Эффективность применения нута и топинамбура в технологии изготовления мягких сыров из козьего молока

НОВЫЕИДЕИ

ТЕМА НОМЕРА

НОВЫЕ продукты

УДК 637.35'639

Эффективность применения нута и топинамбура

в технологии изготовления мягких сыров из козьего молока

В.А. Гарьянова, В.Н. Храмова, д-р биол. наук, профессор Волгоградский государственный технический университет

А.А. Короткова, канд. биол. наук, И.Ф. Горлов, академик РАН, профессор, Н.И. Мосолова, д-р биол. наук

Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции

Суть технологии сыров состоит в концентрировании молочного белка, жира и кальция. Источником этих нутриентов в легкоусвояемой форме является козье молоко. Важное преимущество козьего молока -гипоаллергенность белкового состава, обусловленная пониженным содержанием а51-казеина и преобладанием Ь-казеина, что облегчает его усвоение. Кроме того, козье молоко богато кальцием. Подобные свойства делают особенно целесообразным получение из него белковых продуктов, а именно сыров [1].

Анализ опыта работы молокопе-рерабатывающих предприятий показывает, что для выработки 1 т мягкого сыра необходимо затратить 5-6 т козьего молока, т.е. данный тип молочных продуктов является молокоемким. Слабое развитие молочного козоводства в России и возрастающая стоимость козьего молока диктуют необходимость разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий в производстве именно молокоемких продуктов, в частности сыров [2].

Существует большое количество технологических приемов, позволяющих сократить норму расхода моло-

ка при производстве сыров. В этом направлении весьма перспективным является использование растительных ингредиентов, содержащих большое количество пищевых волокон. Эффективность предлагаемого способа обусловлена экономическим и медико-социальным аспектами. Экономический аспект объясняется тем, что пищевые волокна являются гидроколлоидами, благодаря чему обладают способностью связывать и удерживать воду, что увеличивает выход готового продукта. Медико-социальный аспект обусловлен положительным влиянием пищевых волокон на работу желудочно-кишечного тракта и детоксицирующим действием. Пищевые волокна в составе растительных ингредиентов расширяют спектр функциональных свойств козьего сыра, а в сочетании с про-биотическими культурами закваски придают новому продукту симбиоти-ческие свойства.

На сегодняшний день актуальной является проблема рационального использования белковых компонентов сырья. Комбинация белков растительного и животного происхождения обеспечивает сбалансированный аминокислотный состав и повышает биологическую ценность продукта.

При разработке технологии нового сырного продукта был реализован инновационный подход к повышению его биологической ценности и формированию заданных функциональных свойств, основанный на принципах биотехнологии. Неотъемлемая черта биотехнологи -ческого подхода - комплексность, т. е. тщательный подбор сырьевых ингредиентов, включая их предварительную подготовку с целью модификации состава, свойств и технологических режимов, что обеспечивает получение сбалансированного продукта.

Ценным источником полноценного растительного белка, сбалансированного по лизину, треонину, метио-нину и триптофану, является нутовая мука, изготовленная из пророщенных семян нута новой селекции и содержащая ценные нутриенты: витамины группы В, Е, пантотеновую кислоту, лецитин, калий, кальций, магний, железо, цинк.

В целях повышения пищевой ценности и усвояемости нута предлагается предварительное экструдиро-вание. Его сущность заключается в том, что семена нута подвергаются кратковременному, но интенсивному механическому и баротермическо-му воздействию за счет высокой температуры (150...180 °С), давления (около 50 атм) и сдвиговых усилий в винтовых рабочих органах экструдера. В результате меняется структурно-механический и химический состав исходного нута. Сложные белки и углеводы распадаются на более простые, клетчатка - на вторичные сахара, крахмал - на простые сахара. Важное преимущество экс-трудирования - кратковременность. За короткое время обработки сырья белок не успевает коагулировать. Получаемый нут сохраняет все витамины и физиологически активные вещества, а посторонняя микрофлора уничтожается. Экструдирование обеспечивает разложение содержащихся в бобовых культурах ингибиторов пищеварительных ферментов и вредных для организма лектинов. За счет резкого падения давления при выходе разогретой зерновой массы происходит «взрыв» продукта, что делает его более доступным для воздействия ферментов желудка и повышает его усвояемость. В связи

с этим целесообразно использовать экструдированный нут [3].

Инновационную составляющую включают и в технологию нута. Зародыши нута новой селекции получают по новой технологии проращивания, предусматривающей введение в питательную среду селенита натрия и йодида калия. В результате проращивания происходит органификация селена и йода, что повышает их биодоступность [3].

Как известно, селен и йод выполняют в организме важные физиологические функции. Так, в комбинации с витаминами А и Е селен защищает организм от радиоактивного облучения. Он активирует один из ключевых ферментов антиоксидантной системы - глутатионпероксидазу, которая в свою очередь предотвращает активацию перекисного окисления липидов мембран. Селен усиливает защиту организма от инфекционных и простудных заболеваний, принимает участие в процессе выработки эритроцитов, обладает антиканцерогенными свойствами, проявляет иммуноукрепляющее действие, нормализует рост клеток, ускоряет процессы заживления и рассасывания омертвевшей зоны после инфаркта миокарда. Кроме того, селен участвует в синтезе коэнзима 010, укрепляет сердечную мышцу, сосуды, улучшает состояние кожи, волос, ногтей, а вместе с йодом нормализует активность гормонов щитовидной железы

[4].

в свою очередь йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы - тироксина и трийодтиронина. Они стимулируют рост и развитие организма, регулируют энергетический и тепловой обмен, интенсифицируют метаболизм белков и углеводов, активизируют распад холестерина, участвуют в регуляции сердечнососудистой системы, важны для центральной нервной системы. Йод является сильным био- и иммуностимулятором [4].

таким образом, данную разработку ученых ФГБНУ «НИИММП» - экстру-дированную муку из семян нута новой селекции - целесообразно включить в рецептуру нового сырного продукта для его обогащения растительным белком, йодом и селеном.

В качестве сырьевого источника пищевых волокон привлекает внимание топинамбур. Он богат клетчаткой, пектином, инулином, органическими кислотами, незаменимыми аминокислотами и микроэлементами, отличается особенно высоким содержанием кремния и калия. Соли калия, как известно, необходимы для нормализации сердечно-сосудистой

Таблица 1

Органолептические показатели образцов сырного продукта

Образец Показатель

Внешний вид Консистенция Вкус и запах Цвет Рисунок

1 Однородная, мягкая Специфический кисломолочный, в меру соленый Белый

2 Поверхность ровная,с отпечатками формы Специфический кисломолочный, в меру соленый со слабовыраженным ореховым привкусом Белый с кремовым оттенком

3 Однородная, в меру плотная Кисломолочный солоноватый, с ореховым привкусом Кремовый с видимыми включениями наполнителя Отсутствует

4 Кисломолочный, сладковато-солоноватый Белый с кремовым оттенком

5 Кисломолочный, солоноватый с мягким ореховым привкусом Кремовый с видимыми включениями наполнителя

Таблица 2

Обеспеченность сырного продукта макро- и микроэлементами

Образец Нут, % Топи- Se |2 Ca P

намбур, % мкг/кг % ССП* мкг/кг % ССП мкг/кг % ССП мкг/кг % ССП

1 0 0 0 0 50 6,7 556 13,9 280 5,6

2 3 0 40,64 11,6 260 34,7 582 14,6 293 5,9

3 5 0 66,39 19 263 35 636 15,9 364 7,3

4 0 1,5 39,21 11,1 62 8,3 563 14,1 286 5,7

5 5 1,5 79,83 22 290 38,7 649 16,2 375 7,5

* ССП - средняя суточная потребность, %.

деятельности. Кремний укрепляет сердечную мышцу. В сравнении с другими источниками пищевых волокон, в частности морковью и свеклой, топинамбур содержит в три раза больше витаминов С, В1 и В2. Главным пребиотическим компонентом топинамбура, используемым для формирования функциональных свойств нового сырного продукта, является инулин. Инулин способствует размножению в пищеварительном тракте полезной микрофлоры, что обеспечивает лечение и профилактику дисбактериозов, повышает устойчивость организма к бактериальным и вирусным инфекциям. Сотрудниками ФГБНУ «НИИММП» разработана пищевая добавка, представляющая собой порошок измельченных волокон топинамбура.

Цель работы - создание оптимальной рецептуры мягкого сырного продукта из козьего молока с добавлением нутовой муки новой селекции и топинамбура для придания функциональных свойств.

Технологический процесс производства разработанного сырного продукта включает следующие основные стадии: приемка молока, очистка, охлаждение, пастеризация, кислотно-сычужное свертывание молока, обработка сгустка, подготовка и внесение растительных компонентов, посол в зерне, перемешивание, самопрессование, обсушка, хранение.

Традиционно для выработки мягких сыров применяют кислотное, а чаще термокислотное свертывание. Применение же кислотно-сычужного способа коагуляции казеина дает ряд преимуществ. Во-первых, свертывание молока под действием сычужного фермента происходит быстрее, чем под действием молочной кислоты. Во-вторых, механизм кислотно-

НОВЫЕ ИДЕИ - НОВЫЕ ПРОДУКТЫ

ТЕМА НОМЕРА

предполагает обжарку и гидратиро-вание. Обжарка усиливает ореховый привкус, гидратирование обеспечивает набухание белков, что улучшает органолептические показатели конечного продукта.

В ходе эксперимента по разработанной технологии было выработано пять образцов сырного продукта с различной дозировкой растительных компонентов: образец № 1 (контрольный) - без их добавления, образцы № 2 и № 3 содержали соответственно 3 и 5 % нутовой муки, образец № 4 - 1,5 % топинамбура без нутовой муки, образец № 5 -5 % нутовой муки и 1,5 % топинамбура.

Органолептические показатели образцов определяли по общепринятой методике, активную кислотность (рН) - потенциометрическим методом. Влагоудерживающую способность оценивали по двум показателям: массовой доле влаги, которую определяли термогравиметрически по ГОСТ 3626-73, и интенсивности синерезиса - путем замера объема выделившейся сыворотки.

Содержание йода в образцах устанавливали методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе ТА-4 в соответствии с МУ 31-07/04, селена - методом атомной абсорбции, кальция -титриметрическим методом по ГОСТ Р 55331-2012, фосфора -спектрофотометрическим методом по ГОСТ Р 31584-2012.

Отмечено влияние нутовой муки и топинамбура на органолептические показатели сырного продукта (табл. 1).

2

со ^

I

1 . .1 -I >

Образец

* Массовая доля влаги, % в Количество сыворотки, мл

Рис. 1. Влагоудерживающая способность мягкого сырного продукта

сычужной коагуляции обеспечивает включение кальция в структуру сгустка, увеличивая его содержание в конечном продукте. Данный аспект особенно важен для детей [5].

Предварительная подготовка нутовой муки и волокон топинамбура

Растительные компоненты придают продукту ореховый привкус, изменяют его цвет от белого до кремового. Оптимальные органолептические показатели нового сырного продукта обеспечивает сочетание нутовой муки и топинамбура в количестве соответственно 5 и 1,5 %.

Установленное сочетание нутовой муки и топинамбура обеспечивает наибольшее содержание в сырном продукте макро- и микроэлементов, а именно: образец № 5 удовлетворяет суточную потребность организма в селене на 22, йоде - на 38,7, кальции -на 16,2, фосфоре - на 7,5 % соответственно (табл. 2).

По результатам исследований, с увеличением количества растительных компонентов массовая доля влаги в сырном продукте уменьшается (рис. 1). Это объясняется тем, что растительные белки и полисахариды обладают гидрофильными свойствами и переводят воду в связанное состояние. При этом они набухают, увеличиваются их масса и объем, что повышает выход продукта на 7-8 %.

В ходе эксперимента установлена следующая зависимость: интенсивность синерезиса, оцениваемая по количеству сыворотки, выделившейся при самопрессовании образцов сырного продукта, обратно пропорциональна массовой доле нутовой муки и волокон топинамбура (рис. 1). Так, за счет применения нутовой муки интенсивность синерезиса в образцах № 2 и № 3 снизилась соответственно на 15,0 и 23,3 % по сравнению с контрольным образцом № 1. В образце № 4 данное снижение было наименьшим и составило 11,6 %. Совместное применение нутовой муки и топинамбура в образце № 5 дает максимальный эффект связывания воды - 33,3 %.

По мере увеличения доли нутовой муки отмечалось нарастание активной кислотности продукта от 5,33 в контрольном образце №1 до 4,875,18 в образцах № 2-5 (рис. 2). Данный факт можно объяснить присутствием большого количества кислых аминокислот в составе белков нута. Волокна топинамбура значительных изменений рН не вызвали ввиду их небольшой доли в продукте.

Новый сырный продукт «БиоКозочка» (ТУ 9225-215-10514645-15) -это диетический, гипоаллергенный полноценный белковый продукт, который сочетает в себе функциональные свойства компонентов козьего молока, белков нута новой селекции, пищевых волокон топинамбура, биодоступных йода и селена и про-биотической микрофлоры закваски. Тонкий «козий» привкус и ореховые

нотки в сочетании с выраженным кисломолочным, в меру соленым вкусом создают неповторимый пикантный вкусовой «букет» нового сырного продукта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Короткова, А.А. Способ производства белковых продуктов функционального назначения из козьего молока / А.А. Короткова, Н.И. Мосолова // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса Прикаспийского региона». - Элиста, 2013. -C. 58-60.

2. Юрченко, Н.А. Мягкие сыры с соевым концентратом / Н.А. Юрченко // Сыроделие и маслоделие. - 2007. - № 2. -С. 16-17.

3. Горлов, И.Ф. Нут - альтернативная

культура многоцелевого назначения: монография / И.Ф. Горлов. - Волгоград: Волгоградское научное изд-во, 2012. -106 с.

4. Горлов, И.Ф. Формирование функциональных свойств молочных продуктов при использовании в рационах лактирующих животных органических форм йода и селена: монография / И.Ф. Горлов[и др.] - Волгоград, ВолгГТУ, Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции РАСХН, 2013. - 94 с.

5. Короткова, А.А. Биотворог для детского питания из козьего молока / А.А. Короткова, Н.И. Мосолова // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Инновационные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции в условиях ВТО». - Волгоград: ВолгГТУ, - 2013. -Ч. 2. - C. 321-324.

Эффективность применения нута и топинамбура в технологии изготовления мягких сыров из козьего молока

Ключевые слова

йод; козье молоко; козий сыр; нутовая мука; селен; топинамбур Реферат

Растительные ингредиенты содержат белки и пищевые волокна, которые обладают способностью связывать и удерживать воду, что увеличивает выход козьего сыра. Такими ингредиентами являются мука из экструдированных семян нута новой селекции, обогащенная биодоступными формами селена и йода, и волокна топинамбура. Исследования проводили в Поволжском научно-исследовательком институте производства и переработки мясомолочной продукции (г. Волгоград) и на кафедре технологии пищевых производств Волгоградского государственного технического университета. Установлено, что растительные компоненты придают сырному продукту ореховый привкус, изменяют его цвет от белого до кремового. Сочетание нутовой муки и топинамбура в количестве соответственно 5 и 1,5 % формирует оптимальные органолептические показатели нового сырного продукта при наибольшей его обеспеченности макро- и микроэлементами. Новый сырный продукт удовлетворяет суточную потребность организма в селене на 22, йоде - на 38,7, кальции - на 16,2, фосфоре -на 7,5 % соответственно. По результатам исследований, с увеличением количества растительных компонентов массовая доля влаги в сырном продукте уменьшается. Это объясняется тем, что растительные белки и полисахариды обладают гидрофильными свойствами и переводят воду в связанное состояние. При этом они набухают, увеличивается их масса и объем, что повышает выход продукта на 7-8 %. В ходе эксперимента установлена следующая зависимость: интенсивность синерезиса обратно пропорциональна массовой доле нутовой муки и волокон топинамбура. Новый сырный продукт «БиоКозочка» - это диетический, гипоаллерген-ный полноценный белковый продукт, который сочетает в себе функциональные свойства компонентов козьего молока, белков нута новой селекции, пищевых волокон топинамбура и пробиоти-ческой микрофлоры закваски.

Авторы

Гарьянова Валентина Александровна, Храмова Валентина Николаевна, д-р биол. наук, профессор

Волгоградский государственный технический университет, 400131, г. Волгоград, пр-т Ленина, д. 28, valentina.gari@mail.ru Короткова Алина Анатольевна, канд. биол. наук, Горлов Иван Федорович, академик РАН, профессор, Мосолова Наталья Ивановна, д-р биол. наук

Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, 400131, г. Волгоград, ул. Маршала Рокоссовского, д. 6, niimmp@mail.ru

The Effectiveness of Chickpeas and Topinambour in the Technology of Soft Cheeses from Goat's Milk

Key words

iodine; goat milk; goat cheese; chickpeas; selenium; topinambur Abstracts

Herbal ingredients contain proteins and dietary fibers, which have water-binding and retention capacities that increase the output of the goat cheese. The ingredients like these are topinambur fiber and flour from extruded chickpeas of new selective breeding enriched with bioavailable forms of selenium and iodine. The studies have been conducted in the Volga Federal Scientific Research Institute of meat-and-milk manufacture and processing (Volgograd) and Volgograd State Technical University, the Department of Food Technology. It has been established that plant components provide a cheese product with nutty flavor, change the product color from white to cream. The combination of gram flour and topinambur in the amount of 5 and 1.5%, respectively, forms an optimal organoleptic characteristics of the new cheese product with the highest content of macro- and microelements. The new cheese product meets the daily requirement of selenium 22%, iodine - 38.7%, calcium - 16.2%, phosphorus -7.5%. According to research results, the mass fraction of moisture in the cheese product is reduced when the amount of plant components increases. This can be explained that plant proteins and polysaccharides have hydrophilic properties and convert water in a bound state. When they swell, their mass and volume increase that enhances product yield by 7-8%. The experiment revealed the following relationship: the syneresis intensity is inversely proportional to the mass fraction of gram flour and topinambur fibers. New cheese product «BioKozochka» is a diet, allergy-free complete protein product, which combines functional properties of goat milk, proteins of chickpea of new selection, topinambur dietary fiber and probiotic microflora ferment.

Authors

Guryanova Valentina Alexandrovna, Khramova Valentina Nikolaevna, Doctor of Biological Science, Professor,

Volgograd State Technical University, 28, Prospekt Lenina, Volgograd, 400131, valentina.gari@mail.ru

Korotkova Alina Anatolyevna, Candidate of Biological Science, Gorlov Ivan Fyodorovich, Academician of RAS, Professor, Mosolova Natalya Ivanovna Doctor of Biological Science,

Volga Scientific Research Institute of Meat and Dairy Products Production and Processing, 6, Marshala Rokossovskogo St., Volgograd, niimmp@mail.ru