Получение овощных соков и напитков с использованием биотехнологических методов

молочной основе с растительными добавками», научное руководство которым осуществляет профессор Т.В. Бархатова. В рамках этого направления разработаны технологии новых видов кисломолочных продуктов, плавленых сыров, спредов, напитков на основе молочной сыворотки, обогащенных растительными компонентами, которые улучшают вкусовые качества и функциональные свойства продукта, делают его более сбалансированным по химическому составу.

Общее достижение научных школ кафедры - создание теоретической базы для расширения сферы исследований в области консервирования нетрадиционных видов сырья и выработка подходов к решению новых научно-технических задач, отвечающих требованиям времени.

Стратегическая задача, стоящая перед отечественной пищевой промышленностью и определяющая приоритетные направления исследований - обеспечение населения продуктами функционального, здорового питания. В связи с этим на кафедре ТМиКП проводятся исследования, направленные на создание продуктов нового поколения на основе топинамбура, якона, сои, гидробионтов. Результаты исследований положены в основу разработанных рецептур и технологий широкого ассортимента продуктов на основе топинамбура: соков, пюре, напитков, детских консервов.

Современные направления развития пищевых технологий во многом определяют концепцию минималь -ной технологической обработки. Особое значение приобретают биотехнологические методы, которые позволяют проводить глубокую переработку сырья в мягких условиях и отличаются высокой эффективностью и малой энергоемкостью. С применением этих методов разработаны технологии и рецептуры ферментированных овощных соков и многокомпонентных коктейлей.

Одно из перспективных направлений научной деятельности кафедры - разработка синбиотических продуктов из молочного и растительного сырья, содержащих в своем составе живые клетки бифидобактерий -пробиотики - и стимуляторы их роста - пребиотики.

В ближайшем будущем коллектив ученых кафедры планирует расширить исследования в сфере использования биотехнологических и электрохимических методов при переработке сырья растительного и животного происхождения, а также морепродуктов.

Одной из задач кафедры является привлечение к научным исследованиям все большего числа студентов, начиная с младших курсов обучения. Многие из них выполняют курсовые и дипломные проекты, связанные с научной тематикой кафедры, публикуют результаты своих исследований, некоторые затем успешно продолжают обучение в аспирантуре.

Ежегодно кафедра выпускает около 70 подготовленных, востребованных в отрасли специалистов.

Студенты-очники обучаются по трехсторонним до -говорам с предприятиями, где также проходят практику. Обучение проводится по индивидуальным планам. В качестве дополнительных образовательных услуг студенты выбирают лекционные курсы сверх программного плана по углубленному изучению дисциплин, а практические и лабораторные работы - по смежной специальности.

Кафедра не прекращает деловых взаимоотношений со своими выпускниками, оказывает им необходимую помощь и поддержку, следит за развитием их как специалистов. Где бы ни работали наши бывшие студенты, большинство из них помнит о кафедре: они присылают нам специальную литературу, руководят студенческой практикой, подают заявки на подготовку молодых специалистов и оказывают им помощь в первые годы самостоятельной трудовой деятельности.

Существует добрая традиция, заложенная одним из основателей кафедры - Борисом Григорьевичем Ру-байло: встречи выпускников через 5, 10, 20, 40 и более лет после окончания университета. Преподаватели и студенты с нетерпением ждут новых интересных встреч с выпускниками по случаю предстоящего юбилея.

Кафедра технологии молочных и консервированных продуктов

Поступила 10.05.07 г.

664.863.813

ПОЛУЧЕНИЕ ОВОЩНЫХ СОКОВ И НАПИТКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

М.А. КОЖУХОВА

Кубанский государственный технологический университет

Одна из тенденций в развитии современной соковой промышленности - расширение производства овощных соков, обладающих пищевой и биологической ценностью, способных оказывать позитивное влияние на здоровье человека и служить природным профилактическим средством в отношении различных заболеваний.

Сохранить биологически активные вещества расти -тельного сырья и смягчить режимы переработки, достигая при этом максимального технологического эффекта, позволяют методы биотехнологии, к которым относятся применение ферментных препаратов (ФП), а также культур микроорганизмов, в том числе лакто-и бифидобактерий.

В течение ряда лет на кафедре технологии молочных и консервированных продуктов КубГТУ проводятся исследования, направленные на поиск эффектив-

ных биотехнологических методов получения овощных соков и напитков функционального назначения.

В работах [1-3] убедительно показана перспективность мацерирующих ФП для производства соков с мякотью и многокомпонентных овощных коктейлей из тыквы, моркови, капусты, перца сладкого и других овощей.

Мацерирующие препараты содержат в основном ферменты, гидролизующие протопектин, а также цел-люлазы и гемицеллюлазы. Их совместное действие обеспечивает разрушение клеточных комплексов и тонкое измельчение растительной ткани, которого трудно достичь механическим путем. Высвобождение пектина с высокой степенью этерификации и полимеризации позволяет получить гомогенную, вязкую мякоть, стабильную к расслаиванию. Препараты мацери-рующего действия, предлагаемые современной ферментной промышленностью, отличаются по своему составу, активности и спектру воздействия на структурные компоненты растительной ткани, поэтому возникает необходимость подбирать наиболее приемлемый вариант каждого вида сырья.

Действие мацерирующих ферментов направлено прежде всего на структурные полисахариды растительной ткани. В связи с этим определяли изменения углеводного комплекса овощного сырья - тыквы и моркови - при ферментативной обработке (табл. 1).

При обработке тыквы и моркови препаратами Пек-томацерин Г10х и Фруктоцим М наиболее значительные изменения происходят в составе пектиновых веществ: количество нерастворимого пектина снижается вдвое, а растворимого соответственно увеличивается. От используемого ФП и вида овощей зависит изменение содержания целлюлозы и гемицеллюлозы. Так,

при обработке овощей Пектомацерином Г10х массовая доля целлюлозы, гемицеллюлозы снижалась на 10,7; 55,7 и 43,6; 52,4% для тыквы и моркови соответственно.

Общим для обоих видов сырья было заметное увеличение фракции спирторастворимых сахаров при использовании ФП Фруктоцим М: на 34,0 и 35,6% соответственно в тыкве и моркови. Установленные закономерности в содержании спирторастворимых углеводов коррелировали с изменением массовой доли растворимых сухих веществ, а водорастворимых углеводов - с увеличением кислотности продуктов ферментации.

Таким образом, мацерирующий эффект достигается в результате перехода примерно 50% протопектина в растворимый пектин, который обусловливает повышенную вязкость и функциональную активность продукта.

Степень изменения витамина С и Р-каротина как наиболее лабильных компонентов сырья является критерием совершенства применяемой технологии. В табл. 2 приведены данные по содержанию биологически активных веществ (БАВ) в свежей тыкве и моркови, а также пюре-полуфабрикатах из них, полученных традиционным способом и с применением ФП. Результаты свидетельствуют о преимуществе ферментных методов в производстве функциональных продуктов.

При получении соков без мякоти, осветленных и неосветленных, широкое применение нашли пектоли-тические ФП. Они представляют собой комплекс индивидуальных ферментов, из которых наибольшее значение имеют эндополигалактуроназа и пектинме-тилэстераза, катализирующие расщепление гликозид-ных и сложноэфирных связей в молекуле пектина. Глубокая деструкция пектина приводит к снижению

Таблица 1

Содержание, % на сырую массу

Фракции До обработки ФП После обработки ФП

Пектомацерин Г10х Фруктоцим М

Спирторастворимые углеводы:

моносахариды 2,13/2,57 2,60/3,75 2,63/4,49

ди- и трисахариды 0,46/3,63 0,53/2,06 0,84/3,92

Водорастворимые углеводы (декстрины, пектин и др.) 0,19/1,73 0,27/2,37 0,30/2,31

Водонерастворимые углеводы:

крахмал 0,25/2,61 0,026/2,86 0,026/2,31

гемицеллюлоза и протопектин 1,40/3,36 0,62/1,60 0,48/2,67

Целлюлоза 1,68/1,63 1,50/0,92 1,30/1,30

Общее содержание пектиновых веществ 0,43/2,01 0,34/1,98 0,40/1,31

Растворимый пектин 0,15/0,61 0,25/1,37 0,30/0,62

Протопектин 0,28/1,40 0,09/0,61 0,10/0,69

Примечание: числитель - тыква, знаменатель - морковь.

Таблица 2

Содержание БАВ, мг/100 г

Показатель Свежее сырье Пюре по традиционной Пюре после обработки ФП

технологии Пектомацерин Г10х Фруктоцим М

Р-Каротин 1,96/10,00 0,15/4,95 1,42/8,16 1,36/7,63

Витамин С 11,50/6,90 1,30/3,00 3,00/3,30 4,00/5,60

Примечание: числитель - тыква, знаменатель - морковь.

Таблица 3

Время обработки, мин Выход сока, % Сухие вещества, % Сахара, % Бетанин, г/100 г Титруемая кислотность, %

редуцирующие общие

0 48 9 3,5 9,4 1,11 0,30

30 55 10 3,6 9,4 1,15 0,30

60 56 11 4,2 9,8 1,18 0,31

90 61 12 5,3 10,4 1,21 0,31

120 64 12 5,5 11,2 1,22 0,31

вязкости сока, что облегчает его прохождение по сети капилляров внутри мезги, в результате чего повышается сокоотдача.

Изучение структурных полисахаридов растительной клетки привело к созданию ФП нового поколения с оптимальным сочетанием ферментов направленного действия. Это позволило не только значительно увеличить выход сока, но и улучшить показатели его пищевой ценности, сократить время ферментативной обработки. В последнее время созданы высокоэффективные препараты, предназначенные для обработки различных групп сырья: семечковых, косточковых плодов, темноокрашенных ягод. Однако практически отсутствуют рекомендации по применению ФП для получения соков из овощей.

Экспериментальные исследования [4, 5] показали целесообразность обработки свекольной мезги перед прессованием препаратами Фруктоцим МА-Х-Пресс и Фруктоцим-Колор. При этом выход сока увеличивается на 12-17%, повышается его экстрактивность, улучшаются органолептические свойства. В табл. 3 приведены данные об изменении качественных и количественных показателей свекольного сока в процессе ферментации препаратом Фруктоцим МА-Х-Пресс.

К концу ферментации в свекольном соке увеличивается содержание массовой доли сухих веществ, общих и редуцирующих сахаров, красящих веществ в пересчете на бетанин на 3; 1,8 и 2,0; 0,11% соответственно.

С помощью методов математического моделирования установлены оптимальные режимы ферментативной обработки свеклы, обеспечивающие высокий выход сока и максимальное сохранение натуральной окраски: рН 4,0-5,0; температура 31-37°С; продолжительность 120 мин. В качестве регуляторов рН предложено использовать пищевые кислоты или плодово-ягодную мезгу, имеющую повышенную кислотность, например из облепихи. Полученные результаты послужили основанием для разработки усовершенствованной технологии сока из столовой свеклы и расширения ассортимента купажированных овоще-фрук-товых соков на основе свекольного. Эффективность препарата Фруктоцим МА-Х-Пресс подтверждена также при получении сока из топинамбура: выход продукта после ферментативной обработки увеличился на 10-14%.

В последнее время существует тенденция к расширению производства соков, прошедших молочнокислое брожение. Благодаря физиологически активным компонентам сырья и продуктам метаболизма молочнокислых бактерий они обладают высокой биологиче-

ской ценностью, антиоксидантными свойствами, оказывают благоприятное воздействие на здоровье человека, предупреждают ряд заболеваний, укрепляют иммунитет. Нами установлено, что предварительно сквашенные овощи служат прекрасным субстратом для действия пектолитических ФП: не требуется дополнительного внесения кислот для регулирования рН; в процессе термостатирования не происходит потемнения сырья, так как собственные окислительно-восстановительные ферменты находятся в малоактивной форме; появляется возможность минимизировать тепловую обработку как до проведения ферментации, так и на конечных этапах технологического процесса. Ферментативная обработка мезги сквашенных овощей препаратом Пектинекс Ультра БР-Ь способствовала повышению выхода сока из капусты и топинамбура на 18 и 23% соответственно. Отходы после прессования или центрифугирования рекомендовано использовать в производстве овощных паст, соусов, пищевых концентратов.

Один из эффективных технологических приемов создания напитков функционального назначения -комбинирование растительного сырья с молочным и сквашивание полученного продукта микроорганизмами-пробиотиками. Содержание в растительном компоненте стимуляторов роста бифидобактерий позволяет классифицировать такие продукты как синбиотиче-ские. Потребление синбиотических продуктов - наиболее физиологичный и эффективный способ нормализации микрофлоры кишечника, улучшения деятельности всего желудочно-кишечного тракта, укрепления иммунитета.

В работах [6, 7] разработаны теоретические и прикладные аспекты создания синбиотических кисломолочных продуктов с использованием топинамбура и продуктов его переработки. В продолжение данных исследований для расширения ассортимента функциональных продуктов были оценены пребиотические свойства других видов овощного сырья. На рисунке показана динамика сквашивания молочной сыворотки с добавками пюре свеклы, моркови и топинамбура в

количестве 30% от массы смеси закваской прямого внесения Mix probiotik, представляющей собой концентрат бифидобактерий (кривые 1, 2,3 - сыворотка с добавками топинамбура, моркови, свеклы; 4 - сыворотка без добавок, контроль). Как видно, введение растительного компонента интенсифицирует процесс брожения. По окончании времени сквашивания t кислотность, °Т, в образцах сыворотки с добавками значительно выше, чем в контроле, что связано с наличием в растительном сырье бифидогенных факторов: не-перевариваемых полисахаридов, фруктозы и ее производных, витаминов и др. Наибольшая активность отмечена у топинамбура, несколько меньшая - у моркови и свеклы. Следовательно, введение растительных добавок в виде овощных пюре улучшает органолептические показатели ферментированных напитков из сыворотки, усиливает пребиотический эффект и придает продукту функциональные свойства.

ВЫВОДЫ

1. Применение пектолитических ФП для обработки овощной мезги перед прессованием способствует увеличению выхода сока, повышению экстрактивности и улучшению органолептических свойств.

2. Получение соков и многокомпонентных коктейлей с тонкоизмельченной не расслаивающейся мякотью из тыквы, моркови, других овощей без применения жестких температурных и механических воздействий возможно в результате мягкого гидролиза структурных полисахаридов, главным образом протопектина, препаратами мацерирующего действия.

3. Ферментативная обработка предварительно сквашенных овощей позволяет увеличить сокоотдачу, избежать нежелательных окислительно-восстановительных процессов, сохранить естественную окраску

сырья и минимизировать потери БАВ при производстве соков молочнокислого брожения.

4. Добавление пюре топинамбура, моркови и свеклы в количестве 20-30% к молочной сыворотке интенсифицирует процесс ее сквашивания культурами бифидобактерий и обусловливает синбиотические свойства получаемых напитков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Теркун А.Н., Кожухова М.А., Ротко А. Г. Применение ферментных препаратов в производстве соков и нектаров // Мате -риалы Междунар. науч.-практ. конф. «Потребительский рынок: Качество и безопасность товаров и услуг». Т. I. - Орел, 2001. - С. 321.

2. Теркун АН, Кожухова М.А. Сравнительное изучение действия различных ферментных препаратов на растительное сырье // Материалы Междунар. науч. конф. «Живые системы и биологиче -ская безопасность населения». - М., 2002. - С. 181-182.

3. Кожухова М.А., Теркун А.Н., Круглова И.А. Математическое обоснование режимов ферментативной обработки тыквы препаратом FructozymM // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2003. -№ 1. - С. 85-87.

4. Кардовский А.А., Кожухова М.А., Коваленко А.В., Солод Л.Ю. Получение свекольного сока с использованием ферментных препаратов // Там же. - 2006. - № 6. - С. 99-100.

5. Кардовский А.А., Кожухова М.А., Солод Л.Ю., Коваленко А.В. Совершенствование технологии производства свекольного сока // Материалы VII Регион. науч.-практ. конф. молодых уче -ных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». -Краснодар, 2005. -С. 173-174.

6. Бархатова Т.В., Васьков В.А. Инулинсодержащие про -дукты переработки топинамбура как основа синбиотиков // Сб. тр. КРИА. - 2003. - Вып. 12. - С. 246.

7. Бархатова Т.В., Кожухова М.А., Хрипко И.А. Создание продуктов функционального питания на основе топинамбура // Наука Кубани. - 2004. - № 3. - С. 120-124.

Кафедра технологии молочных и консервированных продуктов

Поступила 10.05.07 г.

637.1:635.655

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕКОМБИНИРОВАННЫХ МОЛО ЧНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ИХ СТАБИЛИЗАЦИЯ

М.М. БОРИСОВА, Т.В. БАРХАТОВА, Н.В. ЧЕРНЕГА,

Д.В. БРАТОЕВ, Н.С. РУДИК

Кубанский государственный технологический университет

В связи с сырьевым дефицитом, возникающим вследствие резкого уменьшения объемов производства молока-сырья, в особенности в осенне-зимний период [1], приобретает актуальность использование рекомбинированного молока и продуктов на его основе.

Рекомбинированное молоко получают на основе сухого обезжиренного молока, жира и воды. Источником жира является сливочное или растительное масло [2].

Технологический процесс производства рекомбинированного молока заключается в получении молочной эмульсии заданного состава и включает стандар-

тизацию эмульсии по жиру, последующую гомогенизацию и пастеризацию.

Механическая обработка или гомогенизация приводит к реструктуризации эмульсии - расщеплению крупных агломератов и формированию новой, более дисперсной и плотной структуры. При этом необходимо фиксировать требуемые свойства продукта при помощи стабилизирующих систем. Введение в структуру эмульсии стабилизаторов с высокой влагоудерживающей способностью позволяет стабилизировать распределенную влагу и предотвращать синерезис [3].

Молоко относится к разбавленным эмульсиям сис -темы типа жидкость - жидкость, содержащим до 0,1% по объему дисперсной фазы. Это высокодисперсный тип эмульсий с размером частиц < 100-300 нм, которые обнаруживают электрофоретическую подвиж-