Композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка
COMPOSITION FOR PRODUCTION OF ALCOHOL-FREE EMULSION BEVERAGE

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве безалкогольных напитков с эмульсионной структурой, обладающих функциональными свойствами.
В настоящее время для обеспечения сбалансированного питания населения большое значение приобретают функциональные пищевые продукты, в т.ч. безалкогольные напитки. Актуальным для их обогащения является введение жирорастворимых функциональных ингредиентов - полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ω-6 и ω-3, жирорастворимых витаминов и провитаминов (A, D, E, β-каротин и др.), недостаток которых связан со стремлением современного потребителя к снижению энергетической ценности рациона питания и, соответственно, ограничению калорийных продуктов и ингредиентов.
Однако существует проблема введения гидрофобных веществ в водную среду напитка и длительной стабилизации таких многокомпонентных систем, представляющих собой эмульсии, с целью сохранения их органолептических и структурно-механических свойств.
Известен состав по способу получения напитка, содержащий (мас.%) морковную массу в виде пюре: 30,0-50,0, сахар: 3,0-5,7, растительное масло: 1,7, эмульгаторы: Хамульсион ЕВ или Палсгаард №5230 или Пектин: 0,12-0,3, лимонную кислоту: 0,11-0,2, аскорбиновую кислоту: 0,03 и воду - остальное (см. патент РФ № 2277361, МПК А 23 L 2/00, дата публикации 10.06.2006).
Недостатками являются монокомпонентность состава напитка, ограничивающая вкусо-ароматический букет готового продукта и отсутствие комплексного эмульгатора-стабилизатора, обеспечивающего достаточно длительные сроки хранения без расслоения (срок хранения не указан).
В качестве ближайшего аналога принята композиция тыквенного нектара, содержащая (мас.%) - тыквенное пюре: 34,0-46,0, ягодный сок: 2,0-6,0, тыквенный отвар: 20,0-25,0, сахарный сироп: 27,0-44,0, растительное масло: 0,1-3,0 и каррагинан: 0,1-0,3 (см. патент РФ № 2396034, МПК А 23 L 2/04, дата публикации 10.08.2010).
Недостатками ближайшего аналога являются незначительная концентрация масла в рецептуре нектара, что не обеспечивает необходимую суточную дозу ПНЖК и отсутствие эмульгатора, введение которого должно обеспечивать стабильность при стерилизации (119°С) и заявленную стабильность эмульсионной части в течение 2 лет без видимых признаков расслоения.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка рецептур безалкогольного эмульсионного напитка высокого качества с использованием местных сырьевых биоресурсов.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в улучшении качества готового продукта за счет повышения пищевой ценности, наличия выраженного физиологического эффекта, улучшении структурно-механических и органолептических свойств, а также расширении ассортимента натуральных безалкогольных напитков.
Saponaria Officinalis
Поставленная задача решается тем, что композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая пюре, жидкость, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, отличается тем, что используют пюре из 56,3-77,8 кг абрикосов на 100 дал готового продукта, а также пюре из 64,5-80,4 кг брусники на 100 дал готового продукта или водный экстракт каркаде в количестве 58,1 л/100 дал готового продукта, для приготовления которого каркаде измельчают до размера частиц 3-5 мм, далее проводят экстракцию водой при температуре 60°С и гидромодуле 1:5 в течение 20 мин, отделяют полученный экстракт и охлаждают его до 25°С, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 116,9-162,1 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 326,6-359,8 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня  L. и 324,0-357,0 л водного экстракта чая черного, для приготовления которого чайные листья измельчают до размера частиц 3-5 мм, далее проводят экстракцию водой при температуре 70°С и гидромодуле 1:5 в течение 15 мин, отделяют полученный экстракт и охлаждают его до 25°С.
Кроме того, купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно.
Кроме того, купаж растительных масел содержит кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки «используют пюре из 56,3-77,8 кг абрикосов на 100 дал готового продукта, а также пюре из 64,5-80,4 кг брусники на 100 дал готового продукта или водный экстракт каркаде в количестве 58,1 л/100 дал готового продукта», «в качестве жидкости используют питьевую воду» и «применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 116,9-162,1 л/100 дал готового продукта» обеспечивают высокие органолептические свойства готового продукта.
Признаки «для приготовления водного экстракта каркаде его измельчают до размера частиц 3-5 мм, далее проводят экстракцию водой при температуре 60°С и гидромодуле 1:5 в течение 20 мин, отделяют полученный экстракт и охлаждают его до 25°С» описывают технологию приготовления вкусо-ароматического наполнителя.
Признак «используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта» описывает оптимальное количество растительных масел.
Признаки зависимых пунктов формулы описывают виды используемых растительных масел, которые наряду с пищевыми достоинствами обладают биологически активными и фармакологическими свойствами и как следствие способствуют повышению пищевой и биологической ценности.
Жирнокислотный состав масел, используемых в рецептуре напитков в составе купажей, представлен в таблице 1.
Таблица 1
Жирнокислотный состав масел, %
Наименование масла
Насыщенные жирные кислоты(НЖК)
Мононенасыщенные жирные кислоты(МНЖК)
Полиненасыщенные жирные кислоты(ПНЖК)
С 18:1 ω-9(олеиновая кислота)
С18:2 ω-6(линолевая кислота)
С18:3 ω-3(α-линоленовая кислота)
Облепиховое
15,0
13,0-19,0
47,0-50,0
32,0-37,0
Тыквенное
14,8
28,0-37,0
44,0-50,0
0,2-7,4
Кедровое
10,0
14,0-25,0
44,0-60,0
21,0-26,0
Таким образом, жирнокислотный состав представленных масел, а также натуральный комплекс фосфолипидов, каротиноидов, флавоноидов и витаминов в их составе обеспечивает широкое фармакологическое действие, способствуя нормализации липидного спектра крови, снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний, коррекции углеводно-жирового обмена, улучшению функционирование нервной системы и др., что является перспективным для проектирования безалкогольных напитков с функциональными свойствами.
Также указанные признаки обеспечивают оптимальное соотношение незаменимых полиненасыщенных жирных кислот ω-3 и ω-6 семейств (линолевая (С18:2, ω-6), линоленовая (С18:3, ω-3) и арахидоновая (С20:4, ω-6)), которые воздействуют не только на липидный обмен, но и обладают регуляторными функциями, уменьшают риск тромбообразования, поддерживают иммунный статус организма и др.
Рекомендуемое соотношение в пищевом рационе ПНЖК ω-6:ω-3 групп составляет для здорового человека - 10:1, для лечебного питания - от 3:1 до 5:1 (Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации).
Соотношение растительных масел определяли с использованием метода математического моделирования. Расчет рецептуры купажей производят путем составления и решения следующей системы уравнений:
m
m
a
b
где ,- массовая доля растительного масла в составе купажа, вес.%;
c
c
a
b
1
1
, - концентрация линолевой кислоты в растительном масле, вес.%;
c
c
a
b
2
2
, - концентрация линоленовой кислоты в растительном масле, вес.%;
k
- коэффициент, принятый равным 10 (в соответствии с МР 2.3.1.2432-08).
В результате экспериментальных данных были получены оптимальные соотношения жирных кислот семейства ω-6:ω-3 в составе купажей масел, которые составили (9,8-10,0):1, что соответствует утвержденным рекомендациям ГУ НИИ питания РАМН о нормах физиологических потребностей в ПНЖК.
Признаки «в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно» позволяют увеличить срок годности готового продукта.
Saponaria Officinalis
Использование комплексной добавки в количестве 326,6-359,8 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня  L. и 324,0-357,0 л водного экстракта чая черного позволяет повысить биологическую ценность, улучшить реологические и органолептические свойства напитка.
Saponaria officinalis
Saponaria officinalis
Сухой экстракт из красного мыльного корня (ЭКМ) мыльнянки лекарственной ( L.) махровой формы, культивируемой в условиях Приморского края, является высокоэффективным эмульгатором, обладающим значимыми поверхностно-активными свойствами (эмульгирующая, пенообразующая, стабилизирующая способность), а также широким спектром физиологического действия (гиперхолестеринемическое, антиоксидантное, иммуномодулирующее, антиканцерогенное и др.) (Sidana, J., B. Singh and O.P. Sharma, 2016. Saponins of Agave: Chemistry and bioactivity. Phytochemistry, 130: 22-46. Man, S., W. Gao and Y. Zhang, 2010. Chemical study and medical application of saponins as anti-cancer agents. Fitoterapia, 81: 703-714. Singh, B., J.P. Singh, N. Singh and A. Kaur, 2017. Saponins in pulses and their health promoting activities: A review. Food Chemistry, 233: 540-549. Черевач, Е.И. Динамика и биологическая активность сапонинов в экстрактах из корней мыльнянки ( L.) / Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Г.М. Фролова, Р.И. Живчикова // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. - 2009. - № 4. - С. 25-28).
Использование экстракта чая черного как структурообразующего агента, а именно в качестве стабилизатора, обусловлено значительным содержанием в нем производных танинов и катехинов, что обеспечивает увеличение эмульгирующих и пенообразующих свойств готовых продуктов, а также антиоксидантные, противовоспалительные, антисептические, сосудосуживающие свойства и др. (Рябинина, Е.И., Зотова, Е.Е., Пономарева, Н.И., Мезенцева, О.А., Булгакова, М.А. Влияние ферментации и изменения кислотности среды на состав и антиоксидантную активность водных экстрактов чая // Химия растительного сырья. - 2014. - № 2. - С. 169-175. Chen, G., Q. Yuan, M. Saeeduddin, S. Ou, X. Zeng and H. Ye, 2016. Recent advances in tea polysaccharides: Extraction, purification, physicochemical characterization and bioactivities. Carbohydrate polymers, 153: 663-678).
Количественное содержание сухих веществ ЭКМ было определено на основании изучения динамики эмульгирующих свойств водных экстрактов с различной концентрацией сухих веществ по отношению к купажам масел (таблица 2).
Таблица 2
Saponaria officinalis
Динамика эмульгирующих свойств водных растворов сухого экстракта из красного мыльного корня  L. с различной концентрацией сухих веществ по отношению к купажам масел
Массовая доля растворимых сухих веществ в ЭКМ, %
Количество ЭКМ, см<sup>3</sup>
Количество эмульгированного масла, см<sup>3</sup>
Эмульгирующая способность, ед.
Стойкость эмульсии, %
Купаж № 1
2,0
5,0
27,0
5,4
76,0
5,0
5,0
38,0
7,6
98,0
7,0
5,0
49,0
9,8
99,0
Купаж № 2
2,0
5,0
24,0
4,8
72,0
5,0
5,0
36,0
7,2
96,0
7,0
5,0
46,0
9,2
98,0
Количество ЭКМ, необходимое для эмульгирования купажей масел (2 вес.%) в рецептурах напитка рассчитывали на основании полученных данных по его эмульгирующей емкости (таблица 2).
Признаки «чайные листья измельчают до размера частиц 3-5 мм, далее проводят экстракцию водой при температуре 70°С и гидромодуле 1:5 в течение 15 мин, отделяют полученный экстракт и охлаждают его до 25°С» описывают технологию приготовления экстракта чая черного в качестве стабилизатора.
Заявляемый напиток безалкогольный эмульсионный готовят следующим образом.
Для производства используют стандартное технологическое оборудование и следующее сырье:
1) Абрикосы свежие (ГОСТ 32787-2014);
2) Брусника свежая (ГОСТ 20450-75);
3) Водный экстракт каркаде - чайный напиток каркаде (ТУ 10.89.19-445-37676459-2017);
4) Масло семян облепихи концентрированное (ТУ 10.89.19-001.31503605-16);
5) Масло кедрового ореха нерафинированное (ТУ 9141-009-33974444-10 с изм. № 1);
6) Масло семян тыквы нерафинированное (ТУ 9141-005-70834238-06);
7) Сухой экстракт из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. - сапонинсодержащая добавка «Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий сухой» (ТУ 9145-002-02068634-2013), свидетельство о госрегистрации добавки № RU.77.99.88.009.Евод006781.08.13 от 21.08.2013 г. с содержанием сухих веществ 90 вес.%;
8) Чай черный (ГОСТ 32573-2013);
9) Сахар белый (ГОСТ 33222-2015);
10) Кислота лимонная моногидрат пищевая (ГОСТ 908-2004);
11) Аскорбиновая кислота (ФС.2.1.0058.18);
12) Вода питьевая (СанПиН 2.1.4.1074).
На начальном этапе производят подготовку ингредиентов.
Для приготовления пюре подготовленные абрикосы измельчают, подвергают СВЧ-нагреву при мощности 570 Вт в течение 3 мин при температуре 70-80°С и протирают.
Бруснику протирают через сито с диаметром отверстий 0,5 мм до однородного состояния (пюре) для удаления семян.
Для приготовления инвертированного сахарного сиропа сахар белый растворяют в воде при соотношении 9:5, доводят до кипения до момента полного растворения и вносят расчетное количество лимонной кислоты.
Для приготовления водного экстракта каркаде в качестве вкусо-ароматического наполнителя сухое каркаде измельчают до размера частиц 3-5 мм, далее проводят экстракцию водой при температуре 60°С и гидромодуле 1:5 в течение 20 мин, отделяют полученный экстракт (отжимают и фильтруют) и охлаждают его до 25°С.
Для получения купажей с заданным сбалансированным составом растительные масла фильтруют, смешивают в соответствии с рецептурой.
При разработке рецептур купажей учитывают жирнокислотный состав, физико-химические свойства и органолептические свойства различных масел (облепиховое, тыквенное, кедровое). Состав используемых купажей представлен в таблице 3.
Таблица 3
Состав используемых купажей
Наименование масла
Массовая доля, вес.%
Купаж № 1
Купаж № 2
Масло облепиховое концентрированное
10,9
-
Масло тыквенное нерафинированное
89,1
79,8
Масло кедровое нерафинированное
-
20,2
Состав жирных кислот в подобранных купажах представлен в таблице 4.
Таблица 4
Состав жирных кислот в подобранных купажах
Жирные кислоты
Массовая доля, вес.%
Купаж № 1
Купаж № 2
Насыщенные
17,92
16,48
Мононенасыщенные, в т.ч. Олеиновая
34,6534,53
34,0233,92
Полиненасыщенные, в т.ч. ЛинолеваяЛиноленовая
47,5343,164,37
49,1744,704,47
Соотношение ПНЖК и насыщенных ЖК
2,65
2,98
Соотношение линоленовой ω-6 и линолевой ω-3 ЖК
9,8:1
10,0:1
Затем для защиты жирорастворимых витаминов, красящих веществ от окислительной порчи и создания неблагоприятной среды для развития микроорганизмов в процессе хранения в купаж дополнительно вводят аскорбиновую кислоту (витамин С).
Saponaria Officinalis
Для приготовления эмульгатора сухой экстракт из красного мыльного корня  L. разводят водой питьевой с температурой 20-25°С в соотношении 1:17 до достижения количества 5 вес.% сухих веществ.
Массовую долю растворимых сухих веществ в водном растворе контролируют рефрактометрическим методом при температуре 20°С на рефрактометре ИРФ-454Б2М (Россия) - по ГОСТ 28562.
Полученный раствор тщательно перемешивают до однородной консистенции в течение 10-15 мин, на заключительном этапе фильтруют для удаления взвесей и осадка.
Для приготовления водного экстракта чая черного в качестве стабилизатора сухие чайные листья измельчают до размера частиц 3-5 мм, далее проводят экстракцию водой при температуре 70°С и гидромодуле 1:5 в течение 15 мин, отделяют полученный экстракт (отжимают и фильтруют) и охлаждают его до 25°С.
Для приготовления комплексной добавки полученный эмульгатор перемешивают при скорости вращения лопастей взбивальной машины 3000 об/мин в течение 1 мин совместно с подготовленным стабилизатором до получения устойчивой пены.
На следующем этапе готовят безалкогольный эмульсионный напиток.
Для приготовления эмульсии в комплексную добавку тонкой струйкой вводят купаж растительных масел с аскорбиновой кислотой и гомогенизируют при скорости вращения лопастей взбивальной машины 3000 об/мин в течение 1 мин.
Пюре из абрикосов смешивают с инвертированным сахарным сиропом в соотношении 1:2, данную смесь доводят до кипения и остужают до 20-22°С.
В эмульсию вводят смесь из пюре из абрикосов и инвертированного сахарного сиропа, а также пюре из брусники или водный экстракт каркаде, соединяют, добавляют необходимое количество воды и тщательно перемешивают в течение 10 мин при 1500 об/мин до однородной, устойчивой консистенции.
Полученный напиток пастеризуют при температуре 60-65°С в течение 5 мин.
Примеры рецептур безалкогольного эмульсионного напитка приведены в таблице 5.
Таблица 5
Примеры рецептур безалкогольного эмульсионного напитка
Название компонента, ед. измерения
Количество на 100 дал готового продукта
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Абрикосы, кг
77,8
69,3
56,3
брусника, кг
80,4
64,5
-
водный экстракт каркаде, л
-
-
58,1
Инвертированный сахарный сироп, л
162,1
142,1
116,9
Купаж растительных масел (л), в т.ч.:
20,0
20,0
20,0
масло облепиховое
2,18
2,18
-
масло тыквенное
17,82
17,82
15,96
масло кедровое
-
-
4,04
Кислота лимонная, кг
1,0
1,0
1,0
Аскорбиновая кислота, кг
0,2
0,2
0,2
Комплексная добавка (л), в т.ч.:
326,6
343,1
359,8
5%-ный водный раствор сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L.
2,6
2,6
2,8
водный экстракт чая черного
324,0
340,5
357,0
Вода питьевая, л
Остальное
Остальное
Остальное
Реологические показатели напитка безалкогольного эмульсионного представлены в таблице 6.
Таблица 6
Реологические показатели напитка безалкогольного эмульсионного
Наименование показателя
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Кинематическая вязкость, мПа⋅с
29,63
28,71
25,16
Заявленный безалкогольный эмульсионный напиток имеет приятный, гармоничный, плодово-ягодный вкус, цвет, свойственный входящим в рецептуру наполнителю и растительным экстрактам (оранжевый). Внешний вид напитка однородный, структура обволакивающая, консистенция стабильная, без осадка.
Выход за пределы значений вязкости приводит к расслоению однородной структуры напитка (эмульсии).
Содержание функциональных ингредиентов на 100 г напитка составляет: β-каротин - 3,7-18,2 мг%, ПНЖК - 4,2-5,3 г, витамин С - 25,2-25,3 мг%.
Предлагаемая композиция позволяет расширить ассортимент напитков с улучшенными органолептическими и структурно-механическими свойствами.