Повышение антиоксидантной активности замороженных взбитых десертов функциональной направленности

J КАЧЕСТВЕННОЕ ПИТАНИЕ - СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ТЕМА НОМЕРА

УДК 664.162.81

Повышение антиоксидантной активности замороженных взбитых десертов функциональной направленности

И.В Мацейчик, канд. техн. наук; С.М. Корпачева; А.Н. Кудряшова

Новосибирский государственный технический университет И.О. Ломовский, канд. хим. наук;

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск Реферат

В работе рассмотрена разработка технологии и рецептур взбитых замороженных десертов функционального назначения с использованием местного растительного сырья: ягод клюквы, жимолости, облепихи, а также плодов апельсина (в виде пюре и соков), натурального сахарозаменителя стевиозида, структурообразователей растительного происхождения в сочетаниях: каррагинан и глюкоманнан, пектин и альгинат натрия. Разработаны рецептуры десертов: с сахаром - для широкого круга потребителей, и с саха-розаменителем для категории населения с ограниченным потреблением сахара. Соотношение основных компонентов в рецептуре определено с помощью математического моделирования. Количество сахарозаменителя, вводимого в рецептуру, получено путем пересчета массы стевиозида по коэффициенту сладости к сахарозе. Выбор оптимальной концентрации структурообразователей был произведен опытным путем. Разработана технология приготовления десертов, которая может быть адаптирована для предприятий общественного питания, включающая подготовку сырья, приготовление желейных масс и моделирование десерта путем интенсивной заморозки при температуре минус 25+2 °С и периодического взбивания до пышной консистенции и увеличения объема. Образцы исследованы по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям качества. По показателям качества и безопасности образцы соответствуют требованиям нормативной технической документации. Продукция имеет высокие органолептические показатели: приятную консистенцию, соответствующие используемому сырью вкус и запах, без посторонних привкусов при использовании сахарозаменителя. В статье обоснована целесообразность введения в рецептуры растительных добавок с высоким уровнем содержания пищевых и биологически активных веществ: порошка клюквы ИК-сушки и свежей цедры апельсина, и замены сахара на сахарозаменитель стевиозид. Разработанные десерты обладают низкой калорийностью, повышенной пищевой и биологической ценностью, являются источником пектина, витаминов и антиоксидантов и могут быть рекомендованы для использования в диетическом и лечебно-профилактическом питании как функциональные продукты питания, так как в одной порции (100 г) продукции содержится 15 % от суточной нормы потребления функциональных ингредиентов.

Ключевые слова

замороженные взбитые десерты; сахарозаменители; стевиозид; функциональные продукты Цитирование

Мацейчик И.В, Корпачева С.М., Кудряшова А.Н., Ломовский И.О. (2018) Повышение антиоксидантной активности замороженных взбитых десертов функциональной направленности // Пищевая промышленность. 2018. № 11. С. 28-31.

Increased antioxidant activity of frozen whipped functional desserts

I.V. Macejchik, Candidate of Technical Sciences; S.M. Korpacheva, A.N. Kudryashova

Novosibirsk State Technical University

O.I. Lomovskij, Candidate of Technical Sciences

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry

Abstracts

This article discusses the development of technology and recipes for functional whipped frozen desserts with the natural sweetener stevioside, vegetable structurants: carrageenan, glucomannan, pectin and sodium alginate, and local plant material: cranberry, honeysuckle, sea buckthorn berries, and orange fruits. The recipes of two dessert lines have been developed: with sugar for a wide range of consumers, and with a sweetener for the people with limited consumption of sugar. The content of the main components is designed by mathematical modeling. The quantity of sweetener is obtained by recalculating the mass of stevioside by the sweetness ratio to sugar. The choice of the optimum concentration of structurants was found experimentally. The technology of desserts including preparation of raw materials and jelly masses, modeling of dessert by intensive freezing (minus 25 + 2 °C) and periodic whipping until a lush structure. The desserts were investigated by organoleptic, rheological, physicochemical and microbiological quality indicators. The desserts meet the requirements of regulatory documentation in terms of quality and safety indicators. The products have high organoleptic characteristics: pleasant consistency, appropriate taste and smell. It has been proved expediency of introducing into the composition of vegetable additives with a high content of food and biologically active substances: the powder of the cranberry of the infrared drying and the orange peel, and of the substitution of sugar for the sweetener stevioside. The developed desserts have a low-calorie content, high biological value, which are the source of pectin, vitamins and antioxidants. These desserts can be used in dietary and preventive nutrition as functional foods, as found in 100 g of desserts data shows 15 % of the daily functional ingredients intakes.

Key words

frozen whipped desserts; functional products; stevioside sweeteners Citation

Matseychik I.V., Korpacheva S.M., Kudryashova A.N., Lomovsky I.O. (2018) Increasing the antioxidant activity of frozen whipped functional desserts // Food processing industry = Pishhevaja promyshlennost'. 2018. № 11. P. 28-31.

QUALITY FOOD - MODERN TECHNOLOGY,

По различным оценкам более половины населения РФ является постоянными покупателями замороженных десертов, а их потребление достигает 5 кг/чел. в год, что говорит о высокой популярности замороженных десертов в России. Однако в настоящее время представленная на рынке десертов продукция не содержит важных функциональных ингредиентов, имеет высокую калорийность за счет наличия сахара, содержит синтетические красители и ароматизаторы, что ведет к нарушению обмена веществ и сопутствующим заболеваниям. В связи с этим актуален выпуск десертов из натурального сырья, пониженной калорийности, содержащих функциональные ингредиенты [1].

Целью данного исследования явилась разработка рецептур и оптимальной технологии приготовления замороженных взбитых десертов функционального назначения с использованием ингредиентов растительного происхождения.

Были обозначены основные задачи исследования: обоснование выбора местного растительного сырья, структурообразователей и сахароза-менителя; определение оптимальной концентрации вносимых структуро-бразователей; разработка рецептур посредством математического моделирования, технологии приготовления; исследование влияния внесенных растительных добавок на орга-нолептические, физико-химические и микробиологические показатели качества разработанных образцов; обоснование функциональных свойств продукции и целесообразности ее использования в диетическом питании.

Для приготовления десертов было выбрано сырье, имеющее растительное происхождение, богатое витаминами, антиоксидантами и легкодоступное в сибирском регионе. В качестве вкусового сырья для изготовления десертов были выбраны местные растительные ягоды облепиха, клюква и жимолость в виде соков и пюре. Для улучшения вкусовых достоинств замороженных десертов с облепиховым соком, его использовали в сочетании с апельсиновым соком. Используемое сырье богато витаминами, в том числе Р-каротином, пектиновыми и минеральными веществами.

Выбранное сырье также является богатым источником Р-активных соединений. Р-активные соединения вместе с витамином С оказывают антиоксидантное действие на организм. Т. е. прерывают свободноради-кальные реакции в организме, тем самым предотвращают многие болезни, улучшая самочувствие и замедляют процессы старения.

Разработано две линейки десертов: с сахаром для широкого круга потребителей, и с сахарозаменителем для категории населения с ограниченным потреблением сахара. В качестве са-харозаменителя использован стевио-зид - гликозид, получаемый из растений рода 51еу1а, со средним коэф-

фициентом сладости 300 по сахарозе, низкими гликемическим индексом и калорийностью [2].

Для улучшения пищевой ценности, увеличения антиоксидантной активности десертов, обогащения пектином и Р-каротином в качестве растительной добавки использованы цедра апельсина и порошок клюквы ИК-сушки. Содержание р-картина, пектина и антиоксидантная активность добавок представлены в табл. 1.

В качестве структурообразователей для производства десертов были выбраны: каррагинан, глюкоманнан, альгинат натрия и пектин, имеющие растительное происхождение и стабильные свойства при заморозке. Выбранные структурообразователи объединены в группы, обладающие синергическим эффектом: каррагинан с глюкомананом и альгинат натрия с пектином, что позволило скорректировать функционально-технологические свойства сырья и продукта, а также снизить экономические затраты на достижение требуемого эффекта.

Для выбора оптимальной концентрации внесения смесей структурообразователей в десерты были приготовлены 16 образцов на различных растительных основах с концентрацией структурообразующих смесей от 0,5 до 2,0 г с интервалом 0,5 г. Выбор наилучших концентраций смесей основан на оптимальном соотношении массовой доли плава и взби-тости готовых десертов, лучшими признаны образцы с концентрациями смеси: глюкоманнан и каррагинан (1,0 % и 1,5 %), альгинат натрия и пектин (1,0 % и 2,0 %). В табл. 2 и на рис. 1~2 представлены результаты исследования.

По результатам эксперимента можно судить о технологическом применении образцов. Установлено, что десерты с концентрацией смеси глюко-маннана и каррагинана 1,0 % и 1,5 %, смеси альгината натрия и пектина 1,0 % рационально использовать в качестве десертов, благодаря воздушной, нежной консистенции и низкой массовой доле плава. Образцы с 2,0 %-ной концентрацией альгината и пектина плотные, сохраняют форму, при оттаивании не отделяют водную фазу, что позволяет использовать их как отделочный полуфабрикат мучных кондитерских изделий.

Оптимальное соотношение основных компонентов в рецептурах определено с помощью математического моделирования посредством программы Ма1:|-|Сас1. Массовые доли функциональных веществ по компонентам взяты на основании исследований и нормативной документации.

В качестве технологии производства были выделены три этапа.

Первый этап заключается в подготовке сырья. Соединение смесей пектина и альгината или каррагинана и глюкоманнана с охлажденной (30 °С) кипяченой водой для набухания; получение соков из исходного сырья.

Второй этап заключается в приготовлении смесей и соединение вкусовой и структурообразующей частей. Уваривание на слабом огне смеси сахара-песка или стевиозида, воды, смесей структурообразователей до однородной консистенции. Охлаждение полученной массы.

Особенностью второго этапа является соединение соков и смесей структурообразователей при невысокой температуре в целях сохранения антиоксидантной активности.

Третий этап заключается в переменном замораживании и взбивании десерта. В качестве технологии замораживания была выбрана интенсивная заморозка при минус 25 °С, что позволяет форсированно перейти из жидкой фазы в твердую, избегая образования крупных кристаллов льда. Взбивание производится при малом числе оборотов с постепенным их увеличением. Цикл замораживание-взбивание выполняется до получения необходимой взбитой консистенции.

1 1,5 2

Концентрация (р), %

Рис. 1. Зависимость массовой доли плава десертов от концентрации структурообразователей

О

0,5 I 1,5 2

Концентрация (р), % Рис. 2. Зависимость степени взбитости десертов от концентрации структурообразователей

Таблица 1

Содержание функциональных ингредиентов в растительных добавках

Растительная добавка Порошок Цедра

клюквы апельсина

АОА, мкг рутина/г продукта 5,6+0,2 2,2+0,2

р-каротин, мкг/г продукта - 2,25+0,2

Пектин, мг/г продукта - 5,58+0,2

.КАЧЕСТВЕННОЕ ПИТАНИЕ - СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ТЕМА НОМЕРА

Внешний вид

Запах

Консистенция

Цвет

Вкус

—♦—№11 -•- №12

Рис. 3. Органолвптичвскив показатели лучших образцов

Кислый вкус

1(1

Горечь 5 j Сладость

Травянистый 0 Щ ^Ё Вкус ягод

вкус

Свежесть Интенсивность вкуса

*№9 А №1»

—♦—№11 — №12

Рис. 4. Вкусовые профилограммы лучших образцов

Таблица 2

Значения взбитости и массовой доли плава десертов от концентрации смесей структурообразователей.

Показатель Десерты на смеси каррагина-на и глюкоманнана

Облепихово-апельсиновые 1* Облепихово-апельсиновые 2*

Концентрация смеси структуро-образователя, % 0,5 1,0 1,5 2 0,5 1,0 1,5 2,0

Взбитость, % 107,3 115,8 121,6 133,3 105,3 102,5 102,1 101,5

Массовая доля плава, % 63,7 33,9 23,2 33,8 11,7 7,4 0,0 0,0

Клюквенно-жимолостные 3* Клюквенно-жимолостные 4*

Концентрация смеси структуро-образователя, % 0,5 1,0 1,5 2,0 0,5 1,0 1,5 2,0

Взбитость, % 144,8 233,3 262,5 323,1 300,0 166,7 157,1 151,7

Массовая доля плава, % 85,6 66,3 67,5 79,2 80,1 0,0 0,0 0,0

*Номер зависимости на рисунках

Был разработан ассортимент из 12 десертов с сахаром или стевиозидом, и растительными добавками. Образцы исследованы по физико-химическим,

органолептическим, микробиологическим показателям качества.

Установлено, что готовые образцы имеют высокие органолептические показатели: приятную консистенцию, соответствующие вкус и запах. Для более точной характеристики вкуса использовали дескрипторно-профильный метод, показавший, что десерты обладают приятной сладостью при отсутствии сахара. По результатам оценки выбраны лучшие образцы со стевиозидом: клюквенно-жимолостные с ИК-порошком клюквы на каррагинане и глюкоманнане

(№ 9), альгинате натрия и пектине (№ 10); облепихово-апельсиновые с цедрой на каррагинане и глюкоманнане (№ 11), альгинате натрия и пектине (№ 12).

При исследовании образцов на содержание редуцирующих веществ установлено, что при использовании сахарозаменителя массовая доля Сахаров в десертах снижается до значений, близких к нулю (рис. 5), что приводит к значительному снижению калорийности изделий (рис. 6).

Исследования физико-химических показателей качества проводились

20

15

16 14 12 !0 8 6 4 2 0

Щ±

Облепихово-апельсиновые десерты

Клюквенно-жимолостные десерты

Десерты на сахаре Десерты на стевизоиде

Рис. 5. Массовая доля содержания Сахаров в десертах

Рис. 6. Калорийность десертов

zzz

43, Л -

41

19 ,3

41),7

17,3

Желирование Замораживание Замор.+Взбив.

а Облепихово-апельсиновые о Клюквенно-жимолостные Рис. 7. Зависимость изменения витамина С от обработки

117

196

79::

116

31

79

Желирование Замораживание Замор.+Взбив.

с Облепихово-апельсиновые  Клюквенно-жимолостные Рис. 8. Зависимость изменения антиоксидантной активности от обработки

QUALITY FOOD - MODERN TECHNOLOGY.

стандартными методами [3]. В табл. 3 представлены результаты исследования лучших образцов.

Была исследована зависимость содержания витамина С от механического воздействия (на примере десертов с растительными добавками). Выявлено, что при замораживании и дальнейшем взбивании содержание витамина С уменьшается совсем незначительно (около 3 % на каждом

Таблица 3

Физико-химические показатели лучших образцов

№ Общая титруемая кислотность, мг% Массовая доля, % Пектиновые вещества, мг% АОА, мкг рути-на/100г ß-ка-ротин, мг% калорийность, ккал

золы сухих веществ Сахаров

9 0,0458+0,2 0,618+0,1 7,6+0,1 00,81+0,1 1,32+0,4 17,33 79,2+14 -

10 0,0532+0,2 0,248+0,1 7,6+0,1 00,81+0,1 1,27+0,4 17,33 79,2+14 -

11 0,0759+0,2 0,702+0,1 7,1+0,1 00,42+0,1 2,14+0,4 40,67 31,3+2 1,323+0,1

12 0,0716+0,2 0,247+0,1 7+0,1 00,42+0,1 1,62+0,4 40,67 31,3+2 1,323+0,1

<

о <

ш

nn: Ш Ш

№9 №10 №11 №12

100

80 00 40 20 0

Рис. 9. Содержание рутина в десертах

12*

этапе, рис. 7), можно говорить, что витамин С устойчив при низких температурах и сохраняется в десертах.

Также была исследована зависимость антиоксидантной активности от механического воздействия (на примере десертов с растительными добавками). Выявлено, что при замораживании и дальнейшем взбивании антиоксидантная активность уменьшается на 40~50 % на каждом этапе (рис. 8).

Для редукции эффектов уменьшения АОА и снижении содержания витамина С при производстве десертов следует минимализировать контакт продукта с металлической посудой и соединять соки и смесь воды и струк-турообразователей при температуре не выше 70 "С.

По результатам физико-химических исследований можно судить о функциональности готовой продукции. На рис. 9~12 представлены диаграммы, обосновывающие функциональность образцов. Горизонтальной линией обозначен критерий функциональности*, равный 15 % от суточной нормы потребления

каждого функционального ингредиента.

По микробиологическим показателям (кМАФАм, БГКП, плесени) продукция соответствует требованиям TP ТС 021/2011 (Приложения 1, 2).

Разработанные десерты имеют высокие органолептические и структурно-механические характеристики, низкую калорийность.

Показатели качества и безопасности соответствуют требованиям технической документации. Замена сахара на сахарозаменитель, отсутствие синтетических красителей и ароматизаторов, соответствие критерию функциональности позволяет использовать продукцию в лечебно-профилактическом и диетическом питании, а также как функциональный продукт питания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кочеткова, A.A. Функциональные продукты в концепции здорового питания // Пищевая промышленность. -2009. - № 3. - С. 4-5.

2. Мацейчик, И.В. Использование стевии в производстве кондитерских

желированных масс функционального назначения/ И.В. Мацейчик, И.О. Ло-мовский, Е.А. Сигина // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2014. - № 10. - С. 206212.

3. ГОСТ Р 54607.2-2012 Услуги общественного питания. Методы лабораторного контроля продукции общественного питания. Часть 2. Методы физико-химических испытаний

REFERENCES

1. Kochetkova, A.A. Funkcional'nye produkty v koncepciizdorovogo pitanija // Pishhevaja promyshlennost'. - 2009. -№ 3. - C. 4-5.

2. Macejchik, I.V. Ispol'zovanie steviiv proizvodstve konditerskih zhelirovannyh mass funkcional'nogo naznachenija/ I.V. Macejchik, 1.0. Lomovskij, E.A. Sigina // Vestnik Krasnojarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2014. - № 10. -S. 206-212.

3. G0ST R 54607.2-2012 Uslugi obshhestvennogo pitanija. Metody laboratornogo kontrolja produkcii obshhestvennogo pitanija. Chast' 2. Metody fiziko-himicheskih ispytanij

Авторы

Мацейчик Ирина Владимировна, канд. тех. наук, Корпачева Светлана Михайловна, Кудряшова Анна Николаевна Новосибирский государственный технический университет, 630073, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, д. 20, macejchik@corp.nstu.ru Ломовский Игорь Олегович, канд. хим. наук

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения российской академии наук (ИХТТМ СО РАН),630055, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе, д. 18, Lomovsky@soLid.nsc.ru

Authors

Macejchik Irina Vtadimirovna, Candidate of Technical Sciences, Korpacheva Svetlana Mihajlovna, Kudryashova Anna Nikoiaevna Novosibirsk State TechnicaL University, 630073, Novosibirsk, av. KarLa Marksa, 20, macejchik@corp.nstu.ru Lomovskij Oteg Ivanovich, Candidate of Technical Sciences Institute of SoLid State Chemistry and Mechanochemistry, 18, KutateLadze str., Novosibirsk, 630128, Lomovsky@soLid.nsc.ru