера [76].

3 РАЗВИТИЕ ТОВАРОВЕДНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПРОДУКТОВ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ

33

В современной отечественной товароведной номенклатуре продукты питания спортсменов представлены единой группой «Продукция пищевая для питания спортсменов» без подразделения по каким-либо параметрам [1]. Классификация специализированных продуктов питания для спортсменов нуждается в научном обосновании. Наиболее аргументированный подход ранжирования пищевых продуктов для спортсменов, предложенный НКП ЕК, учитывает сведения динамической биохимии, тщательный анализ результатов медико-биологических испытаний, макронутриентный состав и энергетическую ценность специализированных продуктов питания, ориентированных на спортсменов.

На практике продукты питания для спортсменов реализуются в специализированных отделах или магазинах, или интернет-сайтах. Продвижение таких продуктов – пример тщательного маркетинга. Вовлечение потребителя в данный сегмент рынка осуществляют, оперируя понятиями

«здоровый образ жизни», «правильное питание», «нормализация обмена веществ и функций организма» и пр.

3.1 Исследование потребительских предпочтений целевой аудитории

Предметом данных экспериментально-аналитических исследований служили: товароведная классификация продуктов спортивного питания, фактические рационы питания и потребительские предпочтения лиц с повышенной физической активностью.

Методы исследования – аналитический, опросно-весовой и анкетирование.

Для оценки охвата целевой аудитории специализированными продуктами питания разработана анкета и размещена на образовательном портале Вологодской государственной молочнохозяйственной академии имени Н.В. Верещагина. Всего в онлайн-анкетировании приняло участие 1267 спортсменов разных специализаций.

В исследовании питьевого режима спортсменов и вида потребляемых спортивных напитков контролировали объем жидкости, выпитой во время занятий физической нагрузкой и сразу после нее. Количество жидкости, потерянной во время физической нагрузки, вычисляли по изменению массы тела спортсмена до и после тренировки. Для повышения достоверности

исследований были проведены тренировки средней интенсивности, продолжительностью 1,5 часа при температуре окружающего воздуха 21-22 оС [70].

34

В исследовании фактических рационов питания участвовали студенты факультета физической культуры, имеющие высокий уровень физической активности и ежедневные тренировки. Все испытуемые входили в возрастную группу 19-29 лет. Всего в наблюдении приняли участие 57 человек, из них 19

  • женщины и 38 – мужчины. Исследования выполнены опросно-весовым методом, который применяется для изучения индивидуального и семейного питания [116]. Регистрацию потребления пищевых продуктов производили путем опроса в течение 7 дней. Расходование продуктов контролировали взвешиванием. Продукты выбирались респондентами по их усмотрению. В расчет принимали семь дней с наиболее традиционным рационом, то есть исключали праздничные, разгрузочные дни и т.д.

Питание оценивали по всем показателям, в том числе и по биологической полноценности. Суточные энергозатраты рассчитаны с учетом возраста, пола, энерготрат основного обмена, затрат энергии на физическую активность, специфическое динамическое действие пищи, холодовой термогенез [75]. Химический состав и энергетическую ценность изучаемого фактического рациона питания устанавливали расчетным методом на основании составленной раскладки продуктов по приемам пищи и в целом за сутки. При расчетах использовали справочные таблицы «Химический состав пищевых продуктов» [114]. Подсчет проводили по расчетным таблицам отдельно для органического, минерального и витаминного состава. Органический состав (количество белков, жиров, углеводов) рассчитывали отдельно для каждого приема пищи, а минеральный и витаминный состав – для рациона в целом.

Анализ и оценку полученных данных проводили с точки зрения соответствия энергоценности и нутриентного состава установленным величинам индивидуальной физиологической потребности организма в пище. Для этого оценивали относительное соотношение между белками, жирами и углеводами. Количество белков при этом принималось за единицу. Затем рассчитывали долю энергетической ценности рациона за счет белков, жиров и углеводов, выраженную в процентах к общей энергетической ценности рациона.

Исследования показали, что по целевой направленности пищевые продукты для спортсменов чаще всего подразделяют на следующие виды: снижение жировой массы (сжигание жира), набор мышечной массы, увеличение силовых показателей и выносливости, восстановление после

интенсивных нагрузок различного характера, профилактика заболеваний и пр. При этом продукты группируются не в соответствии с рекомендациями по питанию, а по законам маркетинговой политики: одни и те же продукты неоднократно повторяются в разных разделах. Например, энергетические гели предлагаются в разделах «Углеводы», «Смеси и формулы», «Увеличение силовых показателей и выносливости» [46, 70, 86]. Практически для всех видов продукции есть такое двойное, а часто и более, пересечение, что несомненно вводит потребителя в заблуждение.

word image 848 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1) Анализом использования специализированных пищевых продуктов установлено, что все спортсмены с разной степенью регулярности, но используют такие продукты в своей практике (рисунок 3.1). При этом более 55 % (n = 697) участников опроса руководствуются рекомендациями тренера.

35

Рисунок 3.1 – Регулярность приема специализированных продуктов питания спортсменами, процент от числа опрошенных (n=1267).

Основные периоды употребления специализированных пищевых продуктов – тренировочный и восстановительный, их назвали соответственно 48 % (n = 608) и 39 % (n = 494) респондентов, и по 22 % (n = 279) – соревновательный и постоянно. При анализе потребительских предпочтений установлено, что, имея возможность выбора продуктов, как источник белка сухие смеси согласны использовать лишь 14 % (n = 177) опрошенных, как источник углеводов – 5 % (n = 63). В качестве источника жиров 15 % (n = 190) участников опроса устраивает сливочное масло, 17 % (n = 215) – растительное масло. Большинство спортсменов предпочитают использовать специализированные продукты в форме традиционных пищевых продуктов, причем 93 % (n = 1178) респондентов пожелали включить молочные продукты в число специализированных, хотя только 11 % (n = 139) участников опроса известно о такой продукции [70].

Наиболее востребованы у целевой аудитории высокобелковые продукты, биологические активные добавки к пище и углеводно-белковые продукты, которые используют 59 % (n = 748), 55 % (n = 697) и 32 % (n = 405)

респондентов, соответственно. На вопрос о производителе специализированных пищевых продуктов, которые принимают опрошенные, 87 % назвали зарубежные компании [70].

36

При определении потребности в гидратации организма во время физических упражнений и сразу после них выявлена тесная корреляционная связь между массой тела и количеством потерянной влаги, описываемая уравнением ỹх=0,017∙х-0,075 (r=0,732). Установлено, что более половины участников не восполняют нужный объем потерянной жидкости, только 6 % опрошенных используют изотонические напитки для регидратации организма. Большинство испытуемых, а именно 72 % респондентов, устраняют обезвоживание обычной или минеральной водой [73, 74].

Оценка фактических рационов питания спортсменов показала, что калорийность рационов в целом ниже рекомендуемой. Дефицит калорийности у мужчин составил 17,0 %, а у женщин – 23,9 %. Выявленный недостаток белка животного происхождения достигал 30,9 % в рационе у мужчин и 39,3 % – в группе женщин.

Анализ индивидуальных итогов с учетом массы тела спортсмена не выявил вероятностного риска недостаточного потребления белка, поскольку интервал содержания белка на килограмм массы тела у мужчин составил 1,00- 1,30 г/кг, у женщин – 0,90-1,12 г/кг, а средние значения, соответственно, 1,16 и 0,99 г/кг. Однако содержание жиров и углеводов в рационе не соответствовало рекомендациям. Содержание углеводов снижено, главным образом, за счет полисахаридов в суточном рационе мужчин на 23,5 % по сравнению с рекомендуемым значением и на 36,0 % – у женщин. В рационах преимущественного большинства испытуемых не хватало продуктов со средним гликемическим индексом и продуктов с пребиотическими свойствами. При этом выявлено превышение потребления жиров на 4,9 % и 7,6 % у мужчин и женщин, соответственно. Следовательно, в рационах существует нарушение баланса основных макронутриентов по сравнению с рекомендуемым соотношением калорийности белков, липидов и углеводов, которое должно составлять 12:30:58. В данном исследовании эта пропорция в группе мужчин равнялась 11:35:54, и в группе женщин – 11:38:51. Также в группе женщин выявлен низкий вероятностный риск недостаточного поступления таких микронутриентов, как кальций, тиамин и рибофлавин, поскольку их содержание в суточном рационе в среднем составило 636 мг, 0,93 мг и 0,96 мг, соответственно [70].

Потребление молока и молочных продуктов у лиц, активно занимающихся спортом, гораздо ниже норм, рекомендуемых Министерством здравоохранения РФ (таблица 3.1). Следовательно, классические молочные

продукты, несмотря на их высокую пищевую ценность, известную специалистам, не позиционируются спортсменами и лицами, активно занимающимися спортом, как одни из важнейших в рационе [68, 71, 71].

37

Таблица 3.1 – Количество молочных продуктов (г/неделю) в рационах спортсменов и по рекомендациям Министерства здравоохранения РФ

Продукт Рекомендации Реальное

потребление

Молоко и кисломолочные напитки 2071 780
Творог 365 100
Сметана 58 53
Сыр 134 25
Масло 38 28

По форме специализированные пищевые продукты для спортсменов преимущественно представляют: напитки, коктейли, гели, пасты, масла, сухие смеси, батончики, таблетки, капсулы, порошки. Такое деление товаров по агрегатному состоянию, физико-химической форме и степени дисперсности не информирует о специфических функциональных особенностях, а вводит потребителя в заблуждение о необходимости приема предлагаемых пищевых продуктов.

Данные исследования убеждают в том, что потребление молока и молочных продуктов лицами, активно занимающимися спортом, гораздо ниже норм, рекомендуемых Министерством здравоохранения РФ. В настоящее время можно утверждать, что это устойчивая тенденция среди населения РФ, поскольку, начиная с 90-х годов прошлого столетия по настоящее время, потребление молочных продуктов в России не достигает нормативов, оптимальных для жизнедеятельности организма, несмотря на то, что в последней редакции эти нормативы несколько снижены по сравнению с предыдущим вариантом [84]. Объяснение кроется в причинах экономического и маркетингового характера, а не в проблемах функционирования молочной отрасли. В последние два десятилетия нельзя говорить о дефиците молочных продуктов. Например, в крупных и средних торговых сетях города Вологды представлены все региональные и основные отечественные производители молочных продуктов. В наличии всегда есть продукция всех местных молочных комбинатов. За последние 10-15 лет ассортимент различных молочных продуктов значительно расширился. Молочная отрасль в целом стабильно развивается, но потребление молочных продуктов среди населения остается достаточно низким.

Причины, по которым молоко и молочные продукты вытесняются из каждодневного рациона, остаются одними и теми же из года в год. Во-первых, цены на молоко и молочные продукты растут, опережая рост доходов основной массы населения страны. Во-вторых, потребитель не имеет достаточно правдивой и полной информации о пользе молока и молочных продуктов, и их значимости в жизни человека. В средствах массовой информации нет позитивной социальной рекламы о необходимости употребления молока. При этом очень часто появляется негативная информация о бесполезности молока и опасности употребления молочной продукции. В целом это свидетельствует о недостаточной маркетинговой политике со стороны производителей молочных продуктов. Необходимо более убедительно доказывать о ценности компонентов молока. Эти сведения хорошо известны самим специалистам молочной промышленности, но потребитель далеко не всегда владеет такой информацией. В-третьих, наконец, это отсутствие на государственном уровне поддержки предприятий молочной отрасли для стимулирования участия в целевых социальных программах обеспечения различных групп населения молоком и молочными продуктами.

38

Все это увеличивает риск недостаточного потребления ряда пищевых веществ, источником которых являются молоко и молочные продукты. В первую очередь это белок и кальций. Дефицит биологически полноценного белка животного происхождения, такого как молочный, создает предпосылки для формирования отклонений в росте и развитии организма. Не менее опасно для растущего организма недостаточное поступление кальция. Пищевой кальций оказывает свое самое благотворное воздействие на плотность минералов в костях в возрасте от 9 до 30 лет, пока не достигнут пик костной массы и формирование костной ткани превышает скорость ее резорбции. Величина костной массы, которую человек имеет к 30 годам, сильно влияет на его подверженность переломам в последующие годы [48].

Как известно, молоко и молочные продукты являются наиболее полноценными источниками кальция и способствуют усвоению кальция и из других продуктов. По данным ряда исследователей включение в рацион большого ассортимента молочных продуктов (молока, кефира, творога, сыра, йогуртов и т.п.) исключает необходимость дополнительного приема препаратов кальция [20, 48, 66, 68, 82].

Как показывают работы специалистов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», гастроэнтерологов и нутрициологов [50, 52, 64, 67], калорийность суточных рационов в целом среди населения РФ не уменьшается. Следовательно, молоко и молочные продукты попросту вытесняются из рационов и замещаются другими, возможно с меньшей

пищевой и биологической ценностью. Потребитель зачастую не отказывает себе во вредных полуфабрикатах и продуктах «быстрой еды», экономя на полноценных молочных продуктах. Это свидетельствует об изменении соотношения пищевых макро- и микронутриентов и структуры питания вообще. В результате, как отмечают многие исследователи, возрастает число различных алиментарно-зависимых заболеваний, таких как диабет второго типа, ишемическая болезнь сердца, заболевания опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы и др. В масштабах страны это может иметь целый ряд серьезных медико-биологических, экономических, социальных, технологических и других последствий.

39

С позиций производителей молочных продуктов дальнейшее уменьшение потребления молочных продуктов среди населения может привести к уменьшению объемов их производства, потере рынков сбыта и ухудшению других экономических показателей отрасли. Многочисленные работы, направленные на расширение ассортимента молочной продукции, пока не дают ощутимого подъема в потреблении молочных продуктов. Множество новых функциональных продуктов и продуктов классических технологий не востребованы покупателем по причине отсутствия достаточно масштабной информации и позитивной социальной рекламы о пользе молока и молочных продуктов. Потребитель должен быть достаточно осведомлен о высокой пищевой и биологической ценности компонентов молока и их важности для обеспечения рационального сбалансированного питания.

На основании этого этапа работы можно утверждать, что пищевая и энергетическая ценность рациона потребителей, активно занимающихся спортом, существенно ниже рекомендуемых значений. При этом соотношение макронутриентов отклоняется от оптимального сочетания в сторону жировой направленности за счет уменьшения содержания углеводов и белков животного происхождения. Снижение энергетической ценности рациона и дисбаланс макронутриентов в группе женщин сопровождается понижением содержания некоторых микронутриентов, в частности, кальция, тиамина и рибофлавина. Количество молочных продуктов в наблюдаемых группах значительно меньше рекомендуемых нормативов.

3.2 Теоретическое обоснование принципиальной классификации продуктов спортивного питания

Выполненные в разделе 3.1 исследования доказывают целесообразность и своевременность классификации и значение создания специализированных продуктов для спортсменов в инновационном развитии пищевых технологий.

Все специализированная продукция для питания спортсменов широко представленная на рынке, в соответствии с Общероссийским классификатором продукции по видам экономической деятельности (ОКПД2) относится к подклассу 10.8 Продукты пищевые прочие. В составе данного подкласса есть группа 10.86 Продукция детского питания и диетическая. В данную группу входит категория 10.86.10.900 Специализированная пищевая продукция, в том числе диетическая, не включенная в другие группировки. Категория 10.86.10.900, в свою очередь включает несколько подкатегорий:

40

    • 10.86.10.910 Продукция пищевая диетического и диабетического

питания;

    • 10.86.10.920 Продукция пищевая для питания спортсменов;
    • 10.86.10.930 Продукция пищевая для питания беременных и кормящих

женщин;

    • 10.86.10.940 Продукция пищевая энтерального питания;
    • 10.86.10.990 Специализированная пищевая продукция, в том числе

диетическая, не включенная в другие группировки, прочая.

В указанных подкатегориях продукция подразделяется по видам сырья (молочная, мясная, овощная и пр.), способам технологической обработки (цельномолочная, кисломолочная и т.д.), агрегатному состоянию и форме (жидкая, сухая, пастообразная) и другим критериям. Исключение составляет подкатегория 10.86.10.920 Продукция пищевая для питания спортсменов, которая представлена единой позицией, без уточняющей классификации по каким-либо параметрам.

Методология систематизации информации о продуктах питания спортсменов заключалась в установлении критериев классификации для разделения множества товаров, представленных на рынке, на группы по признаку функциональных свойств. В соответствии с действующей нормативной базой на специализированные и функциональные пищевые продукты [101, 102. 103, 104] однозначно признанным критерием таких товаров является макро- и микронутриентный состав, обоснованный медико- биологическими нормами физиологических потребностей организма человека. Адекватная пищевая ценность и безопасность пищи – это важнейшие принципы, декларируемые комиссией «Кодекс Алиментариус» при ФАО/ВОЗ. В связи с этим в качестве критериев классификации принят показатель пищевой ценности, который определяется количеством макронутриентов, а также содержание микронутриентов с доказанным физиологическим действием.

На первой ступени все продукты питания для спортсменов предложено делить по количеству макронутриентов на две группы: пищевые продукты и

word image 849 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1) БАД. При этом БАД не являются источниками энергии, поскольку белковый и углеводный компоненты в них отсутствуют, а доля жира (в виде свободных жирных кислот) не превышает 1 %. На второй ступени представляется рациональным деление пищевых продуктов по наличию макро- и микронутриентов, а БАД – по содержанию функциональных пищевых ингредиентов, как это представлено на рисунке 3.2.

41

Рисунок 3.2 – Первые ступени классификации продуктов спортивного питания

Источники макронутриентов – содержат белки и/или жиры и/или углеводы в количествах, учитываемых при определении калорийности продукта.

Обогащенные продукты представляют собой источники макронутриентов с ФПИ, содержащимися в количестве не менее 15 % от суточной физиологической потребности [88].

Индивидуальные БАД содержат один функциональный пищевой ингредиент или один эссенциальный компонент в количестве не менее 15 % от суточной физиологической потребности (например, глюкозамин сульфат, пиколинат хрома, кальциферол и др.).

Комплексные БАД включают два и более функциональных пищевых ингредиента и/или эссенциальных компонента, каждый из которых содержится в количестве не менее 15 % от суточной физиологической потребности.

Поскольку БАД к пище предназначены для оптимизации обменных процессов, нормализации работы отдельных органов, улучшения функционального состояния определенных систем организма человека, используются с профилактической и корректирующей целями, имеют особые рекомендации приема, ограничения в использовании и пр., в дальнейшем исследовании эта группа товаров не рассматривается.

Последующая классификация продуктов питания для спортсменов возможна по количественному содержанию макронутриентов. При этом анализ терминов и определений, используемых в действующих нормативных документах, выявил некоторые несоответствия. Во-первых, в ГОСТ 52349

42

«Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» полисахариды указаны в числе функциональных пищевых ингредиентов, однако по условиям использования информации в ГОСТ Р 55577-2013

«Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности» нет ориентиров для выделения продуктов – источников углеводов. Существующая нормативная база позволяет выделять только четыре группы продуктов с позиций макронутриентного состава: источник белка, с высоким содержанием белка, с низким содержанием жира, обезжиренный. Во-вторых, при использовании определения белковый продукт в соответствии с ГОСТ Р 55577-2013 могут возникнуть определенные противоречия. Рассмотрим конкретный пример. Содержание белка, жира и углеводов в кефире нежирном составляет, соответственно, 3,0 %, 0,5 % и 3,8 % (таблица 3.2). Следовательно, при калорийности 32 ккал/100 см3 37 % приходится на белковый компонент и данный продукт по определению ГОСТ Р 55577-2013 отличается высоким содержанием белка. Однако, чтобы удовлетворить потребность в белке на 15

% от суточной, как это диктует определение функционального продукта, спортсмену с умеренными энергозатратами в 3600 ккал и потребностью в белке 102 г необходимо выпить 5 л данного кефира в сутки, что не реально и вызывает сомнение в корректности формулировки «с высоким содержанием белка» в ГОСТ Р 55577-2013.

Таблица 3.2 – Пищевая и энергетическая ценность кефира нежирного и условного продукта

Продукт Массовая доля, % Энергетическая

ценность/ (калорийность), кДж/ккал

Белок Жир Углеводы
Кефир нежирный 3,0 0,5 3,8 134/32
Условный продукт 20,0 0,0 80,0 1700/400

Далее возьмем гипотетический продукт, с калорийностью 400 ккал, в котором также 20 % энергетической ценности обеспечивается белком, а значит в информации об отличительных признаках имеется основание использовать определение «с высоким содержанием белка». При такой

формулировке на упаковке продукта потребитель не придает значения содержанию других макронутриентов, в частности углеводов, вполне возможно низкомолекулярных. Их количество может достигать 80 % в продукте, но суточное потребление должно быть ограничено до 10 % от общей калорийности рациона [75]. Подобные примеры можно рассматривать, как введение потребителя в заблуждение, однако такого рода продукты имеют место на рынке пищевой продукции для спортсменов.

43

Следовательно, для использования термина «белковый» содержание белка в продукте должно быть выражено не через суммарную энергетическую ценность, а количественно по отношению к другим макронутриентам. Аналогично и в отношении использования термина «углеводный». В таком случае возникает вопрос, что считать пределами ограничений в использовании данных терминов? Гипотетически максимальное значение соответствует продукту с массовой долей белка или углеводов, соответственно, 100 %.

В качестве нижнего порога для белковых (или углеводных) продуктов можно использовать уровень 15 % обязательный для понятия

«функциональный» продукт [34], когда речь идет об определенном ФПИ.

Однако физиологическая потребность в макронутриентах зависит от возраста, пола, уровня физической активности и других факторов. В таком случае, например, для спортсменов-мужчин IV группы физической активности в возрасте от 18 до 29 лет минимальное содержание белка в продукте протеиновой направленности должно составлять 22 %, а для женщин соответствующей группы – 17 %. Во-первых, разница составляет 5 %, что ощутимо для любого макронутриента, и особенно для продукта, позиционируемого как «белковый». Во-вторых, в настоящее время в отечественном товароведении нет деления пищевых продуктов по гендерному признаку, за исключением продуктов для беременных женщин. Не исключено, что пищевые продукты для мужчин и женщин могут появиться на рынке, но поскольку данная работа не имеет такой направленности, предлагается унифицировать классификацию пищевых продуктов для спортсменов без учета пола потребителя.

Для определения нижнего уровня содержания белков или углеводов в продукте представляется возможным использовать предложенную Харрингтоном функцию желательности [190]. Благодаря этой функции можно устанавливать соответствие между безразмерной шкалой желательности и физическими параметрами, в данном случае, между массовой долей макронутриентов в продукте. Как известно, графически кривая Харрингтона задается уравнением:

D = e [-e (-y)],

где D – желательность, которая может принимать значения от 0, что соответствует определению «очень плохо», до 1 – «очень хорошо»

44

y – частные показатели.

Также для функции Харрингтона общепринято соответствие вербального и числового форматов. При этом вся шкала Харрингтона делится на пять интервалов, которым соответствуют числовые значения (таблица 3.3) [55].

Таблица 3.3 – Стандартные отметки на шкале желательности

Желательность Числовые значения
Очень хорошо 1,00-0,80
Хорошо 0,80-0,63
Удовлетворительно 0,63-0,37
Плохо 0,37-0,20
Очень плохо 0,20-0,00

Применяя известные табулированные значения функции желательности [55], получают графическую зависимость (рисунок 3.3), благодаря которой становится очевидно, почему частные показатели, соответствующие значению шкалы желательности менее 0,37, считаются плохими.

word image 850 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 3.3 – График функции желательности

В нашем случае частными показателями являются массовые доли белков, углеводов и калорийности продукта. Данные параметры не могут принимать отрицательные значения, поэтому графические зависимости между

ними и желательностью построены в области положительных значений (рисунок 3.4 (а)).

45

Судя по графику, очень хороший белковый (или углеводный) продукт

должен содержать более 30 % данного макронутриента. Также в действующей нормативной документации существует понятие «низкокалорийный» при условии, что продукт содержит менее 40 ккал/100 г [40]. Поэтому аналогично описанному выше, но, исходя из значения калорийности, установлен нижний предел содержания белка и углеводов в подобных продуктах. Как видно, на рисунке 3.4 (б), минимальная калорийность таких продуктов не превышает 8 ккал/100 г. При этом продукты легких формул будут источниками белков и углеводов для спортсменов с минимальными энергозатратами.

word image 851 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1) word image 852 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

а б

Рисунок 3.4 – Минимальное значение макронутриента в продукте соответствующего профиля (а) и предел энергетической ценности низкокалорийного продукта (б)

Поскольку для любого человека и спортсмена, в частности, крайне важно соблюдение определенного соотношения между белками, жирами и углеводами в рационе, в подкатегорию 10.86.10.920 Продукция пищевая для питания спортсменов предлагается ввести продукты сбалансированного макронутриентного состава. Кроме этого, в данную подкатегорию необходимо включить напитки для устранения обезвоживания, по установленным для них критериям осмоляльности, содержанию углеводов и солей.

В таком случае целесообразным представляется классифицировать продукты питания для спортсменов на следующие подкатегории (таблица 3.4). Деление продуктов спортивного питания на белковые и углеводные, с одной стороны, отвечает предпочтениям потребителей, с другой, – принимает во внимание классификацию этих продуктов на категории А, В, С, предложенную НКП ЕК. Следуя рекомендациям НКП ЕК, состав данных

продуктов предпочтительно должен формироваться белками повышенной биологической ценности с коэффициентом усвоения не менее 70 % [83, 124]. Также, учитывая нормы физиологической потребности в пищевых веществах, углеводы должны быть представлены в большей степени полисахаридами и в меньшей степени моно-, ди- и олигосахаридами [75, 83].

46

Таблица 3.4 – Принципиальная классификация продуктов спортивного питания

Вид продукта Макронутриентный состав, % Энергетическая ценность

/(калорийность), кДж/ккал

Белки Жиры Углеводы
10.86.10.921

Белковые

более 30,0 0,0-5,0 менее 30,0 850-1800/240-425
10.86.10.922

Углеводные

менее 30,0 0,0-5,0 более 30,0 850-1800/240-425
10.86.10.923

Сбалансированная формула*

1,0-16,5 1,0-16,5 4,0-67,0 85-2100/29-500
10.86.10.924 Легкая

формула белкового профиля

1,0-30 0,0-2,0 1,0-10 34-754/8-180
10.86.10.925 Легкая

формула углеводного профиля

1,0-10,0 0,0-2,0 1,0-30,0 34-754/8-180
10.86.10.926

Регидрационные напитки**

0,0-1,0 0,0-0,2 3,0-8,0 51-160/12-38
* – соотношение по массе между белком, жиром и углеводами составляет 1:1:4

** – осмотическая концентрация составляет от 240 ммоль/кг Н2О до 350 ммоль/кг Н2О

Предлагаемая классификация не претендует на завершенность, а предполагает дальнейшее развитие в плане деления продуктов по видам используемого сырья, агрегатному состоянию продукта, этапу спортивного макроцикла, для которого предназначена, и пр. В тоже время данная классификация позволяет формулировать требования показателей качества продуктов спортивного питания, определять методы их контроля и условия

испытаний при процедуре сертификации товаров, сопоставления цен, планировании и проведении экспортно-импортных операций, получении статистически анализируемых данных и т. д.

47

Перечисленные аспекты в совокупности имеют решающее значение в регулировании производства и торговли продуктов спортивного питания и способствуют развитию народно-хозяйственной деятельности в целом. В связи с этим ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА приняла участие в процедуре общественного обсуждения Изменений № 1 в технический регламент Таможенного союза «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания» (ТР ТС 027/2012), проходившей на правовом портале Евразийского экономического союза (ЕАЭС), в период с 14.08.2020 по 30.11.2020 (Приложение А).

4 РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ СПОРТИВНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОГО И НЕМОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

48

Исследование потребительских предпочтений целевой аудитории, описанное в разделе 3.1, выявило изменение структуры питания лиц с повышенной физической активностью. Полученные данные хорошо согласуются с наблюдениями других специалистов о недостатке в рационах населения белка животного происхождения, нарушении баланса основных макронутриентов и нехватке ряда микронутриентов.

Важнейший способ выхода из сложившейся ситуации – создание специализированной пищевой продукции, в том числе и для питания спортсменов, имеющей функциональные признаки и отличающейся экологической чистотой.

Одним из вариантов рецептурного и технологического решения таких продуктов является использование ценного молочного и немолочного сырья.

4.1 Создание продукта белкового функционального назначения для спортсменов на основе мясного сырья

Из литературных данных и собственных исследований [71] известно, что в рационах большинства россиян и спортсменов, в частности, наблюдается недостаточное содержание белка животного происхождения и превышение жирового компонента по сравнению с рекомендуемыми нормами физиологических потребностей. Одно из объяснений этой ситуации – высокое содержание жирового компонента в продуктах, которые для потребителя являются традиционными источниками белка: сыры, мясные полуфабрикаты, многие сорта рыб, орехи и пр. Несмотря на высокую питательную ценность такие продукты не вполне пригодны для устранения или предупреждения дефицита белка животного происхождения в рационе многих категорий граждан, включая спортсменов и лиц с высокими физическими нагрузками.

Решением этой проблемы может служить расширение ассортимента специализированных высокобелковых продуктов, а подходящими ингредиентами, способными повысить белковый профиль продукта, являются молочные белки. Актуальность работы обусловлена также необходимостью консолидации научных исследований в этой области с отечественными производителями функциональных пищевых ингредиентов в общих интересах.

4.1.1 Выбор сырья и функциональных пищевых ингредиентов при разработке рецептуры продукта мясосодержащего белкового функционального назначения для спортсменов

49

Патентный поиск показал, что на сегодняшний день в Российской Федерации практически отсутствуют мясные и мясосодержащие продукты для спортсменов.

Наиболее близким к продукту мясосодержащему белковому функционального назначения для спортсменов является полуфабрикат мясорастительный рубленый, содержащий мясо индейки или утки, муку гречневую или кукурузную, масло льняное, кабачок, хлопья овсяные, концентрированную молочную сыворотку или концентрат сывороточного белка, яйца куриные или меланж, специи [78].

Недостатком описанного изделия является значительное превышение содержания жира над белком, отсутствие в качестве сырьевого компонента филе куриной грудки, незначительное содержание концентрата сывороточного белка, отличающегося повышенным содержанием белка и незначительным содержанием жира, и, как следствие, непригодность использования продукта для устранения или предупреждения дефицита белка животного происхождения в рационе спортсменов, лиц с высокими физическими нагрузками и других категорий граждан.

Задачей исследований стало создание белкового продукта функционального назначения для спортсменов и людей с повышенной физической активностью благодаря увеличению содержания белков животного происхождения и понижению содержанию жира.

В качестве основного сырья предлагается использовать филе куриной грудки, в качестве дополнительного источника белка животного происхождения – концентрат сывороточного белка и молоко сухое цельное, в качестве жирового компонента – шпик боковой, а также в качестве растительных добавок- муку льняную, лук репчатый, из специй – соль.

В куриной грудке благодаря особому набору аминокислот [142] содержится до 24 % легкоусвояемого белка при содержании жира менее 2 %, что делает грудку идеальным продуктом питания для спортсменов, которым важно увеличить именно мышечную массу, не прибавляя жировую прослойку. Куриная грудка содержит витамины В4 (холин), В9 (фолацин) и В12 (кобаламин), стимулирующие кроветворение, а также витамины А (ретинол), С (аскорбиновая кислота), Н (биотин) и РР (ниацин), регулирующие деятельность надпочечников и участвующие в функционировании печени. Минеральный комплекс куриной грудки, представленный калием, магнием,

цинком, селеном, медью, марганцем, железом, хлором, серой, кобальтом, фосфором и натрием, что положительно влияет на работу сердечной мышцы в нормальном режиме, а также способствует повышению защитных сил организма.

50

Важным ингредиентом рецептуры продукта является жир, влияющий на консистенцию (мажущуюся или режущуюся), вкус и цвет. Недостаток жира в рецептуре может привести к отсечению влаги и нарушению структуры паштета. Подходящим жиросодержащим сырьем служит боковой шпик, содержащий до 80 % жира.

Для придания однородности продукту и формирования связной консистенции использована мука льняная, имеющая высокие влагоудерживающие свойства, что способствует формированию желательных органолептических характеристик продукта [135]. Льняная мука – продукт помола семян льна после отделения от него масла. Нерастворимая фракция волокон состоит из клетчатки и сложных полимерных соединений (лигнины). [92]. Лигнины, так же, как и пектиновые вещества, являются природными полимерами, обладают связывающими свойствами, что позволяет удерживать на своей поверхности токсины, болезнетворные бактерии, ионы металлов и выводить их из организма человека. Водорастворимой фракцией волокон являются слизистые вещества.

Также льняная мука содержит до 22 % белков, отличается высокой концентрацией калия, ω3- и ω6-жирных кислот, полифенолов, богата растительными фитоэстрогенами – лигнанами, проявляющими эстрогеноподобную активность в организме человека и предупреждающими развитие рака в начальной и средней стадии путем подавления роста и распространения раковых клеток [85].

Концентрат сывороточных белков имеет высокий рейтинг биологической ценности и отличается большим содержанием разветвленных незаменимых аминокислот, таких как лейцин, валин, изолейцин, которые способствуют восстановлению и набору мышечной массы, а также защищают мышечное волокно от разрушения. Концентрат сывороточных белков, получаемый методом ультрафильтрации, содержит от 65 % до 80 % белка в конечном продукте. Остальное приходится на лактозу, минеральные вещества, влагу. Это значит, что доля жиров составляет от 0 % до 2 %. Концентрация сывороточных белков методом ультрафильтрации позволяет добиться значительного улучшения их влагосвязывающей способности, что имеет большую ценность в технологическом плане [137].

Сухое молоко также может служить источником полноценного белка. Кроме того, сухое молоко богато рядом таких биогенных элементов, как

кальций, фосфор и калий, содержание которых в 100 г продукта достигает, соответственно, 100 %, 98,8 % и 48 % от нормы суточной физиологической потребности.

51

Цель работы заключалась в создании белкового продукта для спортсменов и людей с повышенной физической активностью на основе мясного и молочного сырья благодаря увеличению содержания белков животного происхождения и понижению содержанию жира. Пищевая ценность основного сырья представлена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Макронутриентный состав молочного сырья

Наименование сырья Массовая доля, %
жир белок углеводы
Филе куриной грудки 1,9 23,6 0,4
КСБУФ-80 7,0 80,0 7,0
Шпик боковой 95,0 1,0
Мука льняная 10,0 36,0 9,0
Молоко сухое 1,5 34,0 47,0

Исследования проводили в модельных системах методом диспергирования. Рецептурные ингредиенты: филе куриной грудки (вареная), КСБУФ-80, молоко сухое, муку льняную, шпик боковой помещали в измельчитель механического типа в соответствии с рецептурами, как указано в таблице 4.2. При определении количества бокового шпика (5-7 кг на 100 кг несоленого сырья) и сухого молока (3 кг на 100 кг несоленого сырья) ориентировались на действующие в мясной отрасли рецептуры. В разрабатываемой рецептуре варьировали массовую долю КСБУФ-80, шпика бокового и муки льняной. Измельчение проводили при скорости вращения мешалки 24 000 об/мин.

Таблица 4.2 – Варианты рецептуры

Номер Сырье, кг на 100 кг несоленого сырья

Филе куриной грудки Молоко Мука

Шпик
образца

(вареная)

КСБУФ-80 сухое льняная боковой
1 35 23 3 7 7
2 35 25 3 5 7
3 35 27 3 2 7
4 35 29 3 2 5

Для получения однородной консистенции и предотвращения комкования КСБУФ-80 проводили его гидратацию при нескольких температурных режимах. Минимальная температура добавляемой для гидратации воды составляла 30 оС, максимальная – 55 оС, шаг дифференцирования – 5 оС.

52

В интервале 30-35 оС белковый концентрат медленно набухал,

комковался, консистенция была не однородная. При температуре выше 45 оС и после добавления льняной муки, консистенция становилась слизистой. Это можно объяснить выделением слизистых веществ из водорастворимой фракции волокон льна. Поэтому для гидратации КСБУФ-80 принята температура 40-45 оС.

После получения однородной консистенции, массу фасовали в колбасную оболочку и подвергали тепловой обработке. Для этого батончики с продуктом отваривали при температуре 80-85 оС до достижения температуры в центре батона 72 оС и охлаждали. Экспертизу образцов проводили органолептически. Повторность экспериментов трехкратная.

При описании потребительских показателей образцов продукта использовали положения ГОСТ 9959-2015 «Мясо и мясные продукты. Общие условия проведения органолептической оценки» и 5-балльную шкалу с учетом значимости органолептических показателей. При этом наименее значимый для органолептической оценки показатель имел коэффициент весомости (К) равный единице, наиболее значимый – четыре. По мнению экспертов коэффициенты весомости были распределены следующим образом: К=1 для внешнего вида, К=2 для консистенции, К=3 для вида и цвета продукта на разрезе и К=4 для запаха и вкуса продукта.

Термины, рекомендуемые для характеристики вкуса и запаха, консистенции, вида и цвета продукта на разрезе, а также для рецептурного состава продукта приведены в Приложении Б.

Итоговую оценку уровня качества продукта формировали с учетом коэффициента весомости каждого органолептического показателя в баллах и вычисляли по формуле:

Qкачества= ∑(Кi∙Бi)/10

где Qкачества – итоговая органолептическая оценка, балл

Кi – коэффициент весомости органолептического показателя; Бi – оценка показателя, балл;

10 – общая сумма числовых значений коэффициентов весомости органолептических показателей.

Показатели качества разрезанного продукта определяли в очередности, рекомендуемой стандартом [23].

53

Перед проведением оценки продукт освобождали от потребительской

упаковки, оболочки и клипсов, с помощью острого ножа нарезали тонкими ломтиками перпендикулярно к поверхности продукта, таким образом, чтобы обеспечить рассмотрение вида и рисунка продукта на разрезе. Цвет, вид и рисунок на разрезе, структуру и распределение ингредиентов оценивали визуально на только что сделанных поперечном и продольном разрезах продукции.

Запах (аромат), вкус и сочность выявляли опробованием ломтика продукта. При этом определяли специфический запах (аромат) и вкус (степень выраженности соленого, кислого, сладкого, горького вкуса и т.д.); отсутствие или наличие постороннего запаха и/или привкуса, послевкусие.

Консистенцию продукта определяли надавливанием, разрезанием, разжевыванием, размазыванием. При этом устанавливали плотность, рыхлость, нежность, жесткость, крошливость, упругость, однородность массы или мажущуюся консистенцию.

Органолептическую оценку вида и цвета на разрезе, рецептурного состава продукта проводили по 5-балльной шкале с учетом возможных несоответствий, приведенных Приложении Б [23].

Установлено, что полученный продукт по консистенции отличался от традиционного паштета. По этому же показателю его нельзя отнести к категории вареных колбасных изделий. Аналогов проектируемому изделию в ассортименте мясных и мясосодержащих продуктов на сегодняшний день нет.

По результатам органолептической оценки в образцах 1 и 2 с массовой долей муки льняной 7 и 5 %, соответственно, отсутствовал характерный мясной вкус. Образец 4 с максимальным количеством КСБУФ-80 имел горьковатый вкус, что вовсе не приемлемо. Все образцы имели суховатую консистенцию и слишком бледный цвет, а образец 1 с наибольшим содержанием льняной муки приобрел нетипичный для мясосодержащего продукта оттенок. Цвет продукта объясняется компонентами рецептуры и отсутствием в ней нитрита натрия и красителей.

Уровень качества исследуемых образцов продукта мясосодержащего белкового функционального назначения для спортсменов представлен в таблице 4.3. Более высокие баллы по результатам органолептической оценки получили образцы продукта, содержащие КСБУФ-80 и муку льняную в количестве 27 кг и 2 кг на 100 кг несоленого сырья, соответственно.

Таблица 4.3 – Уровень качества образцов мясосодержащего продукта

Номер Оценка продукта по 5-балльной шкале
разрезе вкус оценка
1 9 16 8 3,30
2 12 16 8 3,60
3 12 20 20 4,52
4 9 16 6 3,10

образца

Вид и цвет на

Запах (аромат) и

Консистенция Общая

54

На основании данного этапа работы сформировали рецептурный состав продукта, основную массу сырья которого составляет филе куриной грудки. Полученная рецептура продукта мясосодержащего белкового функционального назначения для спортсменов приведена в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Рецептура продукта мясосодержащего белкового функционального назначения для спортсменов

Наименование сырья и материалов Норма
Сырье, кг на 100 кг несоленого сырья
Филе куриной грудки (вареная) 35,0
Шпик боковой 7,0
Концентрат сывороточных белков (КСБ-УФ-80) 27,0
Молоко сухое 3,0
Мука льняная 2,0
Вода, бульон 26,0
Пряности и материалы, кг на 100 кг несоленого сырья
Соль поваренная пищевая 1,4
Лук репчатый свежий 6,0

Введение в рецептуру КСБ и сухого молока позволило значительно повысить содержание белка в сравнении с жиром при невысокой калорийности продукта.

4.1.2 Выбор и обоснование способа производства продукта мясосодержащего белкового функционального назначения для спортсменов

По итогам исследований, описанных в разделе 4.1.1, для производства продукта мясосодержащего белкового функционального назначения

предлагается традиционная технология изготовления паштетов в соответствии со схемой, представленной на рисунке 4.1.

55

Входной контроль сырья и компонентов
Филе куриной грудки В соответствии с ГОСТ 31962-2013
Шпик боковой В соответствии с ГОСТ Р 55485-2013
Молоко сухое В соответствии с ГОСТ Р 55485-2013
КСБ-УФ-80 В соответствии с ТУ 9229-008-86526272-2014
Мука льняная В соответствии с ТУ 10.61.20-001-38744625-2016
Соль поваренная пищевая В соответствии с ГОСТ Р 51574
Лук репчатый свежий В соответствии с ГОСТ 1723 или по действующей

документации

Технологический процесс Параметры и показатели
Размораживание сырья Т =14±20°С до +4ºС в толще сырья
Разделка, обвалка, жиловка При Т= от 10 до 12°С
Столы для разделки, ножи
Варка мясного сырья При Т=90-95°С
Котел варочный
Подготовка компонентов рецептуры

(просеивание), очистка, мойка и измельчение репчатого лука

Mксб, Mльняной муки, Мсоли, Мсухого молока

по рецептуре

Диаметр отверстий решетки d=2-3 мм

Просеиватель, волчек
Измельчение охлажденного мясного сырья Диаметр отверстий решетки d=2-3 мм
Волчек
Приготовление фарша Т = от 40 до 60°С

Масса компонентов по рецептуре

Куттер вакуумный
Наполнение оболочек фаршем Диаметр оболочки 5 см, длина батона не более 25 см
Шприц вакуумный
Термическая обработка Подсушка при Т= 80-85°С

Варка при Т= 80-85°С до Т=72ºС внутри батона

Термокамера
Охлаждение Т= до 12-14 °С внутри батона
Термокамера
Доохлаждение Т= до 6°С внутри батона
Камера для охлаждения

Рисунок 4.1 – Схема оборудования для реализации технологического процесса производства продукта мясосодержащего белкового

функционального назначения для спортсменов

В качестве мясного сырья необходимо использовать филе куриной грудки в соответствии с требованиями ТР ТС 021 и ГОСТ 31962-2013 ГОСТ 31962-2013 «Мясо кур (тушки кур, цыплят, цыплят-бройлеров и их части). Технические условия». Куриную грудку следует предварительно отваривать при температуре 90-95 оС от 1,5 до 3,5 часов в закрытом котле. Полученный бульон надлежит использовать в дальнейшем для приготовления фарша в куттере.

56

Перед составлением фарша льняную муку, сухое молоко и КСБУФ-80 для удаления посторонних примесей необходимо пропускать через магнитный сепаратор, а затем просеивать через сито. Лук репчатый необходимо очистить, вымыть в холодной воде и затем измельчить на волчке.

Мясное сырье после отваривания следует охладить и измельчить на волчке с диаметром отверстий решетки от 2 до 3 мм.

Для приготовления фарша целесообразно использовать куттер. Порядок закладки компонентов при куттеровании рекомендуется следующий: филе куриной грудки и 1/3 бульона необходимо куттеровать до равномерного измельчения. Затем к полученной массе следует добавить гидратированный в воде при 40-45 оС КСБУФ-80, соль и 1/3 бульона, сухое молоко, льняную муку, лук, специи и оставшуюся часть бульона. Подготовленную таким образом смесь куттерируют до гомогенной массы. Полученным однородным фаршем наполняют полиамидную искусственную оболочку. Готовые батончики следует направить на термическую обработку.

Термическую обработку целесообразно проводить в термокамере: подсушку – при температуре 80-85 °С в течение 20-30 минут, варку – при температуре 80-85 °С до достижения в центре батона 72°С, охлаждение после

варки рекомендуется проводить под холодным душем в течение 15-20 минут. Затем продукт необходимо доохлаить в камере при температуре от 0 до +6 °С до температуры внутри батона не ниже 0 °С и не выше +6 °С.

4.2 Создание продукта повышенной пищевой плотности и соблюдением макронутриентного баланса для питания спортсменов на основе молочного и немолочного сырья

По существующему в современной нутрициологии представлению об оптимальном соотношении макронутриентов в рационе, между белками, жирами и углеводами (Б:Ж:У) в энергетическом выражении должно соблюдаться соотношение 12-14:30:56-58 [75]. В пересчете на массу макронутриентов эта зависимость выражается простой формулой Б:Ж:У равном 1:1:4. Такие теоретические расчеты достаточно сложно реализовать на практике, в

реальной жизни, что связано с разнообразием рационов питания и многокомпонентностью их составляющих. В связи с чем, по мнению зарубежных и отечественных специалистов питания, в рационе населения имеются существенные сдвиги в балансе макро- и микронутриентов, приводящие в конечном итоге к ряду алиментарно-зависимых заболеваний.

57

Продукты, содержащие основные пищевые вещества в требуемом физиологией соотношении, особенно актуальны не только для спортсменов, но и для лиц, чья профессиональная деятельность связана с длительными переездами, проживанием в «полевых» условиях, а также для любых граждан, оказавшихся в чрезвычайных ситуациях и пр.

4.2.1 Изучение закономерностей формирования рецептуры продукта сбалансированного макронутриентного состава из сырья молочного и немолочного происхождения

Проведенный ранее анализ пищевой ценности показал, что ни один из классических молочных продуктов не соответствует описанному соотношению белков, липидов и углеводов [64, 67]. В питьевых молочных и кисломолочных продуктах, таких как молоко, сливки, кефир, ряженка и др. недостаточное содержание углеводов. К тому же в цельном молоке и других жидких молочных продуктах слишком высокое содержание воды и низкая плотность питательных веществ, чтобы самостоятельно восполнять потребность в макронутриентах на несколько часов. Многие питьевые йогурты содержат углеводные добавки в виде вкусовых наполнителей, но нужному соотношению белков, липидов и углеводов значения не придается. В разных видах сметаны липидный компонент является преобладающим, поэтому соотношение между макронутриентами смещено в сторону жира. Традиционные виды творога богаты белком, а доля липидов и углеводов гораздо ниже. Не удовлетворяют требованиям формулы и творожные продукты, в которые углеводные наполнители вносятся для придания определенного вкуса.

Таким образом, при разработке рецептуры продукта с высокой плотностью пищевых веществ и сбалансированным макронутриентным составом важно подобрать молочные и немолочные ингредиенты, являющиеся полноценными носителями жира, белка и углеводов. Одновременно они должны хорошо комбинироваться друг с другом, обеспечивая получение приятного по вкусу и запаху продукта, имеющего однородную пластичную консистенцию.

Состав использованного молочного сырья приведен в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Макронутриентный состав молочного сырья

58

Вид сырья Массовая доля, %
Влага сухие вещества жир белок углеводы
Молоко 89,0±1,5 11,0±1,5 2,5±0,1 3,00±0,05 4,7±0,5
Сливки 59,0±1,6 41,0±1,2 35,0±0,1 2,50±0,05 3,0±0,5
СОМ 5,0±1,1 95,0±1,5 1,5±0,1 32,0±0,06 52,6±0,5

Первоначально смоделированы теоретические варианты продукта с заданным соотношением Ж:Б:У (таблица 4.6) и сделан прогноз их свойств.

Таблица 4.6 Пищевая ценность теоретических смесей продукта сбалансированного состава

Массовые доли, % Энергетическая

ценность, ккал/100 г

влага сухие

вещества

белок жир углеводы
94 6 1 1 4 39
88 12 2 2 8 58
82 18 3 3 12 87
76 24 4 4 16 116
70 30 5 5 20 145
64 36 6 6 24 174
58 42 7 7 28 203
52 48 8 8 32 232
46 54 9 9 36 261
40 60 10 10 40 290
34 66 11 11 44 319
28 72 12 12 48 348
22 78 13 13 52 377

Как видно из таблицы 4.6, каждое увеличение массовой доли белка и жира на 1 %, и, соответственно, углеводов на 4 % повышает общее содержание сухих веществ на 6 %. В результате, при относительно невысоком содержании жира от 8 % до 9 % соотношение влаги и сухих веществ в продукте становится примерно равным. Следовательно, консистенция продукта значительно

изменяется от слабовязкой в смесях с массовой долей сухих веществ от 6 % до 24 % до пастообразной в последующих вариантах, что потребует серьезной отработки параметров технологического процесса. Например, смесь с массовой долей сухих веществ 24 % можно классифицировать как классический молочный напиток или коктейль. При содержании белка и жира по 6 %, а – углеводов 24 % состав смеси близок к жирным кисломолочным продуктам типа йогурта. При дальнейшем увеличении содержания макронутриентов до 54 % сухих веществ, включительно, по консистенции такие продукты будут похожи на плотный сливочный йогурт. Модельные смеси с содержанием жира и белка в диапазоне более 7 %, но менее 12 % соответствуют требованиям эмульсионного продукта. Консистенция продуктов с массовой долей сухих веществ более 60 %, вероятно, будет напоминать сливочную пасту или спред, в то время как по составу их следует отнести к маложирным сливочным продуктам. Судя по содержанию влаги в предполагаемых смесях, все они относятся к продуктам с высокой и, возможно, промежуточной влажностью, что, несомненно, следует учитывать при прогнозировании развития микробиологических процессов в продукте и установлении сроков хранения.

59

Анализ состава и свойств прогнозируемых моделей показывает, что при определенном соотношении белков, липидов и углеводов возникнет противоречие, когда продукт не может содержать исключительно молочные компоненты. Уже при содержании Б:Ж:У равном 3:3:12 вероятна кристаллизация лактозы в продукте, поскольку общая растворимость лактозы зависит от температуры и составляет 11,9 г/100г Н2О при 0 оС и 15,0 г/100г Н2О при 10 оС [100]. Как известно, именно в этом интервале находятся температуры хранения молочных продуктов. Следовательно, при более высоком, чем в данном примере, содержании сухих веществ и уменьшении массовой доли влаги в продукте углеводный компонент придется сочетать из молочного и не молочного.

В тех рецептурах, где содержание углеводов приближается к отметке

50 % или превышает, достижение такого количества углеводов затруднительно с учетом состава и свойств используемого сырья. Повышенное содержание углеводов в продуктах такого состава реально обеспечить комбинированием разных видов моно-, ди- и полисахаридов. Источником нативных низкомолекулярных углеводов могут служить фруктово-ягодные сиропы. Гипотетически можно ожидать, что увеличение содержания моно- и дисахаридов может придать продукту излишне выраженный сладкий вкус, а значительная кислотность сиропа может привести к коагуляции белкового компонента молочно-жировой основы при

ее термомеханической обработке. С другой стороны, необоснованно высокая концентрация полисахаридов неизбежно приведет к чрезмерной вязкости, что затруднит обработку продукта в аппаратах имеющихся конструкций.

60

По энергетической ценности предлагаемые смеси, указанные в таблице 4.27, представляют собой весь набор молочных продуктов: от низкокалорийных до высококалорийных. Это принципиально важно с учетом того, что энергозатраты и потребности в пищевых веществах у спортсменов различных специализаций отличаются. Как свидетельствует практика, устойчивая тенденция последних десятилетий к разработке низкокалорийных продуктов не улучшила медицинские показатели среди спортсменов и населения в целом. Число людей с избыточной массой тела и страдающих алиментарно-зависимыми заболеваниями постоянно увеличивается [31, 117]. Снижение калорийности продуктов актуально, если в сумме она превышает энергозатраты организма, а сбалансированное поступление макро- и микронутриентов необходимо при любых физических нагрузках.

В соответствии с рекомендациями НКП ЕК, продукт сбалансированного макронутриентного состава в большей степени соответствует категории А (продукты питания богатые углеводами), для которых характерна значительная плотность пищевых веществ и повышенная энергетическая ценность от 380 ккал/100 г до 450 ккал/100 г. В связи с этим принято решение разрабатывать продукт с массовой долей белка и жира не менее, чем по 7 %, который, предположительно, будет представлять собой эмульсию первого типа.

Поскольку в молоке присутствуют только низкомолекулярные углеводы, а в большинстве специализированных пищевых продуктов для спортсменов предпочтительно комбинирование углеводов разной длины цепи, в разработке рецептуры и технологии продукта, сбалансированного по содержанию белков, липидов и углеводов, изучены закономерности сочетания молочного сырья, низкомолекулярных углеводов фруктово-ягодного происхождения и одного из наиболее распространенных пищевых полисахаридов – крахмала.

С учетом изложенного в диапазоне средней и повышенной калорийности составляли модельные смеси продукта, в составе которого в качестве белковой добавки использовали сухое обезжиренное молоко (СОМ), в качестве жиросодержащих компонентов – молоко с массовой долей жира 2,5

% и сливки 35,0 % жирности, в качестве углеводных добавок – сиропы брусничный и сироп шиповника с витамином С. Как источник высокомолекулярных усваиваемых углеводов использовали кукурузный фосфатный и картофельный крахмалы с массовой долей СВ 97,0 %.

Количество сиропа по массе в модельных смесях составляло от 22,9 % до 26,8

%, а крахмала – от 3,5 % до 8,4 %, как показано в таблице 4.7.

Таблица 4.7 – Общее содержание сухих веществ и соотношение компонентов в опытных образцах модельных смесей

Массовая доля сухих веществ, % Соотношение Б:Ж:У Соотношение сироп/крахмал
абсолютное относительное
45,0 7,5:7,5:30,0 15,3/8,7 6,5
49,9 8,3:8,3:33,3 19,5/8,0 4,5
55,2 9,2:9,2:36,8 22,4/8,1 5,1
60,0 10,0:10,0:40,0 25,0/8,4 3,0
64,8 10,8:10,8:43,2 25,4/10,2 2,5
70,1 11,7:11,7:46,7 17,1/17,5 1,0

Полученные модельные смеси после термообработки и охлаждения оценивали органолептически по пятибалльной шкале. В результате установили некоторые закономерности (рисунок 4.2).

word image 853 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.2 – Зависимость органолептических показателей от соотношения углеводного компонента в продукте

Установлено, что при соотношении сироп/крахмал менее 3,0 образцы имели несвязную, грубую, крошливую и песчанистую консистенцию, что не приемлемо для молочных составных пастообразных продуктов. Также в этих образцах ощущался крахмальный привкус. В образцах с превышением доли сиропа над содержанием крахмала более трех раз консистенция была подобна сметане, становилась жидкой и менее вязкой, что не характерно для

сливочных паст. К тому же установлено, что при соотношении сиропа и крахмала равном 15,3/8,7 и низкой доле жира 7,5 % в продукте не было ощущения сливочного вкуса. Кроме того, брусничный сироп давал нехарактерный сероватый оттенок продукту и, зачастую, – некоторую горчинку во вкусе.

62

По совокупности характеристик «вкус» и «консистенция» наибольшую оценку получили образцы с соотношением Б:Ж:У равным 10,0:10,0:40,0, в которых содержание сиропа составляло 25,0 %, а крахмала – 8,4 %. Данное соотношение основных компонентов принято за базовое и корректировалось по виду крахмала (кукурузный и картофельный). При подготовке образцов дополнительно вносили стабилизатор на основе гуаровой и ксантановой камедей в количестве 0,15 % и, как регулятор кислотности, лимонную кислоту в количестве 0,3 %. Эмульгирование компонентов достигали при высоких частотах (от 300 до 1500 об/мин) и температуре (90±2) ºС. Длительность обработки образцов, а также показатели вкуса, запаха и консистенции полученных продуктов приведены в таблице 4.8.

Таблица 4.8 – Влияние отдельных ингредиентов и продолжительности термомеханической обработки на органолептические характеристики полученных продуктов

Особенности

состава продукта

Длительность

выработки, мин

Характеристика
вкуса и запаха консистенции
Без стабилизатора

С кукурузным крахмалом

10,5 Сладкий с легкой кислинкой, привкус крахмала не ощущается, вкус сиропа не достаточно выражен Пастообразная,

слегка липкая

Без стабилизатора

С картофельным крахмалом

10,5 Пастообразная
Со стабилизатором

С кукурузным крахмалом

7,5 Песчанистая,

крошливая, грубая, вязкая

Со стабилизатором

С картофельным крахмалом

7,5 Пастообразная,

поверхность блестящая

Цвет продукта был светло-кремовым однородным. Вкус сиропа по- прежнему не идентифицировался, но в целом он был приятным и гармоничным. Недостаточную выраженность вкуса фруктово-ягодного

наполнителя, несмотря на сравнительно большое его содержание, можно объяснить тем, что все гидроколлоиды, и крахмал в том числе, уменьшают вкусовые ощущения [115]. В сочетании с кукурузным крахмалом и длительной обработкой была получена крошливая и грубая консистенция с высокой вязкостью и липкостью, что является неприемлемым. При обработке продолжительностью 7,5 мин, независимо от вида крахмала, получен пастообразный продукт, характеризующийся умеренными вязкостными свойствами. Наиболее приемлемой консистенцией отличались образцы с картофельным крахмалом. Они имели пастообразную консистенцию и глянцевую поверхность, хорошо намазывались. Отмеченное наличие легкой мучнистости, в них возможно устранить снижением доли крахмала до (8,5±0,5) % и отработкой технологического режима производства. В связи с этим соотношение между белками, жирами и углеводами 1:1:4. формировали при базовом содержании влаги 55 % и сухих веществ – 45 % по рецептурам, представленным в таблице 4.9.

63

Таблица 4.9 – Макрокомпонентный и рецептурный состав смесей с повышенным содержанием сиропа

Наименование сырья Масса, кг, по рецептуре
контроль опыт 1 опыт 2 опыт 3
СОМ м.д.с.в. 95 % 27,4 27,0 27,2 27,1
Сливки м.д.ж. 35 % 28,2 26,4 26,7 26,6
Молоко м.д.ж. 2,5 % 12,1 13,2 11,2 10,8
Крахмал м.д.СВ 97 % 10,0 8,4 5,5 4,5
Сироп м.д.у. 65 % 22,3 25,0 29,4 31,0
Итого 100,0 100,0 100,0 100,0

Дополнительно вносили стабилизатор и лимонную кислоту в количестве, соответственно, 0,15 % и 0,3 %. Результаты сенсорной оценки приведены в таблице 4.10. Цвет всех образцов был кремовым с не интенсивно выраженным оттенком сиропа. Снижение доли крахмала в рецептурах и увеличение доли сиропа привело к закономерному и желаемому усилению выраженности его привкуса в готовом продукте. При пониженном содержании крахмала мучнистости в свежевыработанных опытных образцах продукта не наблюдали, но она появилась в процессе их холодильного хранения. В связи с этим сделано предположение, что формирование мучнистости при хранении продукта, может быть обусловлено не только взаимодействиями

полисахаридов с белками, но и повышенным содержанием лактозы, основным источником которой является СОМ.

64

Таблица 4.10 – Органолептические показатели опытных образцов

Соотношение компонентов Б:Ж:У Характеристика органолептических показателей
Вкус и запах Консистенция
10,0:10,0:40,0

(контроль)

Насыщенный умеренно сладкий, с приятной кислинкой. Вкус сиропа невыраженный Подобна сгущенному молоку, слегка мучнистая. В процессе хранения при температуре (3±2) оС переросла в выраженную мучнистую и песчанистую с формированием крупных кристаллов
10,0:10,0:40,0

(опыт 1)

Насыщенный сладкий, с приятной кислинкой. Вкус сиропа невыраженный Подобна сгущенному молоку, слегка мучнистая. В процессе хранения при температуре (3±2) оС переросла в выраженную мучнистую
10,0:10,0:40,0

(опыт 2)

Выраженный

сладкий, с приятной кислинкой.

Подобна сгущенному молоку. В

процессе хранения при температуре (3±2) оС переросла в мучнистую.

10,0:10,0:40,0

(опыт 3)

Насыщенный

излишне сладкий, приторный с наличием кислинки.

Подобна сгущенному молоку. В

процессе хранения при температуре (3±2) оС переросла в мучнистую

Известно, что растворимость лактозы существенно ниже, чем сахарозы. Так при температуре 70-80 оС концентрация насыщенного раствора лактозы составляет от 44 % до 51 % (против 90 % для раствора сахарозы). При снижении температуры до 20 оС растворимость лактозы уменьшается и составляет только 16 %. С учетом того, что количество влаги в модельных смесях составляло 40 %, а доля внесенного СОМ – около 27 %, просчитано количество содержащейся лактозы. Эта величина соответствует примерно 14

%, что по отношению к содержащемуся количеству воды представляет достаточно концентрированный раствор с массовой долей лактозы 28,6 %. При температуре термообработки (более 80 оС) вся содержащаяся в продукте лактоза находится в растворимом состоянии. Однако при охлаждении образца до комнатной температуры растворимость лактозы снижается. В результате даже в свежевыработанных опытных образцах только часть молочного сахара

остается в фазе истинного раствора, а остальная часть образует мельчайшие кристаллы, которые в свежем продукте практически не ощущаются, но через 5-7 суток холодильного хранения, по мере роста кристаллов, они становятся ощутимы и создают сначала легкую, а затем и выраженную мучнистость. Причем рост кристаллов сначала наблюдается на поверхности продукта, появляясь в виде налета, а затем они обнаруживаются во всей массе продукта.

65

В контрольных образцах, вследствие относительно повышенного содержания крахмала, дополнительно связывающего воду и снижающего количество свободной влаги, кристаллизация лактозы проходила более интенсивно, чем в опытных образцах. Через 21 сутки, к концу предполагаемого срока годности кристаллы наблюдались визуально и распределялись по всему объему продукта. С учетом данных, полученных в этой серии опытов, сделано предположение, что снижение роста кристаллов можно добиться за счет увеличения количества влаги в продукте, минимизации количества стабилизатора, частично связывающего свободную влагу, а также частичной корректировкой соотношения углеводных компонентов.

При проведении корректировки рецептуры изменением соотношения между влагой и сухими веществами в продукте готовили модельные смеси с базовым соотношением Б:Ж:У, но с увеличением содержания влаги от 41,2 до 54,3 % и уменьшением доли сухих веществ от 55,8 до 45,7 % (таблица 4.11).

Таблица 4.11 – Состав смесей при корректировке рецептуры продукта за счет изменения соотношения между влагой и сухими веществами

Наименование сырья Масса, кг, по рецептуре
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5
СОМ с массовой

долей сухих веществ 95 %

23,4 21,6 19,8 17,7 16,1
Сливки с массовой

долей жира 35 %

23,2 21,6 19,8 18,0 16,3
Молоко с массовой

долей жира 2,5 %

21,5 26,8 32,5 38,0 43,4
Крахмал с массовой

долей сухих веществ 97 %

4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
Сироп с массовой

долей углеводов 65 %

27,9 26,0 23,9 22,3 20,2

Продолжение таблицы 4.11

66

Наименование сырья Масса, кг, по рецептуре
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5
Итого 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
Соотношение

влага: сухие вещества

46,0/54,0 49,0/51,0 52,0/48,0 55,0/45,0 58,0/42,0
Соотношение

Б:Ж:У

9:9:36 8,5:8,5:34 8:8:32 7,5:7,5:30 7:7:28
Расчетные 12,3 11,4 10,4 9,3 8,5
значения:
– массовая доля
лактозы в продукте,
%
– массовая доля
лактозы в водной
фазе продукта, % 23,0 20,4 17,7 15,4 13,5

Массовая доля стабилизатора составляла 0,15 %, лимонной кислоты – 0,3 %. Результаты органолептической оценки модельных смесей приведены в таблице 4.12.

Цвет образцов был одинаковым: кремовый с не интенсивно выраженным оттенком сиропа. С уменьшением концентрации лактозы в водной фазе продукта до 15,4 и 13,5 % при массовой доле сухих веществ 45,0 и 42,0 %, соответственно, кристаллизации лактозы в процессе хранения не наблюдалось. При содержании влаги 58 % консистенция продукта была недостаточно плотной, что может впоследствии стать причиной его быстрой порчи. С учетом данных, полученных в этой серии опытов, установлено, что наиболее приемлемой рецептурой с точки зрения предупреждения мучнистости является рецептура, которая обеспечивает получение продукта с содержанием влаги 55 % и сухих веществ 45 %.

Физико-механические показатели опытных образцов 1 (со стабилизатором) и 2 (без стабилизатора), выработанных при таком соотношении между влагой и сухими веществами, и контроля с массовой долей сухих веществ 60 % исследованы с помощью реогониометра Вайсенберга при температуре от 20 оС до 22 оС, что позволяет описать поведение продукта при температуре потребления. Данные реологических исследований представлены на рисунке 4.3 и в таблице 4.13.

Таблица 4.12 – Органолептические показатели смесей после корректировки рецептуры продукта за счет изменения соотношения между влагой и сухими веществами

67

Влага: Сухие вещества Б:Ж:У Характеристика органолептических показателей
Вкус и запах Консистенция
46,0:54,0 9,0:9,0:3 Сливочный, Подобна сгущенному молоку.
6,0 излишне сладкий, с В процессе хранения при
приятной температуре (3±2) оС
кислинкой. Вкус появилась легкая
сиропа выражен мучнистость
51,0:48,0 8,5:8,5:3 Насыщенный Подобна сгущенному молоку.
4,0 сладкий, с В процессе хранения при
приятной температуре (3±2) оС
кислинкой. Вкус появилась легкая
сиропа выражен мучнистость.
52,0:48,0 8,0:8,0:3

2,0

Насыщенный сладкий, с Подобна сгущенному молоку. Умеренно плотная. В
приятной процессе кратковременного
кислинкой. Вкус хранения при температуре
сиропа выражен (3±2) оС мучнистость не
выявлена. При длительном
хранении появился налет на
поверхности продукта.
55,0:45,0 7,5:7,5:3

0,0

Насыщенный

умеренно сладкий с приятной кислинкой. Вкус сиропа недостаточно выражен

Подобна сгущенному молоку.

Умеренно плотная. В процессе хранения при температуре

(3±2) оС мучнистость не

выявлена.

58,0:42,0 7,0:7,0:2 Насыщенный Подобна сгущенному молоку.
8,0 умеренно сладкий Менее плотная, по сравнению
с приятной с другими образцами, слегка
кислинкой. Вкус вязкая. В процессе хранения
сиропа при температуре (3±2) оС
недостаточно мучнистость не выявлена.
выражен

68

word image 854 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.3 – Показатели вязкости образцов при относительной погрешности измерений 5 %

Таблица 4.13 – Физико-механические показатели образцов

Соотношение компонентов в продукте Комплексный модуль сдвига (G*), Па Модуль упругости (G`), Па Модуль потерь (G“), Па Тангенс угла потерь (tg δ)
контроль 10,0:10,0:40,0 1458,3 1335,9 584,6 2,3
опыт 1

7,5:7,5:30,0

1210,8 1100,2 505,6 2,2
опыт 2

7,5:7,5:30,0

805,4 741,3 314,7 2,4

Установлено, что основные физико-механические характеристики продукта связаны с соотношением между влагой и сухими веществами в нем. Из данных таблицы 4.38 видно, что более выраженными вязкоупругими свойствами обладал контрольный образец, выработанный при соотношении между белком, липидным и углеводным компонентами, равном 10,0:10,0:40,0, что обусловлено его составом. Более высокие показатели вязкости в данном образце, как видно на рисунке 4.21, – результат повышенного содержания сухих веществ и белка. Опытные образцы 1 и 2 отличались большей мягкостью и пластичностью, характеризовались меньшей выраженностью упругих свойств.

Количественно соотношение вязких и упругих свойств характеризует тангенс угла потерь (tg δ). Все реальные вязкоупругие тела по этому параметру располагаются между идеально упругим телом, tg δ которого равен 0, и идеально вязким телом, tg δ которого равен 90 о. Чем ближе tg δ к 0, тем в большей степени в продукте проявляются упругие свойства. Если tg δ = 1,0, то

это значит, что энергия, затраченная не преодоление сил упругости структурированного матрикса, равна энергии, затрачиваемой на диссипацию (преодоление) сил трения и/или разрыв связей между элементами структуры матрикса. Следовательно, если tg δ больше 1,0, то в образце преобладают вязкостные свойства, если меньше – упругие.

69

Результаты показали, преобладание вязкостных свойств над упругими во всех образцах, то есть продукты являлись типичными представителями паст, которые, с одной стороны, характеризуются формоустойчивостью, а с другой, обладают способностью хорошо намазываться. Такие продукты могут использоваться как для непосредственного употребления, так и для приготовления бутербродов.

4.2.2 Обоснование параметров технологического процесса производства продукта сбалансированного состава с высоким содержанием сухих веществ на основе молочного и немолочного сырья

В разработке рецептуры и технологии продукта с оптимальным соотношением макронутриентов, равном 1:1:4, между белками, липидами и углеводами, соответственно, исходили из условия исключительного использования только молочного белка и жира коровьего молока. Углеводный компонент продукта формировался из сырья молочного и растительного происхождения. При разработке рецептуры исследования велись в направлениях изучения сочетания различного исходного сырья, изменения соотношения между массовыми долями влаги и сухих веществ в продукте и варьирования соотношения между низкомолекулярными и высокомолекулярными углеводами в базовой рецептуре.

Как видно из описанных в разделе 4.5 свойств модельных смесей, оптимальный уточненный базовый состав продукта характеризовался в сравнении со сливками обычного состава умеренным содержанием жира (7,5- 8,0 %) при достаточно высоком содержании белка (7,5-10,8 %) и углеводов (28,2-30,0 %). Для нормализации состава продукта по влаге и сухим веществам, получению требуемого соотношения между белками, липидами и углеводами в качестве молочно-белковой добавки использовано сухое обезжиренное молоко (СОМ), в качестве углеводной добавки – сиропы плодовые и ягодные и крахмалы. Для регулирования активной кислотности допускается использовать лимонную кислоту, а при необходимости регулирования консистенции – стабилизаторы, в состав которых входят разрешенные к применению пищевые добавки. Допускается производить пасту с добавлением

витаминов и натуральных ароматизаторов. Содержание указанных ингредиентов не должно превышать норм [265], приведенных в таблице 4.14.

70

Таблица 4.14 – Пищевые добавки и их количества в рецептуре продукта с оптимальным соотношением макронутриентов

Наименование пищевой добавки Массовая доля, % (мг/кг)
Стабилизатор От 0,1 (1000) до 0,5 (5000)
Лимонная кислота От 0,2 (2000) до 0,4 (4000)
Ароматизаторы натуральные Не более 0,1 (1000)
Витамины:
– А; Не более 0,001 (10)
– Д; Не более 0,000005 (0,05)
– Е; Не более 0,02 (200)
– С Не более 0,002 (20)

Оптимальное соотношение в разрабатываемом продукте белкового, липидного и углеводного компонентов, равное 7,5:7,5:30,0, формировали по рецептурам 1 и 2, приведенным в таблице 4.15, и сравнивали с контрольным образцом, отличающимся повышенным содержанием сухих веществ по сравнению с опытными.

Таблица 4.15 – Рецептурный состав смесей

Наименование сырья Масса в вариантах, кг, по рецептуре
Контроль Образец 1 Образец 2
СОМ с массовой долей сухих

веществ 95 %

27,0 17,7 17,7
Сливки с массовой долей жира 35 % 26,4 30,0 30,0
Молоко с массовой долей жира 2,5 % 13,2 25,8 25,8
Крахмал с массовой долей сухих

веществ 97 %

8,4 4,0 4,0
Сироп с массовой долей углеводов 65 % 25,0 22,2 22,2
Лимонная кислота 0,3 0,2 0,2
Стабилизатор 0,1
Итого 100,0 100,0 100,0
Соотношение Ж:Б:У 10,0:10,0:40,0 7,5:7,5:30,0 7,5:7,5:30,0

Базовый состав смеси предопределяет выбор такой технологической схемы, которая способна обеспечить формирование эмульсионной структуры с минимально необходимыми энергетическими затратами, обеспечивающими одновременно получение качественного и безопасного продукта.

71

Схема технологического процесса, представлена на рисунке 4.4.

Сухие ингредиенты следует предварительно просеивать и смешивать между собой для равномерного распределения в продукте.

Плодово-ягодные сиропы при необходимости следует фильтровать при температуре 18-22 ºС. Сироп, в случае излишней вязкости, предварительно подогревают до (40-45) ºС. Лимонную кислоту, используемую в качестве регулятора кислотности, предварительно растворяют в подготовленном к использованию плодово-ягодном сиропе. При использовании витаминов и натуральных ароматизаторов их подготовку осуществляют с учетом рекомендаций изготовителей.

Рекомендуемые виды оборудования для термообработки – охладитель пластинчатый, пластинчатая пастеризационно-охладительная установка, трубчатый пастеризатор, для получения сливок – сепаратор- сливкоотделитель, для резервирования молока и промежуточного накопления сливок и побочного молочного сырья необходим ряд емкостей. Наиболее пригодным для термомеханической обработки продукта данного состава является котел типа «Штефан», обеспечивающий косвенный нагрев обрабатываемой смеси и его одновременную механическую обработку.

При его использовании целесообразно применять следующий порядок закладки компонентов:

  • в котел поместить необходимое по рецептуре количество жидких компонентов – молока и сливок и внести сухие ингредиенты;
  • закрыть крышку, включить режим механической обработки 300 об/мин при одновременном нагреве промежуточного продукта до 45 ºС;
  • по достижении требуемой температуры убедиться в однородности смеси и продолжить ее обработку при 1500 об/мин с нагревом до 85 ºС;
  • по достижении требуемой температуры внести сироп с предварительно

растворенной в нем лимонной кислотой и продолжить интенсивную обработку с нагревом продукта до 90 ºС;

  • проверить консистенцию продукта (она должна быть вязкой и однородной, без наличия отдельных комочков нерастворившейся молочно-углеводной дисперсии);
  • произвести выгрузку полученного продукта в подготовленную промежуточную емкость, с помощью которой продукт подать на фасование.

72

Входной контроль
Молоко сырое В соответствии с ГОСТ Р 52054-2003 или ГОСТ

31449-2013

Сливки-сырье В соответствии с ГОСТ 34355-2017
Молоко обезжиренное-сырье В соответствии с ГОСТ 31658-2012
Пахта сладко-сливочного масла В соответствии с ГОСТ 34354-2017
Молоко сухое обезжиренное В соответствии с ГОСТ 33629-2015
Концентраты сывороточных белков В соответствии с ГОСТ Р 53436-2009
Сиропы плодовые и ягодные В соответствии с ГОСТ 28499-2014
Крахмал

Стабилизаторы, ароматизаторы, витамины,

В соответствии с действующими нормативными и
регуляторы кислотности техническими документами
Упаковочные материалы и упаковка
Технологический процесс Параметры и показатели
Приемка и первичнаяобработка молока Т = (6±2) ºС
Центробежный насос, фильтр,

охладитель, резервуар

Сепарирование молока и получение

сливок

Т = (35-40) ºС; Ж = (20-35) %
Сепаратор-сливкоотделитель
Пастеризация сливок Т = (92-95) ºС – летом; (95-98) ºС- зимой. Допускается (103-108) °С
Пастеризатор
Подготовка компонентов нормализации

состава продукта

Т = (20±2) °С
Весы

Просеиватель для сухих компонентов

Составление нормализованной смеси и ее

термомеханическая обработка Внесение сливок и СОМ

Внесение плодово-ягодного сиропа и

регулятора кислотности

В = 55,0 % (не более)

Т = (40-45) ºС, τ = 3-5мин; ώ = 300 об/мин Т = (90±2) ºС, τ = 5-7 мин; ώ = 1500 об/мин

Аппарат для термомеханической

обработки смеси

Внесение витаминов и ароматизаторов

(в случае их использования)

Т = 65 ºС

После подохлаждения продукта τ =3-5 мин; ώ=300 об/мин

Аппарат для термомеханической

обработки смеси

Фасование и упаковывание продукта Т = (11-18,5) ºС
Автомат для фасования продукта
Охлаждение и хранение продукта Т = (3±2) ºС
Холодильная камера

Рисунок 4.4 – Технологический процесс производства продукта сбалансированного макронутриентного состава

Фасование следует проводить в жесткую тару с герметичной запайкой. Продукт после фасования необходимо оставить на 1 ч в фасовочном цехе для постепенного остывания, а затем поместить в камеру холодильного хранения.

73

Компактность данного оборудования обеспечивает возможность выработки продукта в небольших объемах и с минимальными потерями. Консистенция получаемого продукта характеризуется как гомогенная и пастообразная.

Для выработки продукта могут также применяться скребковые теплообменники. Однако, в этом случае обязательна их доукомплектация емкостями для составления смеси, диспергатором для ее эмульгирования, насосом и трубопроводами, обеспечивающими подачу смеси в теплообменник. Такая схема может быть применима только при больших объемах выработки продукта. В противном случае существенно увеличивается расход сырья и потери продукта.

4.3 Создание углеводно-белкового десерта гелевой структуры на основе концентрата творожной сыворотки

По запросам на сайтах спортивного питания белково-углеводные и углеводно-белковые продукты являются самыми востребованными у целевой аудитории [46, 70, 86]. Эти продукты актуальны для всех видов спорта, в разные периоды спортивного макроцикла и на разных этапах тренировочного процесса. Несмотря на большой перечень товаров такого рода, имеющихся в продаже, многие продукты имеют недостатки ингредиентного состава, что сказывается на пищевой и энергетической ценности продукта. В частности, распространенным недостатком продуктов белково-углеводного профиля является наличие в их составе биологически неполноценных белков. Многие продукты этой группы товаров выпускаются в виде сухих смесей, которые следует растворять в воде, молоке или соке – на усмотрение потребителя. При этом необходимо учитывать, что и молоко, и соки – это пищевые продукты со своим набором питательных веществ, минеральных элементов и витаминов. Следовательно, разработка белково-углеводного продукта, готового к употреблению, содержащего биологически полноценные белки и легко усваиваемые углеводы молочного происхождения, представляется актуальной.

4.4 Подбор ингредиентов рецептуры методом сенсорного анализа

74

Гель является удобным потребительским решением спортивного продукта, который готов к употреблению без предварительной кулинарной подготовки. В качестве основы геля впервые предложено использовать НФ- концентрат.

Для получения НФ-концентрата использовали сыворотку с титруемой кислотностью (68±2) оТ и рН (4,65±0,05), полученную от производства творога на непрерывно-поточной линии. Сыворотку подвергали обработке при постоянной скорости до давления 27 бар на пилотной нанофильтрационной установке, оснащенной полимерной мембраной с молекулярной массой отсечки

300 Да. Полученные результаты исследования физико-химических показателей НФ-концентрата представлены в таблице 4.16.

Таблица 4.16 – Результаты физико-химических исследований исходной сыворотки и НФ-концентрата

Показатель Творожная сыворотка НФ-концентрат творожной сыворотки
Массовая доля жира, % 0,05±0,02 0,17±0,02
Массовая доля белка, % 0,46±0,04 2,02±0,04
Массовая доля лактозы, % 4,10±0,02 14,00±0,08
Массовая доля сухих веществ, % 5,72±0,04 18,00±1,00
Титруемая кислотность, °Т 68,00±2,00 164,00±1,00
Активная кислотность, рН 4,65±0,05 4,40±0,40
Содержание кальция, мг/100 г 53,94±2,00 227,81±2,00
Плотность, кг/м³ 1023,70±1,00 1090,00±1,00
Поверхностное натяжение, Н·м–1 (52,00±2,00)·10–3 (52,99±2,00)·10–3
Вязкость, Па·с (1,55±0,01)·10–3 (2,22±0,01)·10–3

Из таблицы 4.16 видно, что основной составной частью сухих веществ молочной сыворотки является лактоза. Массовая доля лактозы в НФ- концентрате по сравнению с исходной сывороткой увеличилась в 4,5 раза, с 4,1 % до 14 %. Усвояемость молочного сахара составляет от 98,0 % до 99,7 %, а медленное ее расщепление в пищеварительном канале способствует нормализации и поддержанию жизнедеятельности полезной микрофлоры в кишечнике человека. В конечном итоге это способствует предупреждению развития гнилостных процессов и детоксикации организма.

Биологическая ценность молочной сыворотки обусловлена также содержанием сывороточных белков. Установлено, что при нанофильтрации сыворотки до массовой доли сухих веществ 18 % массовая доля белка

концентрировалась с 0,46 % до 2,0 %. Это наиболее ценные белки молока с полным набором незаменимых аминокислот. Таким образом, НФ-концентрат целесообразно использовать в качестве молочной основы для производства углеводно-белковых продуктов.

75

Выявлено, что в НФ-концентрате сыворотки при повышении титруемой кислотности почти в 2,5 раза рН изменяется на 0,25 единицы, но на органолептические показатели это не оказало влияния.

Следствием увеличения массовой доли сухих веществ стало изменение показателя вязкости, влияющего на консистенцию и устойчивость дисперсной системы, что следует учитывать в дальнейшем процессе переработки НФ- концентрата, формировании стабильной структуры продукта, определении сроков его годности и пр.

Показатели поверхностного натяжения сыворотки при нанофильтрации изменилось незначительно, в пределах допустимой погрешности метода определения.

Результаты исследования степени удаления минеральных солей из творожной сыворотки при нанофильтрации показали, что деминерализация сыворотки происходит в основном за счет удаления одновалентных ионов Na+ и K+. Для многовалентных ионов значения деминерализации намного ниже. К таким элементам относится кальций.

Кальций является важнейшим биогенным макроэлементом в организме человека. В костной ткани содержится около 98 % всего кальция, имеющегося в организме; второе место по содержанию этого иона занимают мышцы. Концентрация кальция в крови является жестко детерминированной константой при норме 2,3-2,8 ммоль/л. Вне костной системы этот элемент играет исключительно важную роль. Он входит в состав многочисленных кальцийсодержащих соединений: белков, ферментов, витаминов, гормонов, комплексов с аминокислотами и др.

К основным функциям кальция в организме относятся: регуляция нервной и нервно-мышечной проводимости; регуляция работы сердечно- сосудистой системы; деятельности антистрессорных механизмов; обеспечение функционирования сенсорных систем; регуляция выработки ряда ферментов и гормонов; формирование костей, дентина и эмали зубов; регуляция состояния покровных тканей; участие в выведении из организма токсинов, тяжелых металлов, радиоактивных элементов; коагуляция крови, обеспечение эффективности функционирования иммунной системы; оказывает противовоспалительное, противоаллергическое действие; и др. [75].

Наиболее важным источником кальция в питании человека являются молоко и молочные продукты, которые обеспечивают 70-80% потребления

кальция, что обусловлено не только его высоким содержанием в этих продуктах, но и хорошей биодоступностью [100, 115].

76

Исследованием НФ-концентрата установлено значительное повышение

содержания Са – до (227,81±2,00) мг/100 г по сравнению с исходной сывороткой (53,94±2,00) мг/100 г. Полученные результаты позволяют позиционировать данный вид сырья в качестве дополнительного источника кальция. В 100 граммах НФ-концентрата содержится более 20 % от суточной нормы физиологической потребности в данном веществе. Анализ полученных результатов и показателей, представленных в таблице 3, показал, что наиболее значимыми в плане пищевой ценности полученного НФ-концентрата являются кальций, белок и лактоза.

На основании полученных данных в соответствии с требованиями, предъявляемыми к пищевым продуктам при маркировке, [102], рассчитана энергетическая ценность НФ-концентрата (таблица 4.17).

Таблица 4.17 – Пищевая и энергетическая ценность НФ-концентрата

Наименование продукта Содержание в 100 г Энергетическая

ценность (калорийность), кДж/ккал

белка жира углеводов
НФ-концентрат 2,0 0,2 14,0 280,0/65,0

Результаты теоретических и экспериментальных исследований состава и физико-химических свойств НФ-концентрата творожной сыворотки дают основание предположить, что данное молочное сырье целесообразно использовать в составе специализированных продуктов питания для повышения качества и пищевой ценности производимого продукта и придания функциональной направленности, в частности, по содержанию полноценных сывороточных белков и кальция.

Применение НФ-концентратов в производстве традиционных молочных продуктов и в качестве основы для разработки новых пищевых продуктов обеспечивает целевое использование молочного сырья в замкнутом технологическом цикле, что также решает экологические проблемы, возникающие в связи с утилизацией молочной сыворотки.

В качестве вкусо-ароматических наполнителей использованы ингредиенты немолочного происхождения – ягодные сиропы с сахарозой и фруктозой «Клюква», «Брусника», «Шиповник» и «Шиповник и черная

смородина», «Облепиха», «Черника», «Малина». Состав сиропов и органолептические показатели представлены в таблице 4.18.

77

Таблица 4.18 – Макронутриенты и органолептические показатели сиропов

Показатели Значения
Массовая доля влаги, % 26,5±0,5
Массовая доля СВ, % 74,5±0,5
Массовая доля углеводов, % 65,0±0,1
Калорийность/Энергетическая ценность,

ккал/кДж

256/1105
Органолептическая характеристика Чистый, сладкий, характерный

для данного продукта вкус и запах

Для придания продукту гелевой структуры в качестве загущающего агента использовали каррагинаны, получаемые из морских водорослей. Эти гидроколлоиды имеют линейную форму молекулы, но отличаются положением и числом замещающих сульфогрупп. Технологические свойства каррагинанов зависят от пищевой основы, температурных и других режимов обработки.

Для оценки вырабатываемых образцов методом сенсорного анализа разработана условная балльная шкала, представленная в таблице 4.19.

Для получения продукта, с присущей гелю консистенцией, в качестве стабилизирующей добавки использованы κ- и ι-каррагинаны, растворимые в горячем молоке, но нерастворимые в холодном молоке. Поскольку технологическая обработка молочного сырья предполагает температурный нагрев, что существенно в случае использования некрахмальных полисахаридов (НПС), изучена возможность использования данных гидроколлоидов для загущения НФ-концентрата.

Для установления рационального количества гидроколлоида в рецептуре, опираясь на данные других авторов, проведена серия опытов с различной концентрацией κ- и ι-каррагинана. Интервал варьирования добавки некрахмальных полисахаридов составил от 1 % до 3 %. Наполнители растворяли в НФ-концентрате при комнатной температуре и непрерывном помешивании и пастеризовали при (90±2) оС в течение 5 минут. Далее образцы охлаждали, выдерживали при температуре (4±2) оС в течение 10 суток и анализировали сенсорным методом.

Таблица 4.19 – Шкала органолептической оценки углеводно-белкового десерта гелевой структуры на основе НФ-концентрата

78

Оценка показателя Характеристика Оценка,

баллы

Вкус и запах
Отличный Сладкий, со свойственным вкусом и ароматом

фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов

5,0-4,1
Хороший Сладкий, слегка кисловатый со слабо

выраженным вкусом и запахом сыворотки, со свойственным вкусом и ароматом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов

4,0-3,1
Удовлетворительный Сладкий, кисловатый, с выраженными вкусом

и запахом сыворотки, со свойственным вкусом и ароматом фруктового компонента, без посторонних привкусов и запахов

3,0-2,1
Неудовлетворительный Кисло-сладкий, с выраженными вкусом и

запахом сыворотки, с недостаточно выраженным вкусом и ароматом фруктового компонента или с посторонними привкусами и запахам

менее 2,0
Цвет и консистенция
Отличный Однородная непрозрачная дисперсия с

оттенком используемого фруктового компонента, без комочков и признаков синерезиса

5,0-4,1
Хороший Непрозрачная дисперсия с оттенком

используемого фруктового компонента, без признаков синерезиса, слегка гранулированная

4,0-3,1
Удовлетворительный Однородная непрозрачная дисперсия с

оттенком используемого фруктового компонента, без признаков синерезиса с незначительным числом комочков

3,0-2,1
Неудовлетворительный Однородная непрозрачная дисперсия с

оттенком используемого фруктового компонента, со значительным числом комочков и признаками синерезиса

менее 2,0

Результаты оценки органолептических показателей с использованием разработанной условной балльной шкалы представлены в таблице 4.20.

79

Таблица 4.20 Влияние каррагинана на органолептические показатели НФ- концентрата творожной сыворотки

Массовая доля

к-каррагинана,

%

Органолептические показатели, балл Общая
вкус цвет консистенция
κ-каррагинан
1 5 5 5 15
2 4 5 3 12
3 3 5 2 10
ι-каррагинан
1 2 5 3 10
2 1 5 5 11
3 1 5 5 11

Установлено, что данные гидроколлоиды не влияют на цвет образцов, следовательно, оценка за данный показатель во всех случаях максимальна. Образцы с хорошим, чистым, кисломолочным вкусом и желеобразной вязкой консистенцией получали максимальную оценку. Все образцы с использованием ι-каррагинана обладали неприятным привкусом водорослей, поэтому несмотря на полученную заданным показателям консистенцию продукта, от данного стабилизатора было решено отказаться. В образцах, содержащих κ-каррагинан, по мере увеличения его массовой доли, уменьшалась выраженность кисломолочного вкуса. В результате установлено, что лучшие органолептические показатели имели образцы с добавкой κ-каррагинана в количестве 1 %.

Нивелировать привкус гидроколлоида возможно усилением сладости продукта. В связи с этим по такой же схеме определяли интервал внесения сахарозы в НФ-концентрат с шагом 5 %. В результате установлено, что добавленный сахар не уменьшает кисломолочный вкус, но и не устраняет привкус водорослей, вызываемый ι-каррагинаном.

Для увеличения содержания сухих веществ в продукте, что способствует лучшему загущению и гелеобразованию, а также с целью повышения пищевой плотности и биологической ценности молочной основы использован КСБУФ-80, отечественного производства. Данный концентрат отличается

высоким аминокислотным скором, антиоксидантной активностью, легкой усвояемостью и высоким содержанием кальция (500-600 мг/100г). Как показали опыты, количество вносимого КСБУФ80 оказывает влияние на органолептические показатели НФ-концентрата. Результаты органолептической оценки смесей НФ-концентрата и КСБ-УФ80 представлены на рисунке 4.5.

80

При массовой доле КСБ-УФ80 5 % образцы НФ-концентрата имели максимальную оценку, поскольку отличались чистым не интенсивным кисломолочным вкусом, не имели белкового осадка. С увеличением содержания КСБ оценка за органолептические показатели незначительно снижалась: при массовой доле КСБУФ-80 10 % – из-за меньшей выраженности кисломолочного вкуса и появления мутности в образцах, при массовой доле КСБ-УФ80 15 % кроме этого идентифицировали привкус сухого молока и повышение мутности смесей.

word image 855 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.5Влияние массовой доли КСБ-УФ80 на органолептические показатели НФ-концентрата

Указанные недостатки вкуса возможно устранить путем внесения фруктово-ягодных сиропов, которые также служат источником немолочных углеводов. Как известно, в спортивных продуктах приветствуется сочетание углеводов разной природы, что способствует лучшему восстановлению углеводных запасов при мышечной нагрузке [124, 127, 128, 133, 134, 136, 140]. Результаты органолептической оценки образцов сиропов с НФ-концентратом представлены в таблице 4.21.

Таблица 4.21 Результаты органолептической оценки образцов НФ- концентрата с сиропами

81

Сироп Массовая

доля сиропа, %

Вкус и запах Цвет
1 2 3 4
Клюква 5 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Изменения цвета не

наблюдается

10 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата, с умеренно сладким привкусом сиропа

Наблюдается цвет,

не характерный для данного наполнителя

15 Выраженный вкус и запах Более выраженный
НФ-концентрата, излишне сладкий вкус сиропа оттенок сиропа с серым оттенком
20 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата, излишне сладкий вкус сиропа

Неприятный серый

оттенок продукта

Брусника 5 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Изменения цвета не

наблюдается

10 Выраженный вкус и запах НФ-концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется, щиплющий вкус брусники

Наблюдается изменение цвета, не характерного для данного наполнителя
15 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата, излишне сладкий вкус сиропа с одновременной горчинкой

Более выраженный

оттенок сиропа с серым оттенком

20 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата, излишне сладкий вкус сиропа с одновременной горчинкой

Неприятный серый

оттенок продукта

Продолжение таблицы 4.21

82

1 2 3 4
Шиповник 5 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Светло-коричневый,

карамельный, равномерный по всей массе

10 Выраженный сывороточный, творожный, умеренно сладкий с кисловатым привкусом Светло-коричневый, карамельный, равномерный по всей массе
15 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата, излишне сладкий вкус сиропа

Цвет, характерный

наполнителю

20 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата, излишне сладкий вкус сиропа

Цвет, характерный

наполнителю

Шиповник

и черная смородина

5 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата. Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Изменения цвета не

наблюдается

Шиповник и черная смородина 10 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата, с умеренно сладкий привкусом сиропа

Более интенсивный

цвет НФ- концентрата со светло-коричневым оттенком

15 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата, излишне сладкий вкус сиропа

Светло-коричневый,

карамельный, равномерный по всей массе

20 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата, излишне сладкий вкус сиропа

Более выраженный

карамельный, равномерный по всей массе

Облепиха 5 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Изменения цвета не

наблюдается

10 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Интенсивно желто-

зеленый,

Продолжение таблицы 4.21

83

1 2 3 4
Облепиха Вкус и запах сиропа не

идентифицируется

равномерный по

всей массе

15 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется, сладкий вкус сиропа

Желто-оранжевый
20 Выраженный вкус и запах НФ- концентрата, излишне сладкий вкус сиропа Цвет, характерный наполнителю
Черника 5 Выраженный вкус и запах НФ- концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Изменения цвета не наблюдается
10 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Наблюдается

изменение цвета, не характерного для данного наполнителя

15 Вкус и запах НФ-концентрата

не выражен, .

Вкус и запах сиропа не идентифицируется, сладкий

Более выраженный

оттенок сиропа с серым оттенком

20 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата, излишне сладкий вкус сиропа

Неприятный серый

оттенок продукта

Малина 5 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется

Изменения цвета не

наблюдается

10 Выраженный вкус и запах НФ-

концентрата.

Вкус и запах сиропа не идентифицируется,

щиплющий вкус брусники

Наблюдается

изменение цвета, не характерного НФ- концентрата

Продолжение таблицы 4.21

84

1 2 3 4
Малина 15 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата, излишне сладкий вкус сиропа с одновременной горчинкой

Розовый оттенок

сиропа

20 Выраженный вкус и запах

НФ-концентрата, излишне сладкий вкус сиропа с одновременной горчинкой

Более выраженный

розовый оттенок сиропа

Из данных таблицы 4.21 видно, что при массовой доле всех сиропов 5 % их вкус и запах не идентифицируются, а преобладает выраженный вкус НФ- концентрата. Также очевидно, что внесение 15 % и 20 % сиропов сопровождается излишне сладким вкусом. Кроме этого, при такой концентрации сиропов «Клюква» и «Брусника», «Черника» появляется неприятный серый оттенок продукта, не свойственный НФ-концентрату. По совокупности таких показателей, как вкус, запах и цвет, наиболее приемлемые изменения наблюдались при использовании сиропов «Шиповник» и

«Шиповник и черная смородина». На основании этих результатов в дальнейшей разработке рецептуры углеводно-белкового десерта гелевой структуры на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией, использован сироп «Шиповник».

4.5 Оптимизация ингредиентного состава методом математического моделирования

В соответствии с целями создания продукта был разработан план эксперимента, в ходе которого было определено три фактора: массовая доля сиропа (х1), массовая доля сахара в составе геля (х2) и массовая доля пищевого волокна (х3), которые непосредственно оказывают влияние на органолептические, физико-химические и микробиологические свойства продукта. В ходе анализа матрицы рангов выходных параметров были отобраны y1 органолептические показатели (общий балл) и y2 органолептические показатели (цвет). Матрица рангов выходных параметров представлена в таблице 4.22.

Для выходных параметров были получены следующие полные уравнения регрессии:

𝑌�1 = 17,9 − 0,125𝑥𝑥1 − 0,5𝑥𝑥2 + 0,25𝑥𝑥3 − 0,125𝑥𝑥2𝑥𝑥3 + 0,125𝑥𝑥1𝑥𝑥2𝑥𝑥3

𝑌�2 = 3,875 − 0,625𝑥𝑥1 − 0,125𝑥𝑥2 − 0,125𝑥𝑥1𝑥𝑥2

85

В процессе проверки значимости коэффициентов регрессии уравнения

приняли следующий вид:

𝑌�1 = 17,9 − 0,5𝑥𝑥2

𝑌�2 = 3,875 − 0,625𝑥𝑥1

Таблица 4.22 − Матрица рангов выходных параметров

Выходной параметр Дегустатор Суммы рангов j-го показателя (ΣGij) весовой коэффициент (gj)
1 2 3 4 5
Органолептические

показатели (общий балл)

6 6 5 6 5 28 0,27
Органолептические показатели (цвет) 4 5 6 5 6 26 0,25
Титруемая

кислотность

1 1 2 3 1 8 0,08
Микробиологические

показатели

5 4 3 4 4 20 0,19
Активная

кислотность

2 3 1 1 2 9 0,09
Реологические характеристики 3 2 4 2 3 14 0,13
Σ = 105 1

При вычислении значений параметров оптимизации коэффициент Фишера в первом и во втором случае оказался ниже табличного значения – 0,988<19,3 и 0,73<19,3 соответственно. Это говорит об адекватности моделей. В итоге планирования эксперимента было выяснено, что наибольшее влияние на общие органолептические показатели оказывает количество сахара, несколько меньшее – количество волокна, наименьшее – количество сиропа. На выходной параметр «Органолептические показатели (цвет)» наибольшее влияние оказывает количество вносимого сиропа.

Таким образом, на основании выполненных исследований по проектированию рецептуры белково-углеводного геля для питания спортсменов впервые предложено использовать в качестве основы НФ- концентрат творожной сыворотки и выбраны следующие технологические и функциональные ингредиенты:

  • в качестве загустителя и стабилизатора – κ-каррагинан в количестве 1 %;
  • источник белков животного происхождения – КСБ-УФ80 в количестве от 5 % до 15 %;

86

  • источник немолочных углеводов и ингредиент для улучшения и

усиления вкуса продукта – сиропы «Шиповник» и «Шиповник и черная смородина» в количестве не более 10 %.

4.6 Технологические решения в производстве углеводно-белкового десерта гелевой структуры на основе НФ-концентрата

На этапе выбора ингредиентов для рецептуры углеводно-белкового десерта гелевой структуры на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией, установлен верхний допустимый уровень κ- каррагинана – 1 %. Поскольку, во-первых, данный загуститель имеет немолочное происхождение, во-вторых, может влиять на увеличение стоимости продукта, исследована возможность уменьшения его количества в составе разрабатываемого продукта.

Для уточнения количества гидроколлоида в рецептуре необходимые компоненты растворяли в НФ-концентрате при комнатной температуре и непрерывном помешивании и пастеризовали при (90±2) оС в течение 5 минут. Образцы с необходимым содержанием компонентов вырабатывали по рецептуре, представленной в таблице 4.23. Массовую долю κ-каррагинана в основе варьировали от 0,1 % до 1,0 % с шагом 0,1 %. Свежевыработанные образцы охлаждали до температуры (4±2) оС и выдерживали в этих условиях в течение 20 суток.

Таблица 4.23 – Рецептурный состав смесей с разным содержанием κ-каррагинана

Наименование

сырья по рецептуре

Состав сырья, % Закладка на 100 кг

нормализованной смеси, кг

В СВ Ж Б У
НФ-концентрат 82 18 1,9 13,0 80
КСБУФ-80 6,1 94,1 10,0 80,0 4,1 5
Сироп 26,5 74,5 65,0 15

Вкус и запах свежевыработанных образцов и по окончании предполагаемого срока годностихарактеризовался как выраженный сывороточный, без посторонних привкусов и запахов, со вкусом и ароматом вносимой фруктово-ягодной добавки, в меру сладкий. Однако консистенция

опытных вариантов геля описывалась по-разному в зависимости от содержания κ-каррагинана в основе. Результаты представлены в таблице 4.24.

87

Таблица 4.24 – Органолептическая оценка консистенции образцов углеводно- белкового десерта гелевой структуры на основе НФ-концентрата

Массовая доля κ- каррагинана в основе, % Консистенция образцов геля на основе НФ-концентрата
Свежевыработанные на конец срока годности
0,1 Однородная, вязкая,

гелеобразная, без отделения дисперсионной среды

Не связная, с отделением дисперсионной среды
0,2 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Не интенсивно связная, жидковатая с отделением дисперсионной среды
0,3 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Не интенсивно связная, жидковатая с отделением дисперсионной среды
0,4 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Напоминает детское фруктовое пюре, не интенсивно связная, жидковатая с отделением дисперсионной среды
0,5 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды
0,6 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Чрезмерно вязкая, густая, без отделения дисперсионной среды
0,7 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Чрезмерно вязкая, густая, пастообразная без отделения дисперсионной среды
0,8 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Чрезмерно плотная, густая, пастообразная без отделения дисперсионной среды

Продолжение таблицы 4.24

88

Массовая доля κ- каррагинана в основе, % Консистенция образцов геля на основе НФ-концентрата
свежевыработанные на конец срока годности
0,9 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Чрезмерно плотная, густая, пастообразная без отделения дисперсионной среды
1,0 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Чрезмерно плотная, густая, пастообразная без отделения дисперсионной среды

При массовой доле κ-каррагинана в основе от 0,1 % до 0,4 %, включительно, консистенция образцов характеризовалась как однородная, не интенсивно вязкая. С увеличением массовой доли κ-каррагинана в основе от 0,5 % до 1,0 % вязкость образцов повышалась и структура становилась гелеобразной. Во всех свежих вариантах отделения дисперсионной среды не наблюдалось.

На конец предполагаемого срока годности в образцах с массовой долей κ-каррагинана в основе от 0,1 % до 0,4 %, включительно, наблюдалось нарушение структуры с отделением дисперсионной среды, что недопустимо для пищевого геля. При массовой доле κ-каррагинана в основе более 0,5 % структура геля после холодильного хранения становилась чрезмерно густой и вязкой в случае содержания 0,6 % κ-каррагинана в основе. При большем содержании данного гидоколлоида консистенция была признана пастообразной. Следовательно, для обеспечения желаемой гелевой структуры продукта достаточно 0,5 % κ-каррагинана.

Для формирования углеводной составляющей продукта рассмотрена возможность использования сахарозы в составе геля, поскольку, как было выяснено в разделе 4.3.1, внесение сиропов оказывает значительное влияние на такую потребительскую характеристику, как цвет продукта. Рецептурный состав смесей формировали по закладке, представленной в таблице 4.25.

В этой серии опытов выяснено, что с увеличением массовой доли сиропа снижается вязкость продукта, оцениваемая органолептически. Результаты органолептической оценки представлены в таблице 4.26.

Таблица 4.25 – Рецептурный состав смесей для геля на основе НФ- концентрата

89

Наименование сырья по рецептуре Варианты закладки на 1000 кг нормализованной

смеси, кг

1 2 3
НФ-концентрат 80 80 80
КСБ-УФ80 5 5 5
Сироп «Шиповник» 5 10 15
Сахар 10 5
κ-каррагинан 0,5 0,5 0,5

Таблица 4.26 – Консистенция опытных образцов с разным содержанием сиропа

Массовая доля сиропа в основе, % Консистенция образцов геля на основе НФ-концентрата
Свежевыработанные на конец срока годности
5 Однородная, вязкая,

гелеобразная, без отделения дисперсионной среды

Однородная, вязкая,

гелеобразная, без отделения дисперсионной среды

10 Однородная, вязкая,

гелеобразная, без отделения дисперсионной среды

Однородная, вязкая,

гелеобразная, без отделения дисперсионной среды

15 Однородная, вязкая, гелеобразная, без отделения дисперсионной среды Не интенсивно связная, жидковатая с отделением дисперсионной среды

Максимальную оценку получали образцы с хорошим, чистым, кисломолочным вкусом, на конец предполагаемого срока хранения которых сохранялась желеобразная вязкая консистенция. Как следует из таблицы 4.26, при массовой доле сиропа 15 % по окончании хранения структура продукта становилась менее связной и утрачивала гелеобразную консистенцию.

Эта зависимость подтверждена при использовании ротационного визкозиметра. На рисунке 4.6 представлены кривые вязкости образцов с разным содержанием сиропа и массовой долей κ-каррагинана 0,5 % в основе.

word image 856 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.6 – Зависимость эффективной вязкости геля от массовой доли сиропа в рецептуре: 5 %, 10 % и 15 %

Таким образом, математическое моделирование ингредиентного состава, органолептическая экспертиза и реологические исследования позволили установить оптимальное соотношение рецептурных компонентов для геля на основе НФ-концентрата, представленное в таблице 4.27.

Таблица 4.27 – Соотношение рецептурных ингредиентов для геля на основе НФ-концентрата

Наименование показателя Норма, г
НФ-концентрат молочной сыворотки 79,5
КСБ-УФ-80 5,0
Фруктово-ягодный сироп 10,0
Сахар 5,0
κ-каррагинан 0,5
Итого: 100,0

Продукт целесообразно вырабатывать по схеме 4.7, представленной на рисунке 4.7, с использованием резервуара для термомеханической обработки.

При осуществлении технологического процесса сухой КСБУФ-80 и κ- каррагинан необходимо вносить при непрерывном помешивании в подготовленную основу из НФ-концентрата и фруктово-ягодного сиропа при температуре (24±1) ºС.

Технологический процесс Параметры и показатели
Приемка
Концентрат молочной сыворотки по документации изготовителя
Концентрат сывороточный белковый
КСБУФ-80) массовой долей белка 80%; – по ТУ ВУ 100377914.550-2008;
Каррагинан Е; – по ТУ 9369-003-0116021713-2007;
Сироп шиповника; – по ТУ 9185-001-34840326-2014;
Сахар. – по ГОСТ 33222-2015.

Охлаждение, промежуточное хранение концентрата молочной сыворотки Охладитель и резервуар

Тохл= (4±2) ºС

Подогрев концентрата Т = (20±2) ºС Резервуар с мешалкой и рубашкой

Растворение каррагинана Т = (20±2) ºС Резервуар с мешалкой и рубашкой

Внесение КСБ-80, сиропа шиповника, сахара, смешивание, составление смеси Т = (20±2) ºС
Резервуар с мешалкой и рубашкой
Пастеризация смеси Тпаст= (92±2) ºС, τвыд= 10-15 мин
Пастеризационно-охладительная установка

Охлаждение смеси Тохл= (20±2) ºС Пастеризационно-охладительная

установка, резервуар

Τ = не более 12 ч

91

Розлив, упаковка, маркировка Мнетто, г = 250 (500)

Фасовочный автомат

Доохлаждение продукта До температуры (4±2) ºС

Холодильная камера

Хранение продукта При температуре от 2 ºС до 6 ºС, не более 18 часов.

Рисунок 4.7 – Схема технологического процесса производства десерта на основе концентрата молочной сыворотки для спортивного питания

При этой же температуре смесь следует оставить на 10-15 минут, периодически помешивая, для полного растворения и набухания КСБУФ-80 и

гидроколлоидов. Подготовленную смесь требуется пастеризовать в течение 5 минут при температуре (90±2) ºС, а затем охладить до (20±2) ºС и направить на фасовку.

92

Розлив продукта возможен на фасовочном автомате NIMCO в пакеты PURE-PAK объемом 0,25 л и 0,5л, что обеспечивает безопасность и сохранение потребительских свойств продукта в течение всего срока годности в соответствии с требованиями ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки». Упакованный продукт следует направить в холодильную камеру для охлаждения до температуры (4±2) °С, после чего технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

4.7 Разработка рецептуры и технологии кефирного напитка функционального назначения с гречневой мукой и какао-порошком

К числу растительных обогатителей относится гречиха, которая занимает особое место среди крупяных культур. Благодаря ряду преимуществ и высокой пищевой и биологической ценности продукты, вырабатываемые из гречихи, широко используются в общественном, детском и диетическом питании.

Биологическую ценность белка гречихи определяют незаменимые аминокислоты. Зерна гречихи отличаются наиболее высоким содержанием лизина, метионина, триптофана, треонина и условно-незаменимой аминокислоты аргинина.

В отличие от большинства злаковых культур гречка не содержит в своем составе глютена (клейковину), в связи с чем может полноценно заменять в рационе питания продукты из пшеницы, ячменя, ржи и овса людям, страдающим целиакией (заболеванием, связанным с непереносимостью глютена).

Греча превосходит зерновые культуры и по содержанию флавоноида рутина (витамина P), оказывающего противовоспалительное и бактерицидное действие, укрепляющего и повышающего эластичность стенок сосудов и артерий, уменьшающего проницаемость и ломкость капилляров. Известно о значительном усиливающем действии на организм человека аскорбиновой кислоты в присутствии рутина.

Состав гречневой муки незначительно отличается по составу от крупы и также содержит витамины группы В, витамин Е, разнообразные жирные кислоты, такие минеральные вещества, как сера, фосфор, кальций, железо, магний, кобальт, медь, цинк и фтор. Благодаря высокому содержанию селена

гречневая мука считается продуктом, имеющим свойства мощного антиоксиданта.

93

Гречневая мука содержит почти полный комплекс аминокислот, среди

которых присутствуют триптофан, аргинин, треонин, лизин, тирозин и многие другие. На 100 граммов гречневой муки приходится 12,6 г белка, 70,5 г углеводов.

Учитывая химический состав и хорошие вкусовые качества гречневой муки, целесообразно использовать ее в производстве функциональных продуктов на молочной основе, что позволит не только расширить ассортимент, повысить пищевую и биологическую ценность, но и придать продуктам функциональное назначение.

Как вкусовой наполнитель и источник минеральных элементов широко используется какао-порошок. Данный бакалейный продукт представляет собой кондитерское изделие из тонкоизмельченного, частично обезжиренного тертого какао, содержащее от 12 % до 20 % масла какао и не более 7,5% влаги. Цвет порошка коричневый с красноватым оттенком.

Какао-порошок служит хорошим источником растительных белков, содержание которых достигает 24,0 %. Ценность представляет липидный компонент какао, поскольку соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в нем примерно одинаково. Первые являются источником энергии для организма, а вторые выполняют ряд функций, обеспечивающих нормальный жировой, в том числе холестериновый, обмен.

В какао содержатся белки, жиры, клетчатка, крахмал, сахара, кислоты, провитамин А каротин, витамины Е, РР, группы В, кальций, хлор, железо, натрий, калий, фосфор, цинк, медь, фтор, магний, молибден, марганец, сера, насыщенные кислоты. Какао-порошок отличается высоким содержанием железа и может служить источником данного минерального элемента. Кофеин и другие тонизирующие вещества содержатся в какао гораздо в меньшем количестве, чем в кофе. Так, теофиллин стимулирует работу центральной нервной системы, расширяет сосуды; теобромин увеличивает работоспособность, но не вызывает при этом скачков давления. Порошок какао способен стимулировать выработку серотонина.

Из вышесказанного можно сделать вывод об актуальности и целесообразности сочетания муки гречневой, какао-порошка и молочного сырья в разработке технологии продуктов с высокими потребительскими и функциональными свойствами. Гипотетически можно предположить, что добавка муки гречневой и какао-порошка к молочному сырью повысит не только содержание белка, но и минеральных элементов.

В качестве сахарозаменителя использовали фруктозу, рекомендуемую при избыточном весе, ожирении, быстрой утомляемости и в ряде других случаев. Фруктоза слаще сахарозы в полтора раза, не имеет постороннего привкуса, применяется в рационе больных сахарным диабетом и при изготовлении детского питания. Фруктоза обладает свойством подчеркивать ароматы и образовывать новые ароматические субстанции, имеет хорошую растворимость в воде, практически не имеет побочных явлений, облегчает работу поджелудочной железы, нормализует ее способность к выработке ферментов [123].

94

4.8 Выбор дозировки функциональных пищевых ингредиентов для внесения в кефирный напиток функционального назначения с гречневой мукой и какао-порошком

В качестве основы для напитка кефирного выбрано обезжиренное молоко. Для сквашивания использовали производственную закваску на кефирных грибках из коллекции АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина. Макронутриентный состав использованного сырья представлен в таблице 4.28.

Таблица 4.28 – Макронутриенты основного сырья

Наименование ингредиента Массовые доли, %
влага белок жир углеводы
Обезжиренное молоко 91,4 3,0 0,05 4,8
Мука гречневая менее 20,0 13,6 1,2 71,9
Какао-порошок менее 7,5 24,0 15,0 10,0

При проведении эксперимента на первом этапе исследований долю гречневой муки варьировали от 1 до 5 % с шагом в 2 %. Долю фруктозы – от 1 до 3 % с шагом в 1 %. Контролем служил образец без наполнителей. Варианты исследуемых смесей представлены в таблице 4.4.1.

Муку гречневую и фруктозу вносили в обезжиренное молоко в соответствии технологической картой (таблица 4.29) при температуре (42±2) оС. Для равномерного распределения гречневой муки и предотвращения в дальнейшем отстоя гречи смесь перед пастеризацией интенсивно перемешивали с помощью миксера. Далее пастеризовали смесь при температуре (92±2) оС с выдержкой 5 мин, охлаждали до (20±2) оС.

Таблица 4.29 – Технологическая карта составления образцов

Номер Массовая доля, %
мука гречневая фруктоза
1 100
2 98 1 1
3 96 3 1
4 94 5 1
5 97 1 2
6 95 3 2
7 93 5 2
8 96 1 3
9 94 3 3
10 92 5 3

образца

обезжиренное молоко

95

Процесс сквашивания проводили руководствуясь технологией производства кефира, так как технологический процесс создания кефирного продукта отличается от традиционной технологии лишь операцией смешивания обезжиренного молока с гречневой мукой и фруктозой. Производственную закваску на кефирных грибках вносили в количестве 5 % от объема смеси. Сквашивание осуществляли до достижения сгустком кислотности 85-100 оТ. Затем образцы охлаждали до 10-12 оС и оставляли для созревания на 10-12 часов.

Готовый продукт охлаждали до (4±2) оС, выдерживали при этой

температуре в течение суток. Для определения органолептической оценки и физико-химических показателей: титруемой кислотности, вязкости, синеретическим свойств, температуру продукта повышали до 20 оС.

Результаты эксперимента показали, что внесение наполнителей не оказало существенного влияния на процесс кислотообразования (таблица 4.30). Однако внесение муки гречневой оказало значительное влияние на внешний вид, вкус и консистенцию продукта. Во всех опытных образцах наблюдался незначительный осадок наполнителя, он был довольно рыхлым, после перемешивания равномерно распределялся по всему объему продукта и при дальнейшем хранении его оседания не происходило. Этот факт свидетельствует о том, что при производстве кефира с гречневой мукой более предпочтительным является резервуарный способ производства.

Таблица 4.30 – Изменение титруемой кислотности образцов при сквашивании

96

Соотношение в

образце гречневая мука:фруктоза

Время сквашивания, ч
1 2 3 4 5 6
1:1 27±1,9 28±1,9 41±β1,9 63±1,9 72±1,9 80±1,9
3:1 27±1,9 28±1,9 41±1,9 63±1,9 73±1,9 81±1,9
5:1 28±1,9 28±1,9 42±1,9 63±1,9 72±1,9 80±1,9
1:2 29±1,9 29±1,9 43±1,9 65±1,9 74±1,9 82±1,9
3:2 29±1,9 28±1,9 43±1,9 65±1,9 74±1,9 82±1,9
5:2 29±1,9 29±1,9 44±1,9 66±1,9 76±1,9 82±1,9
1:3 30±1,9 30±1,9 45±1,9 68±1,9 78±1,9 84±1,9
3:3 30±1,9 31±1,9 45±1,9 68±1,9 79±1,9 84±1,9
5:3 31±1,9 31±1,9 45±1,9 68±1,9 79±1,9 84±1,9

Добавление гречневой муки придало продукту кремовый цвет. По мере увеличения массовой доли гречневой муки усиливался привкус данного наполнителя. В диапазоне от 1 до 3 % он был приятным, в образце с 5 % гречневой муки ощущали выраженный вкус гречи. Так же при увеличении массовой доли фруктозы вкус менялся от слегка сладковатого, до сладкого.

Характеристика консистенции продукта менялась от «однородной, жидкой» при массовой доле муки 1 % до «густая, кашеобразная» – при 5 %.

По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что при производстве кефира с гречневой мукой и фруктозой оптимальная доза муки и фруктозы не должна превышать 3 %.

Установлено, что внесение гречневой муки увеличило условную вязкость кисломолочных сгустков. На рисунке 4.8 представлены данные условной вязкости кисломолочных сгустков напитка кефирного, содержащего 2 % фруктозы. Как видно на рисунке 4.8, значение условной вязкости свежих образцов с массовой долей гречневой муки 5 % дважды превышало условную вязкость контрольного образца. Исходя из полученных данных, с целью получения продукта с наиболее высокими потребительскими свойствами предложено в состав нормализованной смеси при производстве кефира вносить гречневую муку в количестве 2-3 % и фруктозу – 2-3 %.

Хотя введение в состав продукта гречневой муки значительно повысило содержание сухих веществ и вязкость кисломолочных сгустков, в процессе хранения продукта при температуре (4±2) оС течение пяти суток, наблюдали значительное отделение сыворотки во всех образцах.

97

word image 857 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1) word image 858 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

110

72

Условная вязкость, с

55 60

0 1 3 5

Массовая доля гречневой муки, %

Рисунок 4.8 – Изменение условной вязкости кисломолочных сгустков напитка кефирного в зависимости от количества гречневой муки

Для устранения этого недостатка и придания продукту функциональных свойств продукту в рецептуре решено использовать какао-порошок, который является прекрасным источником растительного белка. Варианты нормализованной смеси разрабатывались с учетом удовлетворенности потребителя в содержании белка не менее 15 % от суточной физиологической потребности, в расчете на одну порцию продукта и представлены в таблице 4.31.

Таблица 4.31 – Варианты нормализованной смеси напитка кефирного

Номер

образца

Массовая доля, %
обезжиренное молоко гречневая мука фруктоза какао-порошок
1 91 2 2 5
2 86 2 2 10
3 81 2 2 15
4 89 3 3 5
5 84 3 3 10
6 79 3 3 15
7 90 2 3 5
8 85 2 3 10
9 80 2 3 15
10 90 3 2 5
11 85 3 2 10
12 80 3 2 15

Для органолептической оценки полученных образцов продукта была разработана 5-ти балльная шкала (таблица 4.32).

98

Таблица 4.32 – Шкала органолептической оценки напитка кефирного с гречневой мукой и какао

Показатель Характеристика Балл
Внешний вид и Однородная в меру густая жидкость Однородная не в меру густая жидкость 5

4

консистенция Удовлетворительная, не достаточно густая 3
Жидкая консистенция 2
Вкус Отличный кисломолочный вкус. В меру сладкий. С

привкусом вносимых добавок.

5
Хороший, кисломолочный вкус. Излишне сладкий. 4
Удовлетворительный, кисломолочный вкус. С

выраженным вкусом гречи.

3
Неприятный. 2
Запах Выраженный кисломолочный, с легким ароматом какао. 5
Приятный 4
Слабовыраженный 3
С посторонним, не свойственным 2
Цвет Равномерный 5
Слегка не равномерный 4
Не равномерный 3
С несвойственным оттенком 2

Результаты органолептического анализа показали, что добавление какао-порошка придало продукту характерный цвет. По мере увеличения дозы какао-порошка вкус его увеличивался, был более выраженным. При внесении 3 % гречневой муки в продукте ощущался легкий привкус гречи. В образцах с преобладанием фруктозы вкус был слишком сладким. По результатам органолептической оценки предпочтение было отдано образцам 11 и 12 с содержанием гречневой муки и фруктозы, соответственно, 3 и 2 %, а какао- порошка, соответственно, 10 и 15 %.

Таким образом, по результатам органолептического анализа наиболее приемлемыми признаны два варианта рецептуры кисломолочного продукта с гречей и какао и использованием закваски на кефирных грибках (таблица 4.33).

Таблица 4.33 – Рецептура напитка кефирного с гречей и какао (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

99

Сырье Вариант 1 Вариант 2
Обезжиренное молоко 800 750
Закваска на обезжиренном молоке 50 50
Гречневая мука 30 30
Какао-порошок 100 150
Фруктоза 20 20
Итого: 1000 1000

Окончательный вариант рецептуры напитка кефирного с гречей и какао сделан по итогам экспертной органолептической оценки, представленной в таблице 4.34.

Таблица 4.34 – Результаты органолептического анализа образцов

Показатель Образцы продукта
Вариант 1 Вариант 2
Внешний вид и консистенция 4,8±0,1 4,9±0,1
Вкус 4,0±0,2 4,8±0,2
Запах 4,5±0,2 4,9±0,1
Цвет 4,9±0,1 4,9±0,1
Итоговый средний балл 4,6±0,2 4,9±0,1

Из представленных в таблице 4.34 данных видно, что при массовой доле какао 15 % итоговый средний балл второго варианта выше, чем в образце сравнения с массовой долей какао 10 %. Также образец с большим содержанием какао-порошка имел не только более выраженный

«шоколадный» вкус, но и более густую консистенцию.

4.9 Подбор стабилизатора для кефирного напитка функционального назначения с гречневой мукой и какао-порошком

Предварительные результаты показали, что в сквашенных образцах с гречневой мукой в процессе хранения происходило расслоение сгустка. Подобный недостаток консистенции возможно устранить использованием стабилизатора.

Стабилизаторы позволяют достигать желаемых эффектов физического, химического и биологического характера и поддерживать их на протяжении заданного времени [137]. Стабилизаторы дают возможность регулировать

вязкость продуктов на разных этапах технологического процесса, что облегчает производство. Они разрешают предупреждать отстаивание сыворотки при хранении кисломолочных продуктов, благодаря повышению влагоудерживающей способности молочно-белкового сгустка. Увеличение вязкости и прочности молочно-белковых продуктов без увеличения содержимого жира, благодаря стабилизаторам дает возможность вырабатывать продукты питания сниженной калорийности.

100

Учитывая общую направленность исследований – разработку экологически чистых функциональных продуктов спортивного питания, для улучшения консистенции кефира и повышения его стойкости при хранении были исследованы натуральные стабилизаторы: хитозан, агар-агар, пектин. Варианты нормализованной смеси с использованием стабилизаторов представлены в таблице 4.35.

Таблица 4.35 – Варианты нормализованной смеси напитка кефирного

Образец Массовая доля, %
гречневая мука фруктоза какао-порошок агар-агар хитозан пектин
1 3 2 15 1,0
2 3 2 15 0,6
3 3 2 15 1,0

При выборе стабилизирующей добавки для продукта питьевого типа одним из основных критериев является способность восстановления разрушенной структуры, характеризующаяся величиной потерь эффективной вязкости при розливе сгустка, охлажденного до температуры хранения готового продукта.

Результаты реологических исследований свежевыработанных образцов представлены на рисунке 3.20 Нумерация образцов соответствует данным таблицы 4.35.

Анализ графиков на рисунке 4.9 показывает, что консистенция образцов с агар-агаром и хитозаном очень схожа с точки зрения физико-механических свойств. Линии, описывающие влияние скорости сдвига на эффективную вязкость в данных образцах напитка кефирного с гречей и какао, практически совпадают, графики имеют аналогичный изгиб и наклон.

Обработка полученных результатов позволила выявить зависимости эффективной вязкости от угловой скорости (скорости сдвига), которые представлены в таблице 4.36.

101

word image 859 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.9 – Влияние скорости сдвига на эффективную вязкость в образцах напитка кефирного с гречей и какао:

1 – агар-агар (синий), 2 – хитозан (красный), 3 – пектин (зеленый)

Таблица 4.36 – Уравнения влияния скорости сдвига на эффективную вязкость в образцах напитка кефирного функционального назначения с гречей и какао

№ образца Модель Коэффициент корреляции
1 ηэф = 5,54 · γ -0,581 0,958
2 ηэф = 8,10· γ -0,628 0,902
3 ηэф = 13,36 · γ -0,301 0,918

Анализ данных корреляционно-регрессионного анализа, представленных в таблице 4.36, подтверждает сходство структур с агар-агаром и хитозаном, о чем также свидетельствует близкое значение коэффициента темпа разрушения структуры (m≈0,6).

Анализ полученных зависимостей показывает, что стабильность консистенции повышается в ряду агар-хитозан-пектин. Образец продукта (3) с использованием в качестве стабилизатора пектина имел хорошую сопротивляемость к разрушению структуры, но был излишне вязким. Образец продукта (2) с использованием в качестве стабилизатора хитозана обладал умеренной вязкостью, но был подвержен разрушению структуры. При использовании в качестве стабилизатора агара образец (1) обладал наименьшей вязкостью и также подвержен быстрому разрушению структуры.

Кроме того, в процессе хранения в образцах с пектином и агар-агаром наблюдалось отделение сыворотки.

102

С учетом этих результатов, а также потому, что разрабатываемый

кисломолочный продукт с использованием закваски на кефирных грибках с гречей и какао позиционируется как питьевой, целесообразно в качестве стабилизатора использовать хитозан.

4.10 Выбор и обоснование способа производства напитка кефирного с гречневой мукой и какао-порошком

Для производства кисломолочного продукта с гречей и какао и использованием закваски на кефирных грибках предлагается резервуарный способ производства по схеме, представленной на рисунке 4.10.

В качестве молочной основы используется обезжиренное молоко. Обезжиренное молоко должно соответствовать требованиям ТР ТС 033 и ГОСТ 31658-2012.

Обезжиренное молоко необходимо подогреть до температуры (42±2) оС

на трубчатом подогревателе и с помощью смесителя непрерывного действия внести какао-порошок и гречневую муку.

Стабилизатор хитозан и фруктозу следует вносить в смесь

обезжиренного молока с какао и гречневой мукой при температуре (42±2) оС, далее подвергнуть интенсивному перемешиванию в течение 25-30 минут до получения однородной консистенции и направить на пастеризацию.

Смесь следует пастеризовать при температуре (92±2) °С и выдержке от 8 до 10 мин на трубчатой пастеризационно-охладительной установке.

Пастеризованную смесь требуется охладить до температуры заквашивания (20±2) °С и внести производственную закваску на кефирных грибках в количестве (4±1) % от объема смеси.

Сквашивание следует вести при температуре (20±2) оС до образования

молочного сгустка и достижения кислотности 85-100 оТ (pH 4,65-4,5).

Полученный кисломолочный сгусток необходимо перемешать и охладить до температуры (14±2) °С, а затем оставить в покое для созревания на (10±1) ч.

Так же возможно направлять на розлив перемешанный и частично охлажденный сгусток с последующим созреванием и охлаждением упакованного напитка в холодильной камере.

С момента заквашивания до окончания созревания должно пройти не менее 24 ч.

Входной контроль сырья и компонентов

Обезжиренное молоко В соответствии с ГОСТ 31658-2012

2 Закваска на кефирных грибках В соответствии с ТУ 9229-369-00419785 Гречневая мука В соответствии с ТУ 9293-004-53860659

3 Какао-порошок В соответствии с ГОСТ 108-2014

4

5 Фруктоза В соответствии с ТУ 9911-101-54904577 Хитозан (стабилизатор консистенции) В соответствии с ТУ 82.92.10-001-45868374-2017

6 Технологический процесс Параметры и показатели

1 Приемка, охлаждение, хранение обезжиренного

молока

Центробежный насос, станция приемки, учета и охлаждения молока, резервуары для молока

Т при приемке не выше 100С

Т =(4±2)°С, τхран = не более 36ч

103

3,4,

Подогрев обезжиренного молока Т=(42±2) 0С
Теплообменная установка
Подготовка компонентов рецептуры (просеивание) Mкакао-порошок, Mгреч.муки, Мфруктозы, Мстабилизатора по рецептуре
Смеситель непрерывного действия
Составление смеси,

в соответствии с рецептурой на продукт

Т = (42 ± 2)°С

Mкакао-порошок, Mгреч.муки,Мфруктозы,Мстабилизатора по рецептуре

Резервуар
Перемешивание смеси Т = (42 ± 2)°С τперем=10-15 мин
Резервуар, Смеситель непрерывной нагрузки ВН- 1500 или насос- диспергатор
Пастеризация и охлаждение смеси до температуры заквашивания Т=(92±2)ºС , τвыдержки =10 мин, Тохл=Т=(20±2)Сº
Трубчатая ППОУ
Заквашивание, перемешивание смеси τперем =10-15 мин М з =3-5% Т=20±2ºС
Резервуар

5,6

3,4,

5,6

2

Сквашивание смеси Тскв= (20±2)ºС τскваш =10-12 ч, Ксгустка =85-100ºТ , рН=4,65-4,5
Резервуар
Охлаждение смеси Тскв= (14±2)ºС τсозр =10-12 ч
Резервуар
Созревание продукта Т = (14±2)ºС , Ксгустка =85-100ºТ , рН=4,65-4,5
Резервуар
Фасование, упаковка, маркировка кефира Т=(14±2)ºС
Фасовочный автомат
Доохлаждение, хранение Ткам=(4±2)°С

Тпрод=(4±2)°С

Холодильная камера

Рисунок 4.10 – Схема реализации технологического процесса производства напитка кефирного с гречей и какао

В качестве потребительской упаковки предлагается использовать бумажные пакеты типа тетра-пак по 500 см3.

104

После фасования продукт необходимо направить в холодильную камеру на доохлаждение при температуре (4±2) оС.

4.11 Разработка технологии кисломолочного продукта с мукой подсолнечной

Учитывая особенности метаболизма человека при интенсивных физических нагрузках, определяющим является не только энергетическая составляющая, но и соотношение макронутриентов, главным образом, белков и углеводов.

Опрос целевой аудитории, анализ товаров, представленных в магазинах спортивного питания, выявили, что наибольшей популярностью у спортсменов пользуются продукты белково-углеводного или углеводно- белкового состава [42, 43, 53, 70, 120, 122].

С учетом изложенного, разработка углеводных и белковых продуктов для спортсменов – актуальное направление исследований в пищевых технологиях. В тоже время в молочной промышленности последних лет наблюдается недостаток сырья, поэтому комплексное использование молока и всех побочных продуктов, образующихся при переработке молока, сохраняет свою актуальность.

Важнейшие побочные молочные продукты – обезжиренное молоко и пахта, отличаются пониженным содержанием жира по сравнению с исходным молоком. Благодаря этому стоимость обезжиренного молока и пахты существенно ниже, чем стоимость цельного молока, что обусловливает экономическую целесообразность использования вторичного молочного сырья для производства низкокалорийных продуктов. Однако относительно невысокое содержание белка и углеводов в обезжиренном молоке и пахте диктует необходимость поиска дополнительных источников этих макронутриентов, чтобы продукт, предназначенный спортсменам, способствовал повышению адаптивных возможностей к физическим и нервно-эмоциональным нагрузкам.

Увеличение содержания белков и углеводов в обезжиренном молоке и пахте достигают введением в молочное сырье дополнительных ингредиентов, разнообразие, которых огромно. В случае разработки продукта для спортивного питания особое внимание следует обратить не только на количество белка, но и на содержание в сырье витаминов группы В и минеральных веществ, таких как магний, медь и селен.

Белок выполняет в организме строительную функцию, что способствует эффективному приросту мышечной массы, витамины группы В способствуют нормализации энергетического обмена и функционирования нервной системы.

Магний и фосфор, поступающие в организм, способствуют поддержанию нормального состояния костей и функционирования мышц, включая сердечную, что особенно важно для спортсменов, которые имеют высокие кардионагрузки.

Микроэлементы, такие, как медь и селен улучшают состояние соединительной ткани, нормализуют транспорт железа в организме и защищают клетки от окислительного повреждения.

Всеми указанными веществами богата мука подсолнечника и возможность ее использования в качестве функционального и технологического ингредиента при производстве углеводно-белкового продукта рассмотрена в данной работе.

Сырьем для производства муки подсолнечника являются семена подсолнечника, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, жиро- и водорастворимые витамины, и такие минеральные элементы, как фосфор, медь, селен, марганец и другие [115]. Благодаря современной технологии производства мука подсолнечника сохраняет максимальное количество биологически ценных и активных веществ семян, является высокобелковым продуктом, что позволяет использовать ее для производства продуктов спортивного питания. При общем содержании сухих веществ 92,53 % в муке подсолнечника, более 50 % их приходится на белок. Макронутриентный состав муки подсолнечника представлен на рисунке 4.11.

word image 860 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.11 – Макронутриентный состав муки подсолнечной

Таблица 4.37 – Макронутриенты молочного сырья

106

Наименование ингредиента Массовые доли, %
влага СВ белок жир углеводы
Обезжиренное молоко 90,9 9,1 3,0 0,05 4,8
Пахта 91,9 8,1 3,1 0,42 4,3

4.12 Обоснование количества муки подсолнечной в рецептуре кисломолочного продукта

Согласно априорной информации [79, 80] содержание муки в ферментированных молочно-зерновых продуктах варьируется от 1 до 50 %. Однако, с учетом значительного нарастания вязкости продуктов с добавлением более 20 % муки [145], целесообразно сократить исследуемый диапазон до предела 20 %. Для установления количества использования муки подсолнечника в рецептуре продукта для спортивного питания и придания ему функциональных свойств произведен расчет содержания указанных нутриентов в 100 г продукта с шагом массовой доли муки подсолнечника 2,5

%. Энергетическая ценность 100 г продукта, произведенного по каждой из расчетных рецептур представлена в таблице 4.38.

Таблица 4.38 – Пищевая и энергетическая ценность кисломолочного продукта для спортивного питания

Массовая доля, % Энергетическая

ценность

Мука

подсолнечника

Белок Жир Углеводы ккал кДж
0,0 2,8 0,43 4,47 33 238
2,5 3,9 0,46 5,24 41 295
5,0 5,0 0,49 6,02 49 351
7,5 6,1 0,52 6,80 57 408
10,0 7,2 0,54 7,58 65 464
12,5 8,3 0,58 8,36 72 521
15,0 9,4 0,60 9,14 80 577
17,5 10,5 0,63 9,91 88 634
20,0 11,6 0,66 10,69 96 691

На основании данных, представленных в таблице 4.5.1, можно заключить, что кисломолочный продукт, произведенный по любой из предложенных

рецептур, с учетом макронутриентного состава, можно отнести к продуктам, соответствующим легкой формуле белкового профиля [70]. Для каждого варианта рецептуры соблюдается следующее количественное условие распределения макронутриентов: белок от 1 до 10 %, жиры от 0 до 2 %, углеводы от 1 до 30 %.

107

С учетом массовой доли белка, содержащегося в каждой рецептуре, и по данным, таблицы 4.38, можно заключить, что продукты, содержащие от 2,5 до 20 % муки подсолнечника в составе, могут быть отнесены к продуктам с высоким содержанием белка, так как энергетическая ценность, обусловленная содержанием белка в продукте находится в диапазоне от 38,8 до 49,3 % от его общей энергетической ценности [40].

Анализ микронутриентного состава проектируемых смесей показал, что при разовой порции 100 г продукты, содержащие 7,5 % и более муки подсолнечника в составе, являются функциональными по содержанию различных витаминов и минеральных веществ. Особую ценность представляют витамины В1 и В5, входящие в состав пируватдегидрогеназного комплекса, активность которого чрезвычайно важна при высоких физических нагрузках. На рисунке 4.12 видно, что с добавлением 7,5 % муки подсолнечника и выше продукт становится функциональным в отношении тиамина (витамин В1), а в отношении ниацина (витамин В5), начиная с 12,5 % муки подсолнечника.

word image 861 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.12 – Содержание витаминов В1 и В5 в проектируемом продукте

Введение в состав проектируемого продукта муки подсолнечника значительно повышает содержание таких макроэлементов, как магний и фосфор и таких микроэлементов, как медь, селен и марганец. Сведения о

количественном содержании макро- и микроэлементов представлены в таблице 4.39.

108

Таблица 4.39 – Минеральная составляющая кисломолочного составного продукта для спортивного питания

Массовая доля муки подсолнечника в составе продукта, % Удовлетворение суточной потребности в

нутриентах при употреблении 100 г продукта, %

медь селен фосфор магний марганец
0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0
2,5 4,3 2,1 2,2 2,2 2,5
5,0 8,5 4,2 4,3 4,3 5,0
7,5 12,8 6,2 6,5 6,5 7,5
10,0 17,0 8,3 8,6 8,7 10,0
12,5 21,3 10,4 10,8 10,8 12,5
15,0 25,5 12,5 12,9 13,0 15,0
17,5 30,0 14,6 15,1 15,1 17,5
20,0 34,0 16,6 17,2 17,3 20,0

В соответствии с действующей нормативной документацией, устанавливающей правила использования терминов в области функциональных пищевых продуктов, проектируемый продукт на основе молочного сырья и муки подсолнечника модно позиционировать как источник ряда макро- и микронутриентов. Сведения о функциональной значимости продукта в зависимости от степени удовлетворения суточной потребности в различных нутриентах представлены в таблице 4.40.

Таблица 4.40 – Функциональная значимость продукта

Массовая доля муки подсолнечника в составе продукта, % Источник нутриента С высоким содержанием нутриента
7,5 витамин В1
10,0 витамин В1, медь
12,5 витамины В1, В5, медь
15,0 витамин В5, медь, марганец витамин В1
17,5 витамин В5, медь, марганец,

фосфор, магний

витамин В1, медь
20,0 витамин В5, медь, марганец,

фосфор, магний, селен

витамин В1, медь

Таким образом, проектирование рецептурных вариантов расчетным методом доказало целесообразность производства продукта, содержащий не менее 7,5 % муки подсолнечника для получения функционального продукта, являющегося источником витаминов и минеральных элементов для питания спортсменов.

109

4.13 Исследование влияния ингредиентов рецептуры на органолептические характеристики кисломолочного продукта с мукой подсолнечной

С целью уточнения полученных расчетов выполнены экспериментальные выработки ферментированного молочного составного продукта для спортивного питания с мукой подсолнечной, проведена оценка показателей качества образцов и выбрана наиболее оптимальная рецептура.

Для производства продукта в модельных системах соединяли обезжиренное молоко и пахту в соотношении 1:2. Далее в молочную основу при тщательном перемешивании вносили просеянную муку подсолнечную в интервале от 2,5 до 20,0 % от объема смеси с шагом 2,5 %. Подготовленную таким образом смесь пастеризовали при температуре (80±2) °С и выдержке от 3 до 5 минут.

Затем смесь охлаждали до температуры заквашивания (40±2) °С и вносили закваску в количестве 5 % от объема смеси. Использовали два варианта закваски: производственную симбиотическую закваску, включающую Str. Thermophilus и L. bulgaricum, а также закваску, приготовленную на культуре L. Acidophilum. Сквашивание проводили также при температуре (40±2) °С в течение 3-4 часов до образования сгустка кислотностью 75-85 °Т.

В полученных образцах определены органолептические показатели с помощью условной 5-балльной шкалы с учетом вкуса, запаха, консистенции и цвета продукта. Оценку каждого показателя проводили с учетом степени выраженности: 0 баллов ‒ признак отсутствует; 1 балл – только узнаваемый или ощущаемый признак; 2 балла – слабая интенсивность; 3 балла – средняя интенсивность; 4 балла – сильная интенсивность; 5 баллов – очень сильная интенсивность признака.

Установлено, что все образцы продукта имели серый цвет различной интенсивности, консистенция всех образцов продуктов, с массовой долей муки в составе более 5 % была однородной, при внесении 2,5 % муки наблюдалось выраженное расслоение системы. Вкус и запах продуктов был кисломолочный с различной степенью выраженности вкуса и/или привкуса

подсолнечной муки. Результаты органолептической оценки для образцов, произведенных с использованием закваски, содержащей Str. Thermophilus и L. bulgaricum представлены на рисунке 4.13, а для образцов, произведенных с использованием закваски, содержащей L. Acidophilum на рисунке 4.14

word image 862 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис. 4.13 – Влияние муки подсолнечной на органолептические показатели продукта, произведенного с использованием закваски,

содержащей Str. Thermophilus и L. bulgaricum

word image 863 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис. 4.14 – Влияние муки подсолнечной на органолептические показатели продукта, произведенного с использованием закваски,

содержащей L. Acidophilum

На основании данных, представленных на рисунках 4.13 и 4.14, можно заключить, что наилучшими органолептическими показателями характеризуются образцы с добавлением 10,0; 12,5 и 15,0 % муки подсолнечника, произведенные с использованием обоих видов закваски.

Для наглядности выбора наиболее оптимальной рецептуры построены профилограммы указанных образцов и представлены на рисунках 4.15 и 4.16.

word image 864 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

вкус муки подсолнечной

тягучесть сгустка

синерезис

5

4

3

2

1

0

кисломолочный вкус

серый цвет

плотность сгустка

10% 12,5% 15%

Рис. 4.15 – Профилограмма органолептических показателей образцов продукта с различной долей муки подсолнечной в составе, произведенных с

использованием закваски, состоящей из Str. Thermophilus и L. Bulgaricum

word image 865 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

вкус муки подсолнечной

тягучесть сгустка

синерезис

5

4

3

2

1

0

кисломолочный вкус

серый цвет

111

плотность сгустка

10% 12,5% 15%

Рис. 4.16 – Профилограмма органолептических показателей образцов продукта с различной долей муки подсолнечной в составе, произведенных с

использованием L. Acidophilum

На основании анализа рисунков 4.15 и 4.16 можно заключить, что наиболее целесообразная для использования рецептура, включает 12,5% муки подсолнечной и предусматривает использование симбиотической закваски, состоящей из L.Bulgaricum и Str. Thermophilus.

112

Также в полученный образцах, содержащих 10,0; 12,5 и 15,0 % муки подсолнечника изучено влияния количества вносимой муки на ход процесса сквашивания всех образцов ферментированного молочного составного продукта. В контрольные образцы муку подсолнечную не вносили.

Интенсивность процесса сквашивания определяли по изменению активной кислотности (рН). Полученные результаты представлены в виде графика, изображенного на рисунке 4.17

word image 866 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис. 4.17 – Изменение активной кислотности в зависимости от массовой доли муки подсолнечной в составе образцов

Процесс сквашивания в контрольном образце протекал в течение 4 ч до значения рН равного 4,5, что соответствовало 76 оТ. В остальных образцах сквашивание прекращали при достижении активной кислотностью аналогичного значения.

Наиболее близким к контрольному образцу по характеру изменения активной кислотности был процесс сквашивания образцов с добавлением 10,0 % и 12,5 % муки. Спустя 4 ч значения активной кислотности в контрольном и исследуемых опытных образцах, содержащих 10,0 % и 12,5 % муки подсолнечной, отличались в пределах погрешности измерений. В образцах, содержащих 15,0 % муки, процесс сквашивания, наоборот, протекал

медленнее, и требуемое значение рН не было достигнуто в данных образцах даже спустя пять часов.

113

Методом корреляционно-регрессионного анализа получены

зависимости продолжительности процесса сквашивания (у) от массовой доли муки подсолнечной в составе образцов (х), отличающиеся высокими коэффициентами корреляции. Уравнения, описывающие влияние количества вносимой муки на продолжительность сквашивания образцов представлены в таблице 4.41.

Таблица 4.41 – Результаты корреляционно-регрессионного анализа

Массовая доля муки

подсолнечной в составе, %

Уравнение Коэффициент

корреляции

0,0 y = 0,0128×2 – 0,2788x + 5,9877 R = 0,9944
10,0 y = 0,0103×2 – 0,2196x + 5,6578 R = 0,9993
12,5 y = 0,0076×2 – 0,194x + 5,6735 R = 0,9983
15,0 y = 0,0002×2 – 0,0901x + 5,5231 R = 0,9970

Далее с целью улучшения органолептических показателей разрабатываемого продукта проведены исследования по установлению массовой доли сахарозаменителя и подбору ароматизатора.

В качестве сахарозаменителя использовался эритрит, сладость которого составляет приблизительно 0,7 сладости сахарозы. Диапазон внесения массовой доли подсластителя от 0,0 до 7,5 % выбран на основании априорной информации и рекомендации производителя.

Оценка производилась по интенсивности выраженности сладкого вкуса и по общему восприятию органолептических характеристик образцов.

Образцы, содержащие от 1 до 6 %, характеризовались сладковатым вкусом различной степени выраженности пропорционально количеству вносимого сахарозаменителя. При внесении более 6 % сахарозаменителя в образцах наряду с усилением сладости отмечался горьковатый привкус, что повлекло снижение общей оценки. Результаты оценки органолептических показателей образцов продукта с массовой долей муки подсолнечной 12,5 % представлены на рисунке 4.18.

На основании представленных данных можно заключить, что наилучшими органолептическими показателями характеризуются образцы, содержащие 5,5-6,0 % эритрита. Таким образом, эта доза выбрана рекомендуемой и закреплена в рецептуре.

word image 867 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис. 4.18 – Зависимость вкусовой характеристики от массовой доли сахарозаменителя

Для большей выраженности вкуса продукта использованы ароматизаторы «Халва» и «Семечки жареные». Эти ароматизаторы были выбраны исходя из специфики немолочного сырья – муки подсолнечной. При выборе количества вносимого ароматизатора руководствовались рекомендациями производителя. Согласно этой информации, рекомендуемое количество данных ароматизаторов для молочной продукции находится в интервале от 0,1 до 0,25 мл/кг.

С учетом этой информации исследован диапазон внесения ароматизаторов от 0,06 до 0,60 мл/кг. У всех полученных образцов были оценены органолептические показатели по соотношению степени интенсивности выраженности вкуса и аромата. Результаты представлены на рисунке 4.19.

Установлено, что образцы, содержащие ароматизатор в количестве от 0,06 до 0,24 мг/кг, характеризовались заявленными ароматами халвы и жареных семечек различной степени выраженности пропорционально количеству вносимого ароматизатора. При внесении более 0,24 мг/кг ароматизатора в образцах наряду с усилением сладости отмечался горьковатый привкус, что повлекло снижение общей оценки.

word image 868 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис. 4.19 – Зависимость балльной оценки органолептических показателей от количества вносимого ароматизатора

Таким образом, рекомендуемое для использования количество ароматизатора составило 0,24 мг/кг и позволило получить наиболее приятный флейвор продукта.

4.14 Исследование реологических характеристик кисломолочного продукта с мукой подсолнечной

При разработке ферментированных продуктов оценка их консистенции, в частности оценка реологических характеристик, является неотъемлемой частью. Отнесение нового продукта к одному из типов реологических тел позволит осуществить грамотные расчеты оборудования при проектировании его производства.

При исследовании образцов с помощью ротационного вискозиметра марки Реотест 2.1 и последующей обработке результатов были построены графики течения образцов продукта, представленные на рисунке 4.20. по этим данным видно, что наибольшей вязкостью обладает образец, содержащий 15

% муки подсолнечной. Наиболее низкая начальная вязкость отмечена у контрольного образца. Следовательно, значение начальной вязкости находится в прямой зависимости от массовой доли муки подсолнечной в составе образца.

116

word image 145 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 4.20 – Зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига в образцах с различным содержанием муки подсолнечной

Для описания зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига было использовано степенное уравнение вида ηэф = К⋅γ-m,

где ηэф – эффективная вязкость, мПа⋅с;

γ – скорость сдвига, об/мин;

К – коэффициент консистенции;

m – темп разрушения структуры.

В результате получены зависимости эффективной вязкости образцов от скорости сдвига при разном содержании муки подсолнечной, представленные в таблице 4.42.

Таблица 4.42 ‒ Уравнения зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига в кисломолочных образцах с различным содержанием муки подсолнечной

Массовая доля муки в составе образца, % Модель Коэффициент корреляции
0,0 ηэф = 3,2586∙γ -1,652 R = 0,9971
10,0 ηэф = 30,416∙γ -1,871 R = 0,9998
12,5 ηэф = 39,960∙γ -1,792 R = 0,9963
15,0 ηэф = 51,538∙γ -1,769 R = 0,9966

Темп разрушения структуры при механическом воздействии во всех образцах, выработанных с использованием муки подсолнечной, ниже темпа

разрушения структуры в контрольном образце, что свидетельствует о большей прочности структуры опытных образцов.

Для наглядности зависимость изменения темпа разрушения структуры

от массовой доли муки подсолнечной в составе образца представлена графически на рисунке 4.21.

word image 869 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис. 4.21 – Зависимость темпа разрушения структуры образцов ферментированного молочного составного продукта для спортивного питания от массовой доли муки подсолнечной в их составе

Как следует из характера кривой, в образцах с добавлением муки подсолнечной в количестве до 10,0 % наблюдается увеличение темпа разрушения структуры. Для образцов, содержащих в составе 10,0 и 12,5 % муки подсолнечной характерен наиболее высокий темп разрушения структуры, что свидетельствует о возникновении прочной пространственной структуры. При введении в состав продукта 15,0 % муки подсолнечной и более утрачивается текучесть, однако, при механическом воздействии (перемешивании) продукт очень быстро становится жидким.

Таким образом, при оценке консистенции и структуры образцов было установлено, что консистенцией, наиболее соответствующей желаемой, обладает образец, содержащий 12,5 % муки подсолнечной в составе.

На основании проведенных исследований установили, что наиболее целесообразно производить ферментированный молочный составной продукт с мукой подсолнечной и ароматизатором «Халва». Рецептура на продукт представлена в таблице 4.43.

Таблица 4.43 – Рецептура на ферментированный молочный составной продукт для спортивного питания

118

Компонент Масса, кг
Производственная

закваска

Закваски прямого

внесения

Молочная основа 764,9976 814,9976
Мука подсолнечная 125,0000 125,0000
Сахарозаменитель 60,0000 60,0000
Закваска 50,0000
Ароматизатор 0,0024 0,0024
Итого 1000,0000 1000,0000

4.15 Технология производства кисломолочного продукта с мукой подсолнечной

Для производства продукта использовано молоко обезжиренное по

ГОСТ 31658-2012, пахта по ГОСТ 34354-2017, мука подсолнечная по СТО 68311059-041-2016, ароматизаторы «Халва» и Семечки жареные» по ТУ 9154-001-0117275530-2016, производственная закваска, состоящая из термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской палочки. По показателям безопасности все используемые для производства компоненты соответствовали требованиям нормативных правовых актов Таможенного Союза (ТР ТС 029/2011, ТР ТС 033/2013, ТР ТС 029/ ТР ТС 024/2011).

Исследование реологических характеристик показало приемлемость производства продукта с мукой подсолнечной резервуарным способом.

Технологический процесс должен включать последовательно выполняемые операции:

  • приемка и подготовка сырья;
  • составление нормализованной смеси;
  • подогрев нормализованной смеси;
  • пастеризация нормализованной смеси и охлаждение ее до температуры заквашивания;
  • заквашивание, сквашивание;
  • перемешивание, охлаждение;
  • розлив, упаковка, маркировка;
  • охлаждение и структурообразование продукта.

Схема технологического процесса производства продукта представлена на рисунке 4.22.

119

word image 870 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рис.4.22 – Технологическая схема производства кисломолочного продукта с мукой подсолнечной для спортивного питания

Составление нормализованной смеси должно начинаться с подготовки молочной основы, которая включает смешивание обезжиренного молока и

пахты и соотношении 1:2. Процесс составления нормализованной смеси рекомендуется проводить при температуре (4±2) °С. Муку подсолнечную перед внесением в подготовленную молочную основу необходимо просеивать и очистить от возможных механических и металлопримесей. После внесения муки проводится тщательное перемешивание смеси для равномерного распределения муки по всему объему. В это же время следует вносить заданное количество сахарозаменителя и ароматизатора.

120

Полученную нормализованную смесь необходимо пропустить через фильтр, для удаления нерастворившихся комочков муки, а затем направить на пастеризацию при температуре (80±2) °С с выдержкой от 2 до 6 минут. Указанный режим тепловой обработки позволит уничтожить патогенные микроорганизмы, снизить общую микробиологическую обсемененность и положительно скажется на формировании структуры ферментированного продукта за счет частичной денатурации сывороточных белков в процессе пастеризации.

По завершении пастеризации смесь требуется охладить до температуры заквашивания, равной (40±2) °С и внести 5 % производственной закваски, приготовленной на обезжиренном молоке, и содержащей термофильный стрептококк и болгарскую палочку. Закваску следует вносить при постоянном перемешивании. Сквашивание смеси рекомендуется проводить при температуре (40±2) °С до образования сгустка кислотностью (80±5) °Т. установлено, что ориентировочная продолжительность процесса сквашивания в таких условиях составляет 4 часа.

По окончании сквашивания продукт необходимо охлаждить до температуры (16±2) °С, что позволит осуществить процесс фасования с меньшими потерями продукта, так как при понижении температуры вязкость продукта возрастает и его адгезионные свойства усиливаются. Частично охлажденный продукт фасуют и помещают в хладостатную камеру для доохлаждения до температуры (4±2) °С. После завершения доохлаждения технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

5 ТОВАРОВЕДНАЯ ЭКСПЕРТИЗА РАЗРАБОТАННЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ ПО ИНГРЕДИЕНТНОМУ СОСТАВУ, ПОКАЗАТЕЛЯМ БЕЗОПАСНОСТИ И СРОКАМ ГОДНОСТИ

121

Разработанные продукты спортивного питания обладают новыми потребительскими характеристиками, важнейшие из которых – органолептические свойства, ингредиентный состав, показатели безопасности и сроки годности.

Для оценки органолептических показателей разработанных продуктов была создана экспертная комиссия в составе пяти квалифицированных дегустаторов.

Для подтверждения соответствия продуктов установленным гигиеническим требованиям в течение срока хранения, а также для предупреждения их возможного вредного воздействия на здоровье человека установлены сроки годности и условия хранения пищевых продуктов.

5.1 Установление сроков годности и анализ показателей безопасности разработанных продуктов

При установлении сроков годности продуктов руководствовались результатами микробиологических, физико-химических и органолептических исследований образцов. Установление и обоснование срока годности является обязательной частью разработки продукта и проводится в соответствии с методическими указаниями [56, 57, 58]. При этом сроки исследования продуктов по продолжительности должны превышать предполагаемый срок годности, предусмотренный нормативной документацией, на время, определяемое коэффициентом резерва. Коэффициент резерва скоропортящихся продуктов составляет 1,5 для предполагаемого срока годности до семи суток включительно. Если предполагаемый срок годности равен 30 суток включительно, то коэффициент резерва составляет 1,3, при сроках годности свыше 30 суток – 1,2 [57].

В проектировании срока годности продукта мясосодержащего белкового функционального назначения для спортсменов принята продолжительность 14 суток. Данный срок обеспечивается применением пятислойной барьерной колбасной оболочки АМИФЛЕКС, которая изготавливается методом соэкструзии из полиамида и полиолефинов. Такая комбинация полимеров дает возможность получения наивысших барьерных характеристик готовой оболочки.

Внешний и внутренний слои изготавливаются из полиамида, средний слой – из полиолефина. Полиолефиновый и полиамидные слои склеены с помощью адгезивных слоев. Каждый слой оболочки несет определенную нагрузку.

122

Внутренний полиамидный слой соприкасается с колбасной эмульсией, обеспечивая необходимую адгезию оболочки к фаршу, и в то же время выполняет барьерную функцию по отношению к газу и водяному пару.

Адгезивные слои необходимы для склеивания полиамидных и полиолефинового слоев.

Полиолефины – это группа полимеров, обладающая повышенными

барьерными свойствами по отношению к воде и пару. Поэтому полиолефиновый слой предотвращает испарение влаги из колбасной эмульсии, а также ограждает от влаги наружный полиамидный слой. Пленки из полиамида являются гигроскопичными и их барьерные характеристики зависят от степени их влажности. «Сухой» наружный полиамидный слой является надежной защитой от газов, в первую очередь – от кислорода.

В результате обеспечивается синергетический эффект и достигается практически нулевая проницаемость колбасной оболочки АМИФЛЕКС для газов и воды. В результате по данным производителя оболочка АМИФЛЕКС характеризуется физиологической безопасностью, механической прочностью, эластичностью, термо- и жиростойкостью, хорошими термоусадочными свойствами, высокими барьерными характеристиками по отношению к кислороду и водяному пару, равномерностью калибра, хорошей счищаемостью с продукта [60].

После холодильного хранения образцов мясосодержащего продукта при (4±2) °С в течение 20 суток продукт сохранил характеристики свежевыработанного. Органолептические показатели продукта мясосодержащего белкового соответствовали описанным в таблице 5.1. Таблица 5.1 – Органолептические показатели мясосодержащего продукта

Показатель Характеристика
Внешний вид Батоны с чистой сухой поверхностью, без повреждений

оболочки и наплывов фарша

Консистенция Однородная, плотная, сухая
Запах и вкус Свойственные данному виду продукта, мясной аромат,

вкус куриного мяса с привкусом молока, без постороннего запаха и привкуса.

Вид фарша на

разрезе

Фарш равномерно перемешан, не крошливый, светло-

серого цвета.

Форма и размер Батончики в искусственной оболочке длиной до 25 см

Таким образом предполагаемый срок годности разработанного мясосодержащего продукта в упаковке из полимерной оболочки АМИФЛЕКС выдерживает коэффициент резерва 1,3 и действительно составляет 14 суток.

На основании выполненных исследований разработаны ТУ 10.13.14-008-00493250-2020 «Продукт мясосодержащий белковый функционального назначения для спортсменов». Перечень оборудования и принципиальная схема технологического процесса производства продукта приведены в ТИ ТУ 10.13.14-008-00493250.

Для определения сроков годности продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью для питания спортсменов свежевыработанные образцы контроля, опыта 1 (со стабилизатором) и опыта 2 (без стабилизатора) закладывали на хранение при (4±2) оС.

При изготовлении экспериментальных образцов продуктов по описанной технологической схеме (рисунок 4.4) использовали аппарат для термомеханической обработки. Эмульгирования компонентов достигали при высоких частотах (от 300 об/мин до 1500 об/мин) и термической обработке от 85 оС до 90 оС в течение 7,5 мин.

В полученных образцах, заложенных на хранение, исследовали физико- химические показатели. Результаты изменения активной кислотности и вязкости образцов в течение 21 суток приведены на рисунках 5.1 и 5.2, соответственно.

word image 871 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 5.1 – Динамика активной кислотности образцов продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью

word image 872 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 5.2 – Изменение вязкости образцов продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью

По этим данным видно, что в процессе хранения наблюдается тенденция к снижению рН и увеличению вязкости молочного составного продукта с сиропом. Повышение вязкости является результатом стабилизации структуры продукта по сравнению с первоначальным ее состоянием, как следствие набухания гидроколлоидов.

Критериями оценки приемлемости рецептуры и технологии являлись важнейшие потребительские характеристики: вкус, запах, консистенция, внешний вид. Установлено, что изготовленные по разработанной технологии образцы продукта сбалансированного состава с высоким содержанием сухих веществ для питания спортсменов, характеризовались максимальными значениями органолептических показателей (таблица 5.2). Свежевыработанные контрольные и опытные образцы были сладкими, имели выраженный сливочный запах и вкус с привкусом пастеризации и плодово- ягодного компонента.

Таблица 5.2 – Органолептические показатели продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью

Показатель Характеристика при максимальном значении
Вкус и запах Выраженный сливочный с привкусом пастеризации и

плодово-ягодного компонента, сладкий, без посторонних привкусов и запахов

Консистенция и

внешний вид

Пастообразная, пластичная, однородная, поверхность на

срезе блестящая, сухая на вид, хорошо тает во рту

Цвет От светло-желтого до кремового, однородный,

равномерный

В процессе хранения продукта существенных изменений во вкусе и запахе не наблюдалось. Высокое содержание углеводов в продукте и наличие в нем лимонной кислоты, по-видимому, обусловливает некоторый консервирующий эффект. Снижение балловой оценки в образцах наблюдалось за счет уменьшения выраженности сливочного вкуса. Также в контрольном образце в конце хранения отмечена начальная стадия кристаллизации лактозы, поэтому его консистенция оценена относительно хуже. В опытных образцах 2 и 3 с относительно повышенным содержанием влаги 55,0 % к концу предполагаемого срока годности недостатков консистенции не выявлено. Цвет свежевыработанных образцов и на конец предполагаемого срока годности, независимо от выбранной рецептуры, характеризовался как кремовый с незначительным оттенком сиропа. Итоги органолептической оценки представлены в таблице 5.3.

125

Таблица 5.3 – Дегустационная карта результатов органолептической оценки продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью

Срок хранения, сутки Образцы
Контроль

(10,0:10,0:40,0)

Опыт 1

(7,5:7,5:30,0) со

стабилизатором

Опыт 2

(7,5:7,5:30,0) без

стабилизатора

0 4,0±0,1 4,3±0,1 4,5±0,1
7 3,7±0,1 4,3±0,1 4,5±0,1
14 3,6±0,1 4,3±0,1 4,4±0,1
21 3,6±0,1 3,7±0,1 4,1±0,1

Результаты изменений микробиологических показателей контрольных образцов продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью, опыта 1 (со стабилизатором) и опыта 2 (без стабилизатора) в процессе хранения приведены на рисунке 5.3. Анализ приведенных данных указывает на отсутствие отрицательной динамики в изменении микробиологических показателей в процессе хранения продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью при температуре (4+2) оС. В течение всего исследуемого периода, как видно из представленных данных, КМАФАнМ не превышало средних значений 250-2800 КОЕ/г. Стафилококки и БГКП не были обнаружены в 1 г продукта. Нормативные показатели для такого продукта могут быть установлены на уровне показателей для продуктов, получаемых на основе сливок, что позволяет определить рекомендуемые сроки годности продукта

сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью с учетом коэффициента резерва [57] в течение 15 суток.

126

word image 873 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 5.3 – Динамика изменения содержания КМАФАнМ в образцах продукта сбалансированного состава с повышенной пищевой плотностью в процессе хранения

На основании выполненных исследований разработан СТО 00493250- 012-2020 «Молочный составной продукт с сиропом для питания спортсменов». Схема оборудования для реализации технологического процесса изготовления продукта с указанием внутрипроизводственного движения сырья и готового продукта приведена в ТИ СТО 00493250-012.

Органолептические показатели образцов углеводно-белкового геля для спортивного питания на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией, выработанных по разработанной технологической схеме (рисунок 4.7), устанавливали при температуре (4±2) оС. Продукт вырабатывали с сиропом «шиповник».

Свежевыработанные образцы имели светло-коричневый, карамельный, равномерный по всей массе цвет, отличались слабо выраженным привкусом и запахом сыворотки, без посторонних привкусов и запахов. При этом ощущался приятный аромат и в меру сладкий вкус вносимой фруктово-ягодной добавки. Консистенция продукта характеризовалась как однородная дисперсия с ненарушенным плотным сгустком, без отделения сыворотки. Итоговые органолептическая оценки образцов в баллах представлены в таблице 5.4.

Посторонних привкусов и запахов не выявлено па протяжении всего периода исследования. По внешнему виду и консистенции продукт представлял собой однородную непрозрачную дисперсию, без комочков и хлопьев. Цвет образцов характеризовался не интенсивно выраженным оттенком фруктово-ягодного наполнителя. Эти показатели сохранялись неизменными практически до конца предполагаемого срока годности

продукта. Суммарная оценка несколько снижалась на 21-е сутки из-за усиления кислого вкуса и появления не интенсивной зернистости структуры.

127

Таблица 5.4 – Дегустационная карта результатов органолептической оценки углеводно-белкового геля на основе НФ-концентрата молочной сыворотки

Срок хранения, сутки Показатели Оценка, балл
Вкус Запах Цвет Консистенция Итоговая С учетом

коэффициентов значимости

0 4,6±0,1 4,2±0,1 4,5±0,1 4,0±0,1 17,3±0,1 4,3±0,1
7 4,5±0,1 4,2±0,1 4,5±0,1 3,8±0,1 17,0±0,1 4,2±0,1
14 4,3±0,1 4,1±0,1 4,5±0,1 3,6±0,1 16,5±0,1 4,1±0,1
21 4,0±0,1 4,1±0,1 4,5±0,1 3,1±0,1 15,7±0,1 3,8±0,1

По данным микробиологических исследований, представленным в таблице 5.5, КМАФАнМ на конец предполагаемого срока годности в углеводно-белковом геле на основе НФ-концентрата молочной сыворотки составляло (100,20±0,10)∙103 КОЕ/см3, следовательно, нормативные показатели для данного продукта могут быть установлены на уровне показателей для напитков, коктейлей, киселей и других продуктов, получаемых на основе сыворотки по ТР ТС 033/2013 [92]. Рекомендуемый срок годности основ для ДП с учетом коэффициента запаса составляет 15 суток.

Таблица 5.5 – Исследования микробиологических показателей углеводно- белкового геля на основе НФ-концентрата молочной сыворотки

Срок хранения, сутки Микробиологические показатели
КМАФАнМ, КОЕ/см3 БГКП, отсутствие в см3
0 (2,11±0,19)∙102 10
5 (4,17±0,20)∙102 10
10 (10,65±0,21)∙102 10
15 (21,16±0,10)∙102 10
20 (90,16±0,20)∙102 10
25 (100,20±0,10)∙103 10

Результаты микробиологических исследований показателей качества и безопасности образцов опытной партии продукта после холодильного хранения, представленные в таблице 5.6, указывают на соответствие

требованиям действующих нормативных документов на специализированную продукцию [105].

Таблица 5.6 – Микробиологических показатели готовых продуктов на конец срока годности

Продукт КМАФАнМ,

не более

Количество продукта, в котором

не обнаружены

Дрожжи, Плесневые грибы
БГКП

(колиформы)

S.

aureus

Сальмо

неллы

L.mono

cytogenes

Углеводно- белковый гель на

основе НФ- концентрата молочной сыворотки

2

КОЕ/см3

3 3 3 3

менее 1,5∙10

0,01 см

1,0 см

25 см

25 см

128

Экспертиза продуктов, полученных при выработке опытной партии, подтвердила показатели качества и микробиологической безопасности углеводно-белкового десерта гелевой структуры на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией.

На основании выполненных исследований разработан СТО 00493250-015-2020 «Углеводно-белковый гель для спортивного питания на основе нанофильтрата-концентрата творожной сыворотки». Перечень оборудования и принципиальная схема технологического процесса производства белково-углеводного геля для питания спортсменов на основе концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией приведены в ТИ СТО 00493250-015.

5.2 Кефирный напиток функционального назначения с гречей и какао

относится к скоропортящимся продуктам, сроки годности которых согласно

«Гигиеническим требованиям к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов» не превышают 7 суток [57]. В связи с этим коэффициент резерва принят равным 1,5, а проектируемый срок годности напитка кефирного функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа составляет 5 суток.

Для обоснования срока годности проведены исследования образцов продукта по микробиологическим, физико-химическим, органолептическим показателям в процессе хранения при температуре (4±2) °С в соответствии с перечнем, приведенным в таблице 5.7.

Таблица 5.7 – Контролируемые показатели напитка кефирного с гречей и какао

129

Контролируемые показатели Сутки хранения
Фон 3 5 8
Органолептические + + +
Микробиологические: + + +
БГКП (колиформы) в 0,1 г + + +
Количество молочнокислых микроорганизмов + + +
Патогенные, в том числе сальмонеллы в 25 г + +
Листерии L. monocytogenes в 25 г + + +
Дрожжи + + +
Плесени + + +
Staphyloccocus aureus в 1,0 г + + +
Физико-химические:
Массовая доля белка + + +
Массовая доля железа +
Кислотность + + +

При проведении исследований отсутствовала отрицательная динамика всего комплекса изучаемых в соответствии с программой мик- робиологических, физико-химических, органолептических показателей (таблица 5.8).

Таблица 5.8 – Результаты испытаний на 8-е сутки хранения

Показатели При испытаниях Требования ТР ТС 033/2013
БГКП (колиформы), КОЕ в 0,1 г Не обнаружено Не допускается
Количество молочнокислых

микроорганизмов, КОЕ/1 см3

2,5∙107 Не менее

1,0∙107

Listeria monocytogenes, КОЕ в 25 г Не обнаружено Не допускается
Патогенные микрооранизмы, в том

числе сальмонеллы, КОЕ в 25 г

Не обнаружено Не допускается
S. aureus, КОЕ/г Не обнаружено Не допускается
Дрожжи, КОЕ/г 50 Не более 50
Плесени, КОЕ/г Менее 1 Не более 50
Массовая доля железа, мг/дм3 108,27±35,73 Не установлено
Кислотность, оТ От 85 до 130,0 115

Все показатели на конец предполагаемого срока годности соответствовали требованиям, установленным для разрабатываемого продукта. Нарастание титруемой кислотности образцов до 130 оТ на 8-е сутки хранения не ухудшило органолептической оценки.

130

Таким образом срок годности напитка кефирного с гречей и какао в герметичной упаковке при температуре (4+2) °С подтвержден и составляет пять суток.

Исследования продукта, выполненные в аккредитованной лаборатории ФГБУ государственный центр агрохимической службы «Вологодский», установили высокое содержание железа (108,27±35,73) мг/дм3.

На основании выполненных исследований разработан СТО 00493250- 014-2020 « Кефирный напиток функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа». Схема оборудования для реализации технологического процесса изготовления продукта с указанием внутрипроизводственного движения сырья и готового продукта приведена в ТИ СТО 00493250-014.

Проектируемый кисломолочный продукт с мукой подсолнечной относится к скоропортящимся, срок годности которых не превышает 30 суток. Предполагаемый срок годности продукта составит 7 суток. С учетом коэффициента резерва, равным 1,3 [57], продолжительность хранения составила 11 суток, периодичность контроля показателей качества и безопасности производилась 4 раза: в свежевыработанном продукте (фон), на 5, 8 и 11 сутки хранения. Продукт хранили в герметичной упаковке при температуре (4±2) ºС.

Органолептические и физико-химические показатели на протяжении всего срока хранения соответствовали требованиям, установленным для разрабатываемого продукта и представлены в таблицах 5.9 и 5.10.

Таблица 5.9 – Органолептические показатели кисломолочного продукта с мукой подсолнечной

Показатель Характеристика
Вкус и запах Кисломолочный, сладкий, с выраженным ароматом

халвы

Внешний вид и

консистенция

Однородная густая жидкость, с мелкими черными

вкраплениями, допускается незначительное отделение сыворотки. Наличие следов газообразования не допускается, поверхность ровная, слабоблестящая.

Цвет Однородный по всей массе, от светло серого до

серого с мелкими черными вкраплениями

Таблица 5.10 – Физико-химические показатели кисломолочного продукта с мукой подсолнечной

131

Наименование показателя Норма
Массовая доля жира, %, не более 0,60±0,01
Массовая доля белка, %, не менее 8,4±0,03
Массовая доля сухих веществ, %, не менее 17,0±0,02
Кислотность, °Т 80±1,80
Фосфатаза или пероксидаза Отсутствует

Микробиологические показатели безопасности кисломолочного продукта с мукой подсолнечной для спортивного питания в течение всего срока хранения соответствовали требованиям ТР ТС 033 «О безопасности молока и молочной продукции» [105]. Протоколы испытаний микробиологических показателей безопасности представлены в Приложении Г. Таким образом, установленный срок годности продукта в герметичной упаковке при температуре (4±2) ºС составляет 7 суток.

На основании выполненных исследований разработан СТО 00493250-013-2020 «Кисломолочный продукт для питания спортсменов

«Халва»». Схема оборудования для реализации технологического процесса

изготовления продукта с указанием внутрипроизводственного движения сырья и готового продукта приведена в ТИ СТО 00493250-013.

5.3 Проведение доклинических испытаний мясосодержащего продукта

При создании новой специализированной диетической лечебной и диетической профилактической пищевой продукции для использования информации об отличительных функциональных признаках, их принято обосновывать с точки зрения доказательной медицины [19, 40]. В случае функциональных пищевых продуктов, эта процедура не является обязательной, если продукт содержит нутриенты с доказанной физиологической активностью и известной суточной физиологической потребностью. Несмотря на это, при обосновании функциональных свойств мясосодержащего продукта предпринята попытка получения доказательных материалов в доклинических испытаниях с лабораторными животными.

В исследовании объектом наблюдений были 20 белых растущих мышей- самцов (виварий БУВВО «Вологодская облветлаборатория», Россия). В питомнике животные получали общевиварный рацион, содержащий смесь

злаков (овес, геркулесовые хлопья, просо, белый хлеб в произвольном соотношении) и свежих овощей (морковь, капуста).

132

После подготовительного периода мышей ввели в эксперимент, который

проводили совместно с сотрудниками ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН.

В течение всего периода эксперимента лабораторные животные обеих групп находились в сухой светлой комнате. Температура воздуха в помещении составляла (20±3) °С, влажность воздуха – (48±2) %, освещение – режим день/ночь с 6.00 до 17.00.

Мышей содержали в проветриваемых контейнерах из пластика с закрепленными автоматическими поилками и кормушками. Размер контейнеров составлял 300×400×260 мм. В качестве подстилки использовали крупные древесные опилки. Помимо ежедневной уборки клеток, еженедельно проводили их дезинфекцию этанолом (70 %). На время дезинфекции животных помещали в чистые запасные клетки.

Экспериментальные исследования включали два периода: адаптационный и основной. Длительность адаптационного периода составляла семь дней, основного – 10 дней. С периодичностью один раз в два дня проводили взвешивание всех животных. Среднее значение массы тела животных по группе устанавливали путем обработки полученных данных с применением Методического руководства «Биометрическая обработка лабораторных, клинических и эпизоотологических данных».

Все манипуляции проводили в соответствии с Приказом Минздрава России от 19.06.2003 № 267 «Об утверждении правил лабораторной практики».

Доступ животных к корму и воде был свободным. Корма выдавали из расчета 10 г на одно животное.

В период адаптации мыши обеих групп получали комбикорма, включающие мультизерновые гранулы (соя, пшеница, овес, подсолнечник, лен, дрожжи), сушеный банан и гранулы, обогащенные кормовыми добавками, витаминами и минеральными веществами. Пищевая и энергетическая ценность кормов представлена в таблице 5.11.

Таблица 5.11 – Пищевая и энергетическая ценность рационов

Рацион Содержание, г в 100 г Энергетическая

ценность/ калорийность

белка жира углеводов
Общевиварный 3,5-3,7 1,2-1,4 12,0-13,0 73-83
Комбикорма 12,0-16,0 4,1-5,0 64,0-69,0 340-360

Через семь дней адаптационного периода лабораторные животные были произвольно поделены на две группы: опытная (n = 10) и контрольная (n = 10).

В основной период животные контрольной группы продолжали

получать комбикорма, а животные опытной группы дополнительно к привычному корму стали получать мясосодержащий белковый продукт. При этом соотношение макронутриентов и энергетическая ценность рациона оставались такими же, как в как в контрольной группе.

В последний день каждого периода эксперимента у всех животных брали кровь из сердца. Биохимическое исследование сыворотки крови проводили в БУВВО «Вологодская облветлаборатория».

Исходные средние показатели массы тела были равны (17,81±0,82) г в опытной группе и (16,38±1,02) г – в контрольной (рисунок 5.3).

В течение всего периода наблюдений (17 дней) животные в опытной

группе были более активны, по сравнению с контролем, хорошо поедали корм. Шерстный покров у мышей в опыте был чистый, гладкий, блестящий, что говорит о хорошем усвоении белкового продукта.

word image 874 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 5.3 – Изменение массы тела лабораторных животных

Биохимические анализы крови показали, что содержание общего белка в крови животных контрольной группы не изменилось на протяжении всего основного периода и составило 57 г/л. В крови животных опытной группы наблюдали увеличение содержания общего белка с 45 г/л в начале опытного периода и 50 г/л – в конце (рисунок 5.4), что в относительном выражении

составило 11,1 %. Это может указывать на усвоение белка мясосодержащего продукта.

134

word image 875 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 5.4 – Содержание общего белка в крови лабораторных животных

Коррелируют с повышением содержания общего белка и другие показатели крови лабораторных животных.

Как известно, образование мочевины в здоровом организме зависит от

характера питания и с повышением белковой составляющей рациона концентрация мочевины может повышаться.

На фоне увеличения содержания белка в комбикормах по сравнению с

общевиварным рационом в крови животных обеих групп произошло достоверное увеличение содержания мочевины (рисунок 5.5).

У животных контрольной группы количество мочевины крови возросло с 12,68 мг% в начале опытного периода до 16,55 мг% в конце, у животных опытной группы, соответственно, – с 17,14 до 34,46 мг%. В относительном выражении увеличение этого показателя составило треть в контрольной группе и 101,1 % – в опытной, что также указывает на усвоение белка из мясосодержащего продукта животными опытной группы.

Позитивно в данном случае можно трактовать и снижение активности клеточных ферментов: аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ).

word image 876 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 5.5 – Увеличение содержания мочевины в крови лабораторных животных

Количество АЛТ в крови животных контрольной группы понизилось с 55 до 32 ед/л, а в крови животных опытной группы с 52 до 38 ед/л. Количество АСТ в крови животных контрольной группы понизилось с 261 до 118 ед/л, а в крови животных опытной группы с 192 до 153 ед/л. Хотя в доступной литературе не найдено референсных значений активности этих ферментов для мышей, снижение активности АЛТ и АСТ свидетельствует об отсутствии повреждений печени животных. Так можно утверждать потому, что к повышению уровня трансаминаз в крови приводит увеличение скорости обновления ферментов на фоне повреждения клеток печени.

Также в крови животных обеих групп достоверно возросло содержание креатинина (рисунок 6.4).

На рисунке 6.4 видно, что при начальном содержании креатинина в крови контрольных мышей 6,44 ммоль/л, а в крови опытных животных 5,63 ммоль/л, к концу опытного периода, показатели сравнялись и достигали 23,5 ммоль/л. В относительном выражении увеличение содержания креатинина составило 365 % в контрольной группе и 417 % – в опытной. Это также может свидетельствовать о лучшем усвоении белка корма животными опытной группы и об увеличении объема мышечной массы.

Следует подчеркнуть, что в нашем случае это первая попытка проведения доклинических испытаний нового пищевого продукта. Несмотря на то, что дизайн эксперимента имеет некоторые недостатки, приобретенный опыт позволит учесть их при проведении доклинических испытаний пищевых продуктов в дальнейшем.

word image 877 Разработка рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья (Том 1)

Рисунок 6.4 – Динамика активной кислотности (а) и вязкости (б) образцов десертной пасты в хранении

По совокупности полученных данных: прирост массы тела, улучшение ряда биохимических показателей крови и общего состояния лабораторных животных можно утверждать о хорошем усвоении разработанного мясосодержащего продукта.

5.4 Классификация разработанных продуктов по ингредиентному составу и рекомендации по применению продуктов

В отношении функциональных пищевых продуктов понятийный аппарат сформулирован в ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» [34].

Кодированные обозначения функциональных пищевых ингредиентов и информация об отличительных признаках их пищевой ценности и эффективности специализированных и функциональных пищевых продуктов, а также функциональных пищевых ингредиентов декларируются в маркировке и/или в рекламе таких продуктов с учетом требований ГОСТ Р 54059-2010 и 55577-2013 [35, 40].

При использовании в качестве функциональных пищевых ингредиентов известных биологически активных добавок с учетом рекомендуемых для них доз, экспертиза содержащего их функционального пищевого продукта не требует дополнительной оценки его эффективности в эксперименте [40].

Пищевая и энергетическая ценность продукта мясосодержащего, изготовленного по разработанной технологии, представлена в таблице 5.12.

137

Таблица 5.12 – Пищевая и энергетическая ценность продукта мясосодержащего

Наименование показателя Значение показателя
Массовая доля белка %, не менее 30,0
Массовая доля жира %, не более 16,0
Массовая доля соли %, не более 2,5
Остаточная активность кислой фосфатазы %, не более 0,006

Согласно рецептуре, содержание мясных ингредиентов в разработанном

продукте составляет 35 %. Таким образом, он будет являться

«мясосодержащим продуктом» – пищевым продуктом, изготовленным с использованием немясных ингредиентов, в рецептуре которого массовая доля мясных ингредиентов свыше 5 % до 60 % включительно [33]. При заявленном соотношении компонентов продукт имеет до двух раз повышенное содержание белка по сравнению с жиром при невысокой калорийности продукта.

Степень удовлетворения суточной физиологической потребности в белке продуктом мясосодержащим в соответствии с нормами физиологической потребности [75] представлена в таблице 5.13.

Таблица 5.13 – Степень удовлетворения суточной физиологической потребности в белке у населения разных групп физической активности

Группы физической

активности населения

Нормы физиологических

потребностей, г/сутки

Степень

обеспечения, %

Мужчины
I 65-72 48,3-43,6
II 72-80 43,6-39,3
III 84-94 37,4-33,4
IV 96-108 32,7-29,1
V 104-117 30,2-26,8
Женщины
I 58-61 54,1-51,5
II 63-66 49,8-47,6
III 72-76 43,6-41,3
IV 82-87 38,3-36,1

При употреблении 100 г продукта мясосодержащего потребность в белке удовлетворяется больше, чем на 25 % от рекомендуемой суточной

физиологической нормы для всех групп населения, включая мужчин- спортсменов, имеющих очень высокую физическую активность. На основании данных расчетов в информации об отличительных признаках можно указывать: продукт мясосодержащий белковый функционального назначения.

138

При введении в молочное сырье немолочных компонентов также возникают вопросы классификации, которые регулируются отраслевым ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции». В современном представлении продукты, вырабатываемые из молочного и немолочного сырья, в зависимости от итогового состава, подразделяются на три группы: молочные, молочные составные и молокосодержащие [105]. Регламентирующий показатель в терминах «молочные, молочные составные и молокосодержащие» – сухие вещества готового продукта и особенно содержание молочного жира и белка.

Руководствуясь определениями ТР ТС «О безопасности молока и молочной продукции» и, опираясь на состав разработанных продуктов установлена их принадлежность к соответствующей группе.

В соответствии с рецептурой, молочный составной продукт с сиропом для питания спортсменов имеет сбалансированный состав и повышенную пищевую плотность. Данный продукт содержит значительную доля немолочных ингредиентов – 4,0 кг крахмала и 22,18 кг фруктово-ягодного сиропа на 100 кг готового продукта. Однако в готовом продукте общая масса составных частей молока равна 73,62 кг, а прочих ингредиентов – 26,38 кг, что соответствует понятию «молочный составной» продукт, в котором составных частей молока должно быть более 50 %, а в мороженом и сладких продуктах переработки молока – более 40 %. Учитывая, что массовая доля сухих веществ продукта составляет от 48,9 до 49,0 %, рассчитанная масса сухих веществ молока равна 28,9 кг, а сухих веществ немолочного происхождения – 20,0 кг. В относительном выражении сухие вещества молочных компонентов составляют 59,1 % и, соответственно, 40,9 % – для не молочных. Следовательно, данный продукт по количеству составных частей молока и по массе сухих веществ компонентов молочного сырья однозначно классифицируется как «молочный составной»1.

  1. «молочный составной продукт» должен быть произведен из молока и (или) его составных частей, и (или) молочных продуктов с добавлением или без добавления побочных продуктов переработки молока (за исключением побочных продуктов переработки молока, полученных при производстве молокосодержащих продуктов) и немолочных компонентов (за исключением жиров немолочного происхождения, вводимых в состав как самостоятельный ингредиент (не распространяется на молочную продукцию для питания детей раннего возраста, при производстве которой используются жиры немолочного происхождения)), которые добавляются не в целях замены составных частей

Пищевая и энергетическая ценность молочного составного продукта с сиропом, в соответствии с разработанной документацией (СТО 00493250-012-2020) приведена в таблице 5.14.

139

Таблица 5.14 – Пищевая и энергетическая ценность молочного составного продукта с сиропом

Наименование показателя Значение показателя
Массовая доля сухих веществ, %, не менее 45,0
Массовая доля влаги, %, не более 55,0
Массовая доля белка, %, не менее 7,5
Массовая доля жира %, не менее 7,5
Массовая доля углеводов, %, не менее 30,0
Энергетическая ценность (калорийность), ккал/кДж 218/911

Из этих данных очевидно, что в молочном составном продукте с сиропом для питания спортсменов соблюдается баланс макронутриентов, выражаемый соотношением между белками, жирами и углеводами (по массе) 1:1:4.

Также из данных таблицы 5.14 следует, что продукт отличается высоким содержанием сухих веществ и относится к продуктам со средней калорийностью. В информации об отличительных признаках продукта, в соответствии с требованиями стандарта «Продукты пищевые функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности» можно заявлять, что данный пищевой продукт служит источником белка [40]. Это справедливо потому, что, во-первых, 13,76 % энергетической ценности данного продукта обеспечивается белком и, во- вторых, потому, что 7,5 г белка в 100 г продукта составляют более 5 % от суточной потребности в белке даже для мужчин V группы физической активности.

Порция молочного составного продукта с сиропом для питания спортсменов массой 100-200 г может рекомендоваться любым спортсменам, включая мужчин V группы физической активности, в качестве первого завтрака, энергетическая ценность которого должна равняться от 10 % до 25

% общей суточной калорийности пищи. Такое же количество продукта обеспечит от 5 % до 10 % суточной калорийности рациона, и, следовательно,

молока. При этом в готовом продукте составных частей молока должно быть более 50 %, в мороженом и сладких продуктах переработки молока – более 40 %.

может рекомендоваться во время полдника спортсменов с разными энергозатратами. В силу того, что содержание белков, жиров и углеводов в десертной пасте сбалансировано в соответствии с физиологической потребностью, продукт может рекомендоваться для полноценного перекуса и создания углеводных запасов перед выполнением длительной физической нагрузки умеренной или переменной мощности, поскольку наряду с низкомолекулярными содержит высокомолекулярные углеводы. Калорийность углеводов в десертной пасте составляет 55 % от общей калорийности, а одновременное сочетание белков и углеводов способствует активации анаболических процессов в восстановительный период. Следовательно, порцию продукта массой 200 г также можно рекомендовать сразу после физической нагрузки с целью ускорения ресинтеза гликогена, особенно при массе тела спортсмена около 60 кг. В таких случаях обеспечивается оптимальное поступление 1 г углеводов на 1 кг массы тела [127, 128], а калорийность порции составляет от 14,3 % до 10,4 % при общей энергетической ценности рациона, соответственно, от 3050 до 4200 ккал.

140

Высокое содержание углеводов в продукте обязывает учитывать общие рекомендации диетологов, которые сводятся к тому, что потребление добавленного сахара не должно превышать 10 % от калорийности суточного рациона. Поскольку основная масса углеводов в рецептуре обеспечена моно- и дисахаридами, эту особенность следует принимать во внимание, так как она может послужить ограничивающим моментом при рекомендациях к употреблению продукта. Калорийность низкомолекулярных углеводов составляет 104 ккал в 100 г продукта, следовательно, для спортсменов с высокими энергозатратами, включая мужчин V группы физической активности, максимальное количество данного продукта в сутки может равняться 400 г. Спортсменам с невысоким уровнем физической активности, в 2500 ккал в сутки и ниже, можно позволить не более 200 г данного продукта.

Молочный составной продукт с сиропом можно рекомендовать для питания спортсменов с целью быстрого восполнения затраченных метаболитов после физических нагрузок, поскольку, во-первых, между макронутриентами продукта существует нужный физиологический баланс, во-вторых, все ингредиенты относятся к легко усваиваемым, что способствует активации восстановительных процессов. По причине значительного содержания жира, который находится в быстро усваиваемой эмульгированной форме, продукт рекомендуется также спортсменам третьей и четвертой групп видов спорта, у которых преобладает аэробный механизм обеспечения мышц энергией и высокие суточные энергозатраты.

Подобные расчеты для углеводно-белкового геля на основе НФ- концентрата, выполненные с учетом состава рецептурных компонентов (таблица 4.5) и на основании макронутриентного состава продукта (таблица 5.15), показали, что доля сухих веществ молока в сухих веществах готового продукта составляет 44,12 %. В соответствии с определением молочного составного продукта содержание составных частей молока должно быть более 40 % в сладких продуктах переработки молока. Следовательно, углеводно- белковый гель на основе НФ-концентрата молочной сыворотки относится к группе «молочных составных» продуктов.

141

Таблица 5.15 – Пищевая и энергетическая ценность углеводно-белкового геля на основе НФ-концентрата

Наименование продукта Массовая доля, % Энергетическая

ценность (калорийность), кДж/ккал

жир белок углеводы
Углеводно-белковый гель на

основе НФ-концентрата молочной сыворотки

0,5 5,0 26,0, в т.ч.

сахарозы 12,0

130,0/550,0

В таблице 5.16 представлено содержание незаменимых аминокислот в контрольном образце продукта без КСБУФ-80 и в продукте в соответствии с рецептурой.

Таблица 5.16 – Аминокислотный скор углеводно-белкового геля на основе НФ-концентрата

Аминокислота Содержание аминокислоты, мг/1 г белка Аминокислотный скор, %
Эталон НФ-концентрат Гель НФ-концентрат Гель
Валин 50 31,5 55 63 110
Лейцин 70 8,0 60 12 86
Изолейцин 40 1,5 50 4 125
Лизин 55 35,0 103 65 188
Метионин +

Цистеин

35 5,5 30 16 87
Треонин 40 60,5 86 153 216
Триптофан 10 11,0 15 112 151
Фенилаланин + Тирозин 60 19,5 60 33 100

Из этих данных очевидно, что использование в составе геля КСБУФ-80 значительно улучшает аминокислотный состав готового продукта. Разработанная рецептура позволяет перевести большинство незаменимых аминокислот, за исключением лейцина и серосодержащих (метионин и цистеин) из разряда лимитирующих.

142

По условиям использования информации об отличительных признаках функциональных пищевых продуктов, продукт является источником белка для детей, подростков, женщин, а также мужчин, которые относятся к I и II группам физической активности [75]. В этих случаях количество белка в 100 г продукта составляет не менее 5 % от суточной потребности в белке, причем 15 % энергетической ценности пищевого продукта обеспечивается белком.

Углеводно-белковый гель на основе НФ-концентрата молочной сыворотки, как видно из таблицы 5.15, содержит 26,0 % углеводов, представленных моно- и дисахаридами, которые способны быстро усваиваться при переваривании. Продукты с такими видами углеводов рекомендуются для включения в рационы спортсменов сложнокоординационных видов спорта анаэробной направленности (спортивная и художественная гимнастика, фигурное катание, прыжки в воду) после выполнения физической нагрузки высокой интенсивности [7]. Биологическая ценность геля улучшена использованием НФ-концентрата молочной сыворотки, что выгодно отличает их от других классических десертных продуктов.

Массовая доля углеводов в углеводно-белковом геле на основе НФ-концентрата молочной сыворотки равная 26,0 %, обеспечивает 82,1 % от общей калорийности продукта, следовательно, продукт рекомендуется для создания, поддержания и восстановления запасов гликогена. Поскольку наиболее активный ресинтез гликогена наблюдается в первые часы после физической нагрузки, гель целесообразно употреблять непосредственно по окончании упражнений. Порция десерта массой 200 г рекомендуется спортсменам с массой тела около 50 кг, что обеспечит поступление 1 г углеводов на 1 кг массы тела, требуемое для быстрого пополнения углеводных запасов в организме.

Согласно рецептуре, содержание сухих веществ молочного происхождения в сухих веществах кефирного напитка функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа составляет 36 %. Таким образом, продукт будет отвечать определению «молокосодержащий продукт»2, в соответствии с требованиями ТР ТС 033/2013 [105].

  1. «молокосодержащий продукт» должен быть произведен из молока, и (или) его составных частей, и (или) молочных продуктов, и (или) побочных продуктов переработки

Продукт изготавливается по технологии кефира и является его аналогом, поэтому по рекомендациям ГОСТ 32253-2013 «Продукция молочных предприятий. Рекомендации к формированию наименований продуктов» наименование продукта будет «Напиток кефирный» [27].

143

В 100 г продукта содержится: молочного белка 3,0 г, белка какао 3,6 г, белка гречневой муки 1,1 г. Следовательно, функциональность продукта в данном макронутриенте по требованиям ГОСТ Р 55577-2013 «Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности» подтверждается содержанием не менее 15 % суточной физиологической потребности в белке в порции продукта объемом 200 см3. Макронутриентный состав и энергетическая ценность продукта представлена в таблице 5.17.

Таблица 5.17 – Пищевая и энергетическая ценность кефирного напитка функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа

Состав молочной основы Пищевые вещества,

г/100 г напитка

Энергетическая

ценность (калорийность), ккал/кДж

Жир Белки Углеводы
Обезжиренное молоко с

гречневой мукой, какао- порошком и фруктозой

2,5 7,7 9,17 350/90,0

Также анализом минерального состава продукта, выполненным в аккредитованной лаборатории, подтверждена функциональная особенность в отношении биогенного микроэлемента – железа, содержание которого в порции продукта объемом 200 см3 составляет 21,6 мг (согласно СТО 00493250-014-2020 – (106±35) мг/дм3).

Учитывая физиологическую потребность в белке в соответствии с МР 2.3.1.2432-08 «Рациональное питание. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» [75], продукт является источником белка для мужчин с низкой и средней физической активностью (II и III группы) и женщин со средней и высокой физической активностью (III и IV группы).

молока и немолочных компонентов, по технологии, предусматривающей возможность замещения молочного жира в количестве не более 50 процентов от жировой фазы исключительно заменителем молочного жира и допускающей использование белка немолочного происхождения не в целях замены молочного белка, с массовой долей сухих веществ молока в сухих веществах готового продукта не менее 20 процентов

Установлено, что содержание железа в 100 см3 продукта составляет 10,8 г, что соответствует 100 % от суточной потребности в данном минеральном элементе для мужчин и более 50 % этого показателя для женщин. Порция в 200 см3 продукта удовлетворяют суточную физиологическую потребность в железе у мужчин на 200 %, у женщин – на 120%, что не превышает верхнего допустимого уровня потребления в соответствии с «Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно- эпидемиологическому надзору (контролю)». Таким образом напиток кефирный имеет функциональное назначение не только в отношении белка, но и в отношении железа.

144

При систематическом потреблении порции 100 см3 «Напитка кефирного

функционального назначения с высоким содержанием белка и железа» ожидаемый благоприятный эффект включает следующие отличительные признаки:

  • высокое содержание белка способствует наращиванию мышечной массы, высокое содержание железа – нормализации энергетического обмена, нормализации синтеза гемоглобина и миоглобина, нормализации транспорта кислорода в организме [35].

С учетом массовой доли белка, содержащегося в кисломолочном продукте для питания спортсменов «Халва» можно заключить, что он может быть отнесен к продуктам с высоким содержанием белка, так как энергетическая ценность, обусловленная содержанием белка в продукте составляет 33,9 ккал, что превышает 12 % от его общей энергетической ценности (таблица 5.18).

Таблица 5.18 – Пищевая и энергетическая ценность кисломолочного продукта для питания спортсменов «Халва»

Состав молочной основы Пищевые вещества,

г/100 г напитка

Энергетическая

ценность (калорийность), ккал/кДж

Жир Белки Углеводы
Обезжиренное молоко с

гречневой мукой, какао- порошком и фруктозой

0,6 8,4 8,3 72/521

При разовой порции продукта равной 100 г кисломолочный составной продукт для питания спортсменов «Халва» является функциональным по содержанию различных витаминов и минеральных веществ, а именно является

источником витаминов В1, В5 и меди. Витамины В1 и В5 содержатся в 100 г продукта в количестве 26,67 и 16,5 % от суточной потребности, соответственно, а количество меди составляет 21,25 % от суточной потребности.

145

Наряду с пищевой и энергетической ценностью кисломолочного продукта для питания спортсменов «Халва» была определена и его биологическая ценность.

Одним из основных критериев при определении биологической ценности пищевого продукта является состав его белков. С учетом того, что разрабатываемый продукт является источником белка, интерес представляет оценка аминокислотного состава содержащихся в нем белков. Содержание незаменимых аминокислот в образце продукта, содержащего 12,5 % муки подсолнечной, представлено в таблице 5.19.

Таблица 5.19 – Содержание незаменимых аминокислот в образце продукта

Аминокислота «Идеальный белок» Содержание незаменимых аминокислот, г/100 г
продукта белка
Триптофан 1 0,132 1,558
Треонин 4 0,374 4,415
Изолейцин 4 0,474 5,585
Лейцин 7 0,718 8,471
Лизин 5,5 0,475 5,597
Метионин + Цистин 3,5 0,347 4,096
Фенилаланин + Тирозин 6 0,761 8,968
Валин 5 0,539 6,361

На основании данных, представленных в таблице 5.18, были проведены расчеты аминокислотного скора и коэффициента утилитарности. Результаты расчета представлены в таблице 5.20

При расчете аминокислотного скора каждой аминокислоты, выделяют одну, скор которой минимален. Полученное значение скора лимитирующей аминокислоты определяет биологическую ценность и усвояемость исследуемого белка. Лимитирующей аминокислотой в разрабатываемом продукте является лизин. Коэффициент утилитарности аминокислотного состава имеет практическое значение, так как возможность утилизации аминокислот организмом предопределена минимальным скором одной из них. Обобщающий коэффициент утилитарности аминокислотного состава белка

продукта, численно характеризует степень сбалансированности незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме (эталону). Показатели биологической ценности разработанного продукта в сравнении с контрольным образцом обезжиренного молока и пахты в соотношении 1:2 без муки подсолнечной представлены в таблице 5.21.

146

Таблица 5.20 – Биологическая ценность кисломолочного продукта для питания спортсменов «Халва»

Аминокислота Аминокислотный скор,

%

Коэффициент

утилитарности

Триптофан 155,808 0,653
Треонин 110,370 0,922
Изолейцин 139,630 0,729
Лейцин 121,020 0,841
Лизин 101,764 1,000
Метионин + Цистин 117,040 0,869
Фенилаланин + Тирозин 149,469 0,681
Валин 127,211 0,800

Таблица 5.21 – Показатели биологической ценности кисломолочного продукта для питания спортсменов «Халва»

Показатель Обозначение Значение показателя
контроль продукт
Коэффициент сбалансированности

аминокислотного состава

U 0,711 0,813
Коэффициент разбалансированности

аминокислотного состава

R 0,289 0,187
Показатель «сопоставимой

избыточности»

σ 14,656 8,271
Индекс незаменимых аминокислот ИНАК 1,393 1,337

На основании данных, представленных в таблице 5.21, можно сделать вывод о хорошей сбалансированности белка кисломолочного составного продукта «Халва» для спортивного питания по отношению к контрольному образцу. Так коэффициент сбалансированности аминокислотного состава разработанного продукта превышает значение этого показателя для контрольного образца на 12,5 %, а КРАС на 35,2 % ниже в сравнении с контролем. Кроме того, образце разработанного продукта показатель

сопоставимой избыточности значительно – на 43,6 % – ниже, чем в контрольном образце. Полученное значение данного показателя свидетельствуют о том, что незаменимые аминокислоты разработанного продукта в большей степени используются (усваиваются) организмом в ходе метаболических процессов в сравнении с контрольным образцом. Вероятно, снижение данного показателя связано с составом и количественным содержанием аминокислот, входящих в состав муки подсолнечной.

147

Значение показателя ИНАК для ферментированного молочного составного продукта для спортивного питания на 4 % выше, чем для контрольного образца, что означает наличие большего количества незаменимых аминокислот в разработанном продукте.

Таким образом можно заключить, что введение в состав кисломолочного продукта «Халва» для питания спортсменов муки подсолнечной позволяет повысить его биологическую ценность и выносить на упаковку информацию о том, что продукт способствует наращиванию мышечной массы.

Отличительные признаки созданных продуктов по разработанной классификации в сравнении с требованиями действующей нормативной базы представлены в таблице 5.22.

Из этих данных видно, что в соответствии с действующей нормативной документацией на функциональные продукты, наибольшее внимание уделяется содержанию жира и белка в продуктах. Такой подход можно считать упущением в плане продуктов, ориентированных на спортсменов, поскольку при любой физической нагрузке важным источником энергии являются углеводы.В четырех разработанных продуктах содержание углеводов довольно значительное: 30,0 % – в молочным составном продукте с сиропом, 26,0 % – в углеводно-белковом геле на основе НФ-концентрата, 9,17 % – в кефирном напитке с повышенным содержанием белка и железа, 8,3 – в кисломолочном продукте «Халва». Однако в дополнительной информации, выносимой на упаковку, в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55577-2013

«Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности», эти продукты позиционируются, главным образом, как белковые, что может вводить потребителей в заблуждение относительно истинной пищевой ценности данных продуктов.

В предлагаемой классификации молочный составной продукт с сиропом, углеводно-белковый гель на основе НФ-концентрата, кефирный напиток с повышенным содержанием белка и железа, и кисломолочный продукт «Халва» позиционируются не только как источники белков или жиров, но и углеводов.

Таблица 5.22 – Соответствие разработанных продуктов требованиям действующей нормативной документации и предлагаемой классификации

148

Вид продукта Классификационные признаки в

соответствии с требованиями

ГОСТ Р 55577-2013 Разработанная

классификация

Продукт мясосодержащий

белковый функционального назначения для спортсменов

Источник белка Белковый
Молочный составной продукт с

сиропом для питания спортсменов

Источник белка Сбалансированная формула
Углеводно-белковый гель для

спортивного питания на основе НФ-концентрата

Источник белка Обезжиренный Легкая формула

углеводного профиля

Кефирный напиток

функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа

Источник белка и железа Легкая формула белкового профиля
Кисломолочном продукте для питания спортсменов «Халва» С высоким

содержанием белка С низким содержанием жира

Легкая формула белкового профиля

Все разработанные продукты изготовлены из экологически чистого сельскохозяйственного сырья (Приложение В), не содержат консервантов и включают значительную долю молочных ингредиентов. Макро- и микронутриенты молока относятся к одним из самых легко усваиваемых. Если у потребителя нет непереносимости лактозы или аллергии на молочные белки, то данные продукты не имеют ограничений к употреблению и рекомендуются в любом периоде спортивного макроцикла для всех четырех групп спорта: 1 – без значительных физических нагрузок, 2 – кратковременные значительные физические нагрузки, 3 – большой объем и интенсивность физических нагрузок и 4 – длительные напряженные физические нагрузки. Единственное ограничение употребления продуктов связанно с общей энергетической ценностью рациона. Обобщенные рекомендации для спортсменов по употреблению разработанных продуктов представлены в таблице 5.23.

Таблица 5.23 – Рекомендации по применению разработанных продуктов

149

Вид продукта Период (подготовительный, соревновательный и восстановительный) и цель применения
Продукт мясосодержащий белковый функционального назначения для спортсменов в любом периоде:

– после нагрузки – источник белка и жира

Молочный составной продукт с сиропом для питания спортсменов влюбомпериоде:

  • перед физическими нагрузками повышенной и умеренной интенсивности – сбалансированный источник белка, жира и углеводов
  • после нагрузок для быстрого восстановления – сбалансированный источник белка, жира и углеводов
Углеводно-белковый гель для спортивного питания на основе НФ-концентрата влюбомпериоде:

  • перед физическими нагрузками переменной и умеренной интенсивности – источник белка и углеводов в соревновательном и восстановительном периоде:
  • после нагрузок для быстрого восстановления –

источник белка и углеводов

Кефирный напиток функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа влюбомпериоде:

  • после нагрузок для быстрого восстановления –

источник железа, белков, жиров и углеводов

  • для уменьшения голода перед сном
Кисломолочном продукте для питания спортсменов

«Халва»

в любом периоде:

  • после нагрузок для быстрого восстановления –

источник белков и углеводов

  • для уменьшения голода перед сном

Следует особо отметить, что спортсмены высокой квалификации требуют дополнительного диетологического сопровождения и индивидуальных методических рекомендаций, учитывающих фазное состояние организма, массу тела спортсмена, время и сроки потребления продуктов, продолжительность и интенсивность тренировок и другие особенности.

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПОСТАНОВКА НА ПРОИЗВОДСТВО РАЗРАБОТАННЫХ ПРОДУКТОВ

150

В производстве молочных, молочных составных и молокосодержащих продуктов принят нормативный метод учета расходования сырья и материалов. Норма расхода сырья на единицу молочной продукции – это важнейшие показатели эффективности работы предприятия. Нормы расхода сырья представляют теоретический расход сырья на выпуск продукции за вычетом технологических потерь и отходов производства, которые зависят от годового объема переработки, организации производства, технического состояния оборудования, качества перерабатываемого сырья и ряда других факторов. Показателем, понижающим выход продукта, является загрузка оборудования. При среднесуточной выработке продукта менее 50 % сменной мощности цеха, нормы расхода сырья возрастают на 0,3 % [18].

6.1 Расчет технико-экономических показателей разработанных продуктов

Расчеты себестоимости, прибыли и цен на продукты выполнены на основании рецептур разработанных продуктов (Приложение Ж). Себестоимость продукции определена как сумма издержек, которые несет предприятие по изготовлению продуктов и их последующей реализации: траты, связанные с закупкой сырья и материалов, необходимых для производства, оплатой труда работников, транспортировкой, хранением и реализацией готовой продукции.

Себестоимость складывалась из суммы переменных и постоянных затрат. Переменные затраты определялись объемом выпуска продукции и включали стоимость сырья и материалов, транспортно-заготовительные расходы, энергозатраты. Постоянные затраты, не зависящие от объема производства, включали затраты на повременную заработную плату с отчислениями, цеховые, общезаводские расходы, затраты на подготовку и освоение продукции, расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, и пр. В расчете стоимости сырья использовали среднюю по России цену за 2018- 2019 годы за 1 т сырого молока 24,43 тыс. руб. Цена 1т обезжиренного молока и 1 т пахты принята в размере 50 % от стоимости цельного молока и составляет 12,22 тыс. руб. В производстве сквашенных продуктов, учитывая стоимость закваски, цена 1 т обезжиренного молока и пахты принята 12,5 тыс. руб.

Списание сырья, вспомогательных материалов, химикатов, реактивов, тары и упаковочных материалов на выработку 1000 кг готовых продуктов производится по фактическому расходу в пределах, не превышающих установленные предприятием индивидуальные нормы расхода сырья и материалов, утвержденные в установленном порядке.

151

Объем производства и реализации продукции, при котором расходы будут компенсированы доходами, определяли, как точку безубыточности по формуле:

Зпост ⋅ В

ТБУ = Цо – Зперем

где: ТБУ – точка безубыточности, т;

Зпост – постоянные затраты на единицу продукции, тыс. руб; В – выпуск продукции за год, т;

Цо – оптовая цена на единицу продукции, тыс. руб;

Зперем – переменные затраты на единицу продукции, руб.

Итоговые данные расчетов приведены в таблице 2 приложения Ж.

Расчет точки безубыточности показал, что при планируемых объемах выпускаемых продуктов по 1 т в сутки или 360 т в год, предприятия будут иметь гарантированную прибыль (таблица 6.1).

Таблица 6.1 – Показатели экономической эффективности разработанных продуктов

Вид продукта Точка

безубыточности, т

Прибыль от

реализации, тыс. руб/т продукта

Продукт мясосодержащий

белковый

123 35,2-38,8
Молочный составной продукт с

сиропом

129 39,2-39,9
Углеводно-белковый гель на

основе НФ-концентрата

225 56,8-98,8
Кефирный напиток с повышенным содержанием белка и железа 204 7,90-8,32
Кисломолочном продукте для питания спортсменов «Халва» 200 4,24-4,51

Таким образом, результаты расчета, выполненные на основании рецептур, с учетом суммы всех издержек, которые несет предприятие по изготовлению продуктов и их последующей реализации, показали высокую экономическую эффективность от внедрения разработанных технологий.

152

6.2 Проведение производственных испытаний разработанных технологий

Проведение производственных испытаний показало надежность разработанных технологических схем и применимость разработанных технологий в условиях промышленного производства. Предложенные технологии прошли производственные проверки на ООО «Вологодский колбасный завод» и АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина (Приложение Г).

Народно-хозяйственное значение разработанных рецептур и технологий переработки сельскохозяйственной продукции в экологически чистые функциональные продукты спортивного питания на основе молочного и немолочного сырья обусловлено производственной и социальной эффективностью. Она складывается из таких показателей, как:

  • целевое использование различного сельскохозяйственного сырья;
  • увеличение существующей загрузки промышленного оборудования предприятий пищевой отрасли;
  • насыщение рынка качественными и недорогими отечественными продуктами, полноценно заменяющими импортные аналоги;
  • расширение ассортимента экологически чистых функциональных пищевых продуктов, ориентрованных на спортсменов и лиц с повышенной физической активностью.

Научные положения, результаты физико-химических, биохимических, реологических исследований, практические решения по созданию рецептур и технологий специализированных продуктов питания, полученные при выполнении работы внедрены в учебный процесс и используются непосредственно в образовательных технологиях и методическом обеспечении таких дисциплин, как «Химия пищевых производств», «Пищевая химия», «Биохимия», «Реология», «Биохимия сельскохозяйственной продукции» и др. в направлениях подготовки бакалавриата (15.03.02 Технологические машины и оборудование, 19.03.03 Продукты питания животного происхождения, 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции) и аспирантуры (19.06.01 Промышленная экология и биотехнологии).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

153

По материалам исследований, выполненных в разделах 4 и 5, а также на основании результатов установления сроков годности продуктов, разработаны и утверждены в установленном порядке нормативные документы на производство следующих продуктов.

ТУ 10.13.14-008-00493250-2020 «Продукт мясосодержащий белковый функционального назначения для спортсменов». Основная масса продукта – филе куриной грудки, дополнительный источник белка животного происхождения – молочное сырье. Введение в рецептуру концентрата сывороточного белка и сухого молока позволило до трех раз повысить содержание белка в сравнении с жиром при невысокой калорийности продукта. При употреблении 100 г паштета потребность в белке удовлетворяется больше, чем на 25 % от рекомендуемой суточной физиологической нормы для всех групп населения, включая мужчин-спортсменов, имеющих очень высокую физическую активность. Достоинством продукта является повышенная биологическая ценность и отсутствие пищевых добавок, имеющих химическую природу: нитрита натрия, глутамата натрия и др.

СТО 00493250-012-2020 «Молочный составной продукт с сиропом для питания спортсменов» включает только молочный белок, жир коровьего молока, углеводы молочного и немолочного происхождения. Базовый состав продукта отличается умеренным содержанием жира (7,5 %), достаточно высоким содержанием белка (7,5 %) и углеводов (30,0 %) и имеет оптимальное соотношение макронутриентов, равное 1:1:4 между белками, жирами и углеводами, соответственно. Продукт имеет типичные пастообразные качества: преобладание вязкостных свойств над упругими, формоустойчивость, способность хорошо намазываться. Для производства продукта может применяться традиционное оборудование молочных предприятий. Благодаря высокой пищевой ценности и сбалансированному составу между макронутриентами, продукт рекомендуется спортсменам нескольких групп спорта в подготовительный, соревновательный и восстановительный периоды как источник белка, жира, углеводов.

СТО 00493250-015-2020 «Углеводно-белковый гель для спортивного питания на основе нанофильтрата-концентрата творожной сыворотки» при массовой доле сухих веществ молока 44,12 % в сухих веществах готового продукта относится к группе «молочных составных» продуктов. Концентрат сывороточного белка в составе геля значительно улучшает аминокислотный состав готового продукта, позволяя перевести большинство незаменимых аминокислот, за исключением лейцина и серосодержащих (метионин и

цистеин) из разряда лимитирующих. Продукт является источником белка для детей, подростков, женщин, а также мужчин I и II групп физической активности. Гелевая форма удобна спортсменам в поездках, на сборах, в отсутствии условий для приготовления пищи, при этом продукт готов к употреблению без дополнительной кулинарной обработки.

154

СТО 00493250-014-2020 «Кефирный напиток функционального назначения с повышенным содержанием белка и железа» изготавливается по технологии кефира. Порция продукта в 200 см3 удовлетворяет суточную потребность в белке на 24 %. Содержание в 100 см3 продукта железа составляет 10,8 г или более 30 % от суточной потребности в минеральных веществах (железе). Ожидаемый благоприятный эффект при систематическом потреблении порции 100 см3 напитка кефирного функционального назначения с высоким содержанием белка и железа: наращивание мышечной массы, нормализация энергетического обмена, нормализация синтеза гемоглобина, миоглобина и транспорта кислорода в организме.

СТО 00493250-013-2020 «Кисломолочный продукт для питания спортсменов «Халва»», содержащий 12,5 % муки подсолнечника, имеет высокое содержание белка, так как энергетическая ценность, обусловленная содержанием белка в продукте находится в диапазоне от 38,8 до 49,3 % от его общей энергетической ценности. Разовая порция 100 г продукта является функциональной в отношении тиамина (витамин В1) и ниацина (витамин В5). Введение в состав продукта муки подсолнечника значительно повышает содержание таких макроэлементов, как магний и фосфор и таких микроэлементов, как медь, селен и марганец.

Комплекты нормативных документов на производство продуктов представлены в Томе 2 отчета о НИР.

Материалыисследованийдоложены:

  • на IV Международной молодежной научно-практической конференции

«Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов –

регионам», 25 апреля 2019 года (Вологда);

  • на Всероссийской научно-практической конференции «Передовые достижения науки в молочной отрасли», 25 октября 2019 года (Вологда);
  • Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение технологического развития и повышения конкурентоспособности в пищевой и перерабатывающей промышленности», 27 ноября 2020 года (Краснодар);
  • Overview of the II International Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies – AGRITECH-IV-2020, 20 ноября 2020 года

– на XII Национальная научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания», 17- 18 декабря 2020 г. (Саратов)

155

По результатамНИР опубликованы статьи:

1. Novokshanova A. L., Matveeva N.О., Kuzin А.А. About Use of Serum in Creation of Food Carbohydrate-Protein Gel for Athletes / EC Nutrition 15.2 (2020): 01-03.

2. Разработка элементов системы менеджмента безопасности при производстве углеводно-белкового продукта / Н.О. Матвеева, В.Н. Родионов, А.Л. Новокшанова // Молочнохозяйственный вестник. – 2020. – № 2. – С. 191-199.

3. Молочный жир и сливочное масло в медико-биологическом и потребительском аспектах / А.Л. Новокшанова // Сборник материалов видеоконференции, посвященной 90-летию со дня рождения Ф.А. Вышемирского «Маслоделие сегодня: сырьё, качество, безопасность, методы производства, выбор оборудования». – 2020. С. 16-20. http://vniims.info/files/files/sbornik_videoconf_maslo_2020.pdf

4. Продукты сбалансированного состава для спортивного питания / Топникова Е.В., Новокшанова А.Л. // Молочная промышленность. 2020. № 8. С. 40-42.

5. Использование молочных белков для придания функциональных свойств мясному паштету / Г. Н. Забегалова, А. Л. Новокшанова // Сборник тезисов Всероссийской с международным участием онлайн-конференции «Современная биотехнология: актуальные вопросы, инновации и достижения». – Кемерово, 2020. – С. 73-74. http://bio- conf.kemsu.ru/files/sbornik.pdf

6. Изучение растворимости мальтодекстрина и концентрата сывороточных белков в молочном сырье / А. Л. Новокшанова, Н. О. Матвеева, К. А. Зайцев // Сборник тезисов Всероссийской с международным участием онлайн- конференции «Современная биотехнология: актуальные вопросы, инновации идостижения». – Кемерово, 2020. – С. 117-118. http://bio- conf.kemsu.ru/files/sbornik.pdf

7. Взаимосвязь углеводного состава мальтодекстрина и органолептических показателей концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией / А.Л. Новокшанова, Н. О. Матвеева, А.А. Невский // Ползуновский вестник. – 2020. – № 3. – С. 39-43.

8. Исследование состава и физико-химических свойств концентрата творожной сыворотки, полученного нанофильтрацией / Н. О. Матвеева, А.Л. Новокшанова, В.А. Шохалов // Молочнохозяйственный вестник. – 2020. – № 3. – С. 121-129.

9. Популяризация молока – актуальная задача молочной отрасли / А.Л. Новокшанова // Переработка молока. – 2020. – № 8. – С. 16-18.

10. Особенности белков молока / А.Л. Новокшанова // Переработка молока. – 2020. – № 10. – С. 30-35.

156

11. Обоснование выбора ингредиентов при разработке ферментированного продукта для спортивного питания / Куренкова Л.А., Куренков С.А. // Современные достижения биотехнологии. Техника, технологии и упаковка для реализации инновационных проектов на предприятиях пищевой и биотехнологической промышленности: материалы VII Международной научно-практической конференции (20-24 октября 2020 г.). – Пятигорск. – 2020 – Издательство ПФ СКФУ, Т I. – С.180-184. https://docs.google.com/document/d/1YAp5iU6047HMxXJToOookNMW_Kj9x0 L3bfGX2Wn-UIA/edit

12. Подбор ингредиентов рецептуры спортивного продукта на основе молочного сырья / Л.А. Петрова, Н. О. Матвеева, А.Л. Новокшанова // Всероссийская научно-практическая конференция «Передовые достижения науки в молочной отрасли», посвященная дню рождения Николая Васильевича Верещагина. Часть 1. – Вологда-Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2020. – С. 74-79.

13.Novokshanova A. L., Matveeva N.О., Kuzin А.А. Selection of thickening agents for whey concentrate Overview of the II International Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies – AGRITECH-IV-2020 // IOP Conference Series: Earth and Environmenatl Science. 2020. Vol. 421(2). https://conf.domnit.ru/ru/materialy/agritech-4-2020/

14. Novokshanova A. L. About the classification of specialized sports nutrition products Overview of the II International Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies – AGRITECH-IV-2020 // IOP Conference Series: Earth and Environmenatl Science. 2020. Vol. 421(2). https://conf.domnit.ru/ru/materialy/agritech-4-2020/

15. Вязкость и плотность пахты при внесении мальтодекстрина и концентрата сывороточных белков / Л.А. Петрова, К.А. Зайцев, А.Л. Новокшанова // Международная научно-практическая конференция «Научное обеспечение технологического развития и повышения конкурентоспособности в пищевой и перерабатывающей промышленности» 27 ноября 2020 года. – Краснодар.

http://kf-vniiz.ru/posts/mezhdunarodnoi-nauchno-prakticheskoi-konferentsii-nauchnoe- obesp

16. Влияние углеводной составляющей на структурно-восстановительные свойства углеводно-белкового геля для спортивного питания / А.Л. Новокшанова, Н.О Матвеева, А.А. Абабкова // Международная научно- практическая конференция «Научное обеспечение технологического развития и повышения конкурентоспособности в пищевой и перерабатывающей промышленности» 27 ноября 2020 года. – Краснодар. http://kf- vniiz.ru/posts/mezhdunarodnoi-nauchno-prakticheskoi-konferentsii-nauchnoe-obesp

157

Зарегистрированы заявки на патенты

– Заявка № 2020116661/10(027680) Углеводно-белковый гель для спортивного питания и способ его получения на основе нанофильтрата- концентрата творожной сыворотки

– Заявка № 2020129599/10(053137) Паштет белковый функционального назначения

173

Приложения

Автор НИР 

Оглавление

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *