МОЛОЧНЫЕ СЛИВКИ ДЛЯ ВЗБИВАНИЯ С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖИРА

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к молочной, продуктам функционального назначения.

Известны сливки с жирностью 10-30%, включающие добавку, выбранную из модифицированного крахмала с содержанием крахмала 1,5-4%, смеси модифицированный крахмал/мальтодекстрин с содержанием модифицированного крахмала 1,5-4% и содержанием мальтодекстрина 1-4% и смеси ксантан/мальтодекстрин с содержанием мальтодекстрина 1,5-4% и содержанием ксантана 0,1-0,4% (патент на изобретение RU №2198526, МПК. A23C 13/00, опубл. 20.02.2003).

К недостаткам данного изобретения следует отнести недостаточное количество белка, а также наличие химически модифицированного крахмала в его составе, что не соответствует современным тенденциям разработки функциональных продуктов.

Также известен молочный продукт, содержащий наполнители и предпочтительно сливки с содержанием жирного вещества не менее 30 мас. %, желатинообразующее средство и/или загуститель в количестве по отношению к общей массе продукта предпочтительно менее 0,3 масс. % (патент на изобретение RU №2010150149, МПК A23C 9/00, опубл. 20.06.2012).

К недостаткам данного изобретения следует отнести повышенное содержание жира и недостаточное количество белка, не соответствующее критериям потребления белка населением Российской Федерации, а также ограничению потребления насыщенных жиров.

Наиболее близким к заявленному изобретению являются кулинарные сливки (патент на изобретение WO 2004021804 A1, опубл. 18.03.2004), содержащие от 55 до 93 вес.% воды, от 5 до 45 вес.% жира, от 1 до 10 вес.% белка, от 0,5 до 10 вес.% крахмала и эффективное количество эмульгатора, выбранного из группы состоящего из полисорбата 60, полисорбата 65, полисорбата 80, а также эффективное количество стабилизатора.

К недостаткам данного изобретения следует также отнести недостаточное количество молочного белка (содержание порошковой пахты согласно изобретению составляет в среднем 4% вес., что соответствует 1,2% вес. содержания молочного белка в готовом продукте) и значительное содержание углеводов в результате введения добавки в виде крахмала. Жир выбран из группы, состоящей из растительного масла (соевое масло, подсолнечное масло, рапсовое масло, пальмовое масло, косточковое пальмовое масло, кокосовое масло, сафлоровое масло, кукурузное масло, оливковое масло, арахисовое масло, хлопковое масло), что свидетельствует о несбалансированности эссенциальных жирных кислот в его составе. Кроме того, эмульгаторы выбраны из группы химических веществ, включение которых в функциональные продукты нежелательно.

Технической задачей изобретения является создание молочных сливок для взбивания пониженной жирности, обладающих функциональными свойствами за счет включения полноценного белка, имеющих высокие потребительские качества, а также обеспечивающих широкий ассортимент продуктов с улучшенными текстурными характеристиками

Для решения поставленной задачи, в известном продукте, содержащем молочный продукт, стабилизатор и эмульгатор, в качестве молочного продукта используют молочные сливки 35% жирности, обезжиренное молоко 0,09-0,12% жирности и сывороточный белковый изолят, в качестве стабилизаторов используют группу пищевых волокон, а именно низкоэтерифицированный пектин (НЭП), альгинат натрия, λ-каррагинан, гуаровую камедь, ι-каррагинан, ксантан и агар.

Описание фигур.

На фиг. 1 представлена зависимость вязкости от скорости сдвига образцов сливок с пониженным содержанием жира.

На фиг. 2 представлена кратность и устойчивость пены образцов сливок с пониженным содержанием жира.

Сывороточные белки (альбумины и глобулины) содержат оптимальный набор жизненно необходимых аминокислот и с точки зрения физиологии питания приближаются к аминокислотной шкале «идеального белка», в котором соотношение аминокислот соответствует потребностям организма, а по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью (валина, лейцина и изолейцина) превосходит все остальные белки животного и растительного происхождения. Сывороточные белки стимулируют иммунную систему, повышают уровень инсулиноподобного фактора роста, понижают содержание холестерина сильнее, чем казеин и соевый белок. Кроме того, сывороточные белки имеют низкий гликемический показатель, что позволяет оптимизировать выделение инсулина, регулируя уровень глюкозы в крови и тем самым предотвращая возникновение диабета второго типа. Использование сывороточных белков при обогащении молочных продуктов является физиологически обоснованным и приоритетным направлением.

Наряду с увеличением количества белковых веществ в обогащенных сывороточным белком продуктах одним из перспективных способов использования сывороточных белков является их функция имитаторов жира, что приводит к снижению процентного содержания жира в молочно-белковых продуктах без ухудшения их органолептических свойств. Производство таких продуктов основано на тепловой денатурации белков молочной сыворотки или других протеинов, равных или превосходящих их по пищевой ценности, в условиях сильного механического сдвигового воздействия.

Изолят сывороточного белка, полученный путем микроультрафильтрации сыворотки и с массовой долей белка более 90%, практически не содержит жира, холестерина и углеводов (лактоза). Изолят сывороточного протеина очень быстро усваивается организмом и содержит высокую концентрацию аминокислот с разветвленными боковыми цепочками, которые преобладают в метаболизме мышечной ткани. Они используются организмом в качестве источника энергии для работы мышц и строительного материала для построения мышечных волокон. При изготовлении изолята сывороточного протеина молочную сыворотку обезвоживают, а также удаляются такие компоненты как лактоза, животный жир и вредный холестерин, составляющие большую часть массы исходного молочного продукта. Благодаря современным методам фильтрации изолят сывороточного протеина, как правило, менее аллергенный, чем концентраты, сухое молоко или другие молочные продукты.

Пищевые волокна, согласно изобретению, включают группу каррагинанов, низкоэтерифицированный пектин (НЭП), альгинат натрия, гуарановую камедь, ксантан и агар.

Каррагинан - полисахарид красных морских водорослей. По химической природе представляет собой неразветвленные сульфатированные галактаны, молекулы которых имеют линейную цепь, построенную из α- и β-галактозных остатков с чередующимися α(1→4)- и β(1→3)-связями.

Пектин - основной представитель пектиновых веществ - полигалактуроновая кислота. Ее молекулярная цепь построена из остатков D-галактуроновой кислоты, соединенных α(1→4)-гликозидными связями. Остатки галактуроновой кислоты могут быть, как правило, этерифицированны метанолом. Доля этерифицированных остатков, выраженная в процентах, называется степенью этерификации (СЭ). Различают высокоэтерифицированные пектины (СЭ>50%) и низкоэтерифицированные (СЭ<50%). В молочных системах широко используется низкоэтерифицированный пектин (НЭП).

Агар представляет собой смесь полисахаридов агарозы и агаропектина, получаемый путем экстрагирования из красных (Phyllophora, Gracilaria, Gelidium, Ceramium и др.) и бурых водорослей, произрастающих в Черном море, Белом море и Тихом океане, и образующую в водных растворах плотный студень. В состав агара входят такие полисахариды, как D- и L-галактозы, 3,6-ангидрогалактозы, пентозы, D-глюкуроновая и пировиноградная кислоты.

Биологическая ценность белков пищевых продуктов зависит от соотношения в них незаменимых аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме человека и должны поступать только с пищей. К незаменимым (эссенциальным) аминокислотам относят: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Условно незаменимые (полузаменимые) аминокислоты синтезируются в организме, но в недостаточном количестве, поэтому частично должны поступать с пищей. К таким аминокислотам относятся: аргинин, гистидин, тирозин, цистин. Заменимые аминокислоты синтезируются в организме в достаточном количестве из незаменимых аминокислот или других соединений.

Особо дефицитными (незаменимыми) являются лизин, метионин, триптофан, лейцин. Заменимые аминокислоты также важны для организма человека, они выполняют разнообразные функции и играют не меньшую роль, чем незаменимые, например глутаминовая кислота является единственной кислотой, поддерживающей дыхание клеток мозга. В таблице 1 представлен аминокислотный состав разработанных сливок с пониженным содержанием жира и обогащенных аминокислотами. Из таблицы видно, что сумма незаменимых, заменимых и условно-незаменимых аминокислот в разработанном образце превышает значения контрольного образца с полным содержанием жира, в качестве которого выбран коммерческий образец сливок 35%-ной жирности. Так, количество незаменимых аминокислот в новом продукте возросло на 76,9%, условно-заменимых - на 103% и заменимых - на 81,8%, что, в конечном счете, позволяет увеличить общее содержанием аминокислот в новом продукте на 82,2%.

По отдельным аминокислотам в разработанных сливках для взбивания увеличение выглядит следующим образом: триптофана - на 44,7%, лейцина - 61,9%; изолейцина - 87,0%; метионина - на 88,7%; цистина - 43,3%, фенил-аланина - на 73,9%, серина - на 96,7%; треонина - на 89,4%, лизина - на 75,5%, тирозина - на 121,7%, пролина - на 92,5%; валина - на 88,4% и т.д.

Увеличение триптофана на 44,7% в новых сливках значимо, т.к. триптофан служит исходным продуктом для синтеза витамина РР (никотиновой кислоты), регулирует функции эндокринного аппарата, необходим для синтеза гемоглобина, является провитамином пантотеновой кислоты, предупреждает развитие пеллагры, связан с процессами оплодотворения и нормального развития зародыша. Кроме того, триптофан обеспечивает естественный сон, уменьшает болевую чувствительность, действует как нелекарственный, антидепрессант, способствует уменьшению беспокойства и напряжения.

Увеличение содержания метионина на 88,7% также значимо, так как он является донором метальных групп, участвует в биосинтезе холина, адреналина, цистеина, креатина, стеринов, а также является источником серы при образовании тиамина (витамина В₁).

Увеличение содержания фенилаланина на 73,9% в продуктах очень важно, т.к. он является сырьем для биосинтеза гормонов адреналина, норадреналина и тироксина, необходим для кроветворения. Высоким содержанием данной аминокислоты отличается инсулин. Фенилаланин уменьшает чувство голода, улучшает память и умственную активность, облегчает депрессивные состояния.

Не менее значимо содержание в сливках валина, участвующего в синтезе пептидов, витамина В₃, гликогена из глюкозы (увеличение составило 88,4%).

Лизин необходим для азотистого обмена, оказывает влияние на формирование эритроцитов и положительный кальциевый баланс в костях. Кроме того, он повышает концентрацию внимания, должным образом утилизирует жирные кислоты, помогает устранить некоторые проблемы, связанные с бесплодием, предупредить герпесную инфекцию. В нашем случае увеличение лизина составило 75,5%, что очень значимо.

Лейцин относится к группе аминокислот с разветвленной цепью, и играет ключевую роль в синтезе белка в клетке. Его увеличение составило 61,9%, тогда как увеличение другой аминокислоты с разветвленной цепью - изолейцина, необходимой для синтеза гемоглобина, составило 87%.

На практике наибольшее распространение для определения биологической ценности белков получили так называемые методы аминокислотных шкал, основанные на использовании аминокислотного (химического) скора, позволяющего выявить так называемые лимитирующие незаменимые аминокислоты.

Аминокислотный скор определяют по формуле:

где AK_пр - содержание незаменимой аминокислоты в 1 г исследуемого белка, мг; АК_ст - содержание той же аминокислоты в 1 г «идеального» (стандартного) белка, мг; 100 - коэффициент пересчета в проценты.

Определение лимитирующих аминокислот состоит в сравнении процентного содержания аминокислот в изучаемом белке и в таком же количестве условного «идеального» белка, полностью удовлетворяющего потребности организма, взятого за 100%. Все аминокислоты, скор которых составляет менее 100%, считаются лимитирующими, а аминокислота с наименьшим скором является главной лимитирующей аминокислотой.

Из таблицы 2 видно, что аминокислотный скор достаточно высокий по восьми аминокислотам. Лимитирующими аминокислотами для сливок с пониженным содержанием жира является метионин и фенилаланин, аминокислотный скор которых составил 96,4% и 61,8% соответственно. Остальные аминокислоты имеют достаточно высокий аминокислотный скор, который колеблется в пределах 100,0 - 145,4%. Подобная ситуация подтверждает высокую биологическую ценность разработанных сливок для взбивания.

Было подобрано такое соотношение компонентов, входящих в молочные сливки для взбивания с пониженным содержанием жира, которое обеспечивает включение в их состав полноценного белка, приводящего к увеличению общего содержания аминокислот и улучшению их количественного соотношения, причем в основном за счет незаменимых и условно незаменимых аминокислот, что очень важно при производстве функциональных продуктов питания.

Применяемые функциональные ингредиенты позволяют значительно повысить функциональные свойства готовой продукции, такие как улучшение вязкости и устойчивости.

В основе разработки сливок для взбивания с пищевыми волокнами в качестве стабилизаторов был взят коммерческий образец с полным содержанием жира. Реологическая характеристика поведения разработанных образцов с пониженным содержанием жира и обогащенными аминокислотами указывает на имитацию текстурных свойств сливок с полным содержанием жира, что подтверждает целесообразность применение усовершенствованных технологий производства сливок согласно концепции о питании (Фиг. 1).

Поскольку прямое назначение продуктов - это взбивание, были оценены функционально-технологические свойства пены разработанных образцов сливок, по сравнение с образцами с полным содержанием жира и желатином, путем измерения кратности и стабильности пены.

Кратность пены сливок с пониженным содержанием жира, дополнительно обогащенных аминокислотами, была близка к кратности пены сливок с полным содержанием жира, стабилизированными желатином (Фиг. 2). Данный показатель желаем, так как известно, что существующие в настоящее время сливки с пониженным содержанием жира не производят аналогичную кратность пены со сливками с полным содержанием жира. Стабильность пены сливок с пониженным содержанием жира была на 30% ниже, чем у сливок с полным содержанием жира и с желатином. Данный показатель ожидаем, так как в сливках с полным содержанием жира, жир - это основной пенообразующий и пеностабилизирующий агент, позволяющий получить системы с высоким содержанием сухих веществ. После хранения отделения сыворотки не было обнаружено во всех образца сливок.

Потребительские показатели качества разработанных сливок были оценены с помощью органолептического теста треугольника, относящимся к дискриминантным тестам. В данном методе участникам дегустации были предоставлены три образца сливок, два из которых были одинаковые. Участники должны были определить, какой образец отличается от двух других. После нахождения различий между двумя образцами, если таковые имеются, участники должны были ответить на вопрос, относящийся к предпочтительно-приемлемым методам сенсорного анализа, т.е. насколько им нравится образец.

Тест показал, что 24 участника из 40 указали разницу между образцами. С доверительной вероятностью в 99% можно сказать, что участники дискуссии могут различить испытанные образцы с полным и пониженным содержанием жира. Кроме этого, по отношению к рынку, мы можем сказать, что мы можем быть на 95% уверены, что <61% населения обнаружат разницу между сливками для взбивания с полным и пониженным содержанием жира. Результаты теста предпочтения показали, что у 18% участников не было предпочтения между образцами сливок с полным и пониженным содержанием жира, 36% и 45,5% участников предпочли сливки с пониженным и полным содержанием жира, соответственно. Статистическая обработка данных показала, что не было никакой значимой (p>0,05) разницы в уровне предпочтение для двух апробированных образцов сливок. Следует отметить, что никто из участников не оценил образец с пониженным содержанием жира ниже 5 баллов («и нравится, и не нравится. Таким образом, образец сливок с пониженным содержанием жира и пищевыми волокнами, обогащенный аминокислотами, имеет одинаково высокие потребительские качества, по сравнению с образцом с высоким содержанием жира.

Для получения молочных сливок для взбивания с пониженным содержанием жира смешивали воду и молоко с содержанием жира 0,09-0,12%, добавляли все необходимые сухие ингредиенты и полученный раствор добавляли к сливкам 35% жирности, что изменило окончательный процент жира до 20%.

Для получения взбитых сливок полученная смесь взбивалась в течение 1,5-2,5 минут до необходимого увеличения объема продукта.

Для получения различных комбинаций заявленных молочных сливок для взбивания использовались различные сочетания ингредиентов.

Пример 1.

Молочные сливки для взбивания с пониженным содержанием жира с сывороточным белковым изолятом и композицией пищевых волокон, а именно низкоэтерифицированного пектина, l-каррагинана и гуарановой камеди, содержат следующее соотношение исходных компонентов, мас.%:

Пример 2.

Молочные сливки для взбивания с пониженным содержанием жира с сывороточным белковым изолятом и композицией пищевых волокон, а именно λ-каррагинана, l-каррагинана и гуарановой камеди, содержат следующее соотношение исходных компонентов, мас.%:

Пример 3.

Молочные сливки для взбивания с пониженным содержанием жира с сывороточным белковым изолятом и композицией пищевых волокон, а именно низкоэтерифицированного пектина, агара и гуарановой камеди, содержат следующее соотношение исходных компонентов, мас.%:

Пример 4.

Молочные сливки для взбивания с пониженным содержанием жира с сывороточным белковым изолятом и композицией пищевых волокон, а именно альгината натрия, l-каррагинана и гуарановой камеди, содержат следующее соотношение исходных компонентов, мас.%:

Таким образом, заявленные молочные сливки для взбивания с пониженным содержанием жира и обогащенными аминокислотами, обладают приятным вкусом, высокими органолептическими показателями, функционально-технологическими свойствами и рекомендованы для диетического и специального питания, а также обеспечивают широкий ассортимент продуктов с улучшенными текстурными характеристиками в соответствии с современными веяниями в науке о питании.