Использование биогеля "Ламиналь" в технологии молочных и кисломолочных продуктов

2009

Известия ТИНРО

Том 156

УДК 637.146:668.393.53

Е.Л. Конева, Т.И. Вишневская, Н.М. Аминина*

Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, 690091, г. Владивосток, пер. Шевченко, 4

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГЕЛЯ "ЛАМИНАЛЬ" В ТЕХНОЛОГИИ МОЛОЧНЫХ И КИСЛОМОЛОЧНЫХ

ПРОДУКТОВ

Исследована возможность получения молочных и кисломолочных продуктов на основе биогеля из водорослей. На основании органолептических и реологических показателей готовых продуктов обоснованы выбор компонентов и рецептура. Разработаны технология молочных десертов и напитков, условия получения кисломолочных продуктов, установлены доза закваски и время сквашивания, обеспечивающие наилучшие органолептические свойства получаемого продукта. Изучен процесс сквашивания и нарастания кислотности.

Ключевые слова: молочные и кисломолочные продукты, биогель "Лами-наль", Bifidobacterium adolescentis.

Koneva E.L., Vishnevskaya T.I., Aminina N.M. Using the biogel "Laminal" in technology of dairy and sour-milk products // Izv. TINRO. — 2009. — Vol. 156. — P. 335-340.

Possibility is investigated of dairy and sour-milk products receiving on the base of biogel from seaweeds. On the basic of organoleptic and rheological parameters of ready products the choice of components and a receipt is proved. Technology of milk desserts and drinks, conditions of reception of sour-milk are developed. The doze of ferment and the time of fermentation providing the best organoleptic properties of ready products are determined. Processes of fermentation and acidity increasing are investigated.

Key words: dairy products, sour-milk products, biogel "Laminal", Bifidobacterium adolescentis.

Введение

Полисахариды водорослей, в частности альгинаты, часто применяют в молочной промышленности как загустители и стабилизаторы. В то же время они обладают выраженной биологической активностью. Особый интерес представляет биогель из морских водорослей, разработанный в ТИНРО-центре, известный под названием "Ламиналь" (ТУ 9284-175-00472012-07), где основным функциональным компонентом является альгинат натрия. Клинические испытания показали, что "Ламиналь" эффективен при лечении таких болезней, как гастрит, гастродуоденит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, хронический гепатит, а также для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и

* Конева Елена Леонидовна, младший научный сотрудник, e-mail: koneva@ tinro.ru; Вишневская Татьяна Ивановна, кандидат технических наук, научный сотрудник, e-mail: vishnevskaya@tinro.ru; Аминина Наталья Михайловна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией, е-mail: aminina@tinro.ru.

сахарного диабета, так как нормализует содержание холестерина и сахара в крови (Аминина, 2006). Продукты на основе "Ламиналя" обладают теми же свойствами, что и сам биогель, и могут быть использованы для профилактики гастроэнтерологических заболеваний (Подкорытова и др., 1998). Поэтому применение "Ламиналя", содержащего альгинат и другие функциональные компоненты, представляет безусловный интерес в технологии производства лечебно-профилактических продуктов.

Целью настоящей работы являлась разработка условий получения молочных напитков и десертов, кисломолочных напитков на основе биогеля из водорослей.

Материалы и методы

Объектами исследований явились: молочные продукты (напитки и десерты), в которых в качестве основных компонентов использовали восстановленное сухое молоко (8,5 %) и биогель "Ламиналь" (от 10 до 30 %), а для увеличения биологической и энергетической ценности — сахар (до 5 %), фруктовые и ягодные добавки (от 10 до 25 %).

Производство молочных десертов и напитков с использованием "Ламиналя" предусматривает ряд операций. Первым в смесительную емкость вносят биогель, при непрерывном перемешивании добавляют подготовленное восстановленное и стерилизованное молоко, концентраты фруктовых, ягодных соков или сиропы. Полученную смесь пастеризуют при 85-87 0С 3-5 мин, охлаждают до 60-63 0С, гомогенизируют при давлении 17,0-17,5 МПа, фасуют, охлаждают до 2-6 оС и отправляют на хранение.

При разработке технологии кисломолочного напитка в стерилизованное молоко (10 %) добавляли "Ламиналь" (5-15 %), гомогенизировали и пастеризовали. В подготовленную смесь вносили подготовленную закваску Bifidobacterium adolescentis (ТУ 9229-325-00419785-03), после чего инкубировали при температуре (37±5 °С) до появления сгустка. Количество вносимой закваски составляло от 1 до 3 %. Контрольный образец представлял собой систему без "Ламиналя". Время формирования сгустка определяли визуально.

Через каждые два часа отбирали образцы для определения рН, титруемой кислотности и реологических показателей. Активную кислотность определяли на рН-метре (HANNA instruments, марки рН-210), титруемую кислотность — титриметрическим методом (ГОСТ 3624-92). Количественный учет жизнеспособных клеток бифидобактерий проводили методом предельных разведений на среде Блаурокка; количество бактерий групп кишечных палочек — общепринятым методом (ГОСТ 9225-84).

Исследование реологических свойств пищевых систем проводили на ротационном вискозиметре Rheotest-2 на измерительных цилиндрах Н/Н и S/Sj c пределом измерений вязкости 0-380 Па • с. Внешний вид, запах, вкус, цвет оценивали органолептически (Родина, 2004).

Результаты и их обсуждение

Основное отличие напитков от десертов — это консистенция готового продукта. Рациональное количество "Ламиналя" в десерте составило 30 %, в напитке — 10, фруктовых или ягодных добавок — соответственно 25 и 10 %. При содержании в продукте 30 % "Ламиналя" консистенция была плотной, гелеобразной, а 10 % — вязкой, текучей.

Исследования показали, что внесение фруктовых компонентов (соки, сиропы) приводит к росту вязкости и снижению рН продукта до 4,5-4,2 в зависимости от их природы (яблочный, апельсиновый и т.д.). При выборе фруктово-ягод-ных добавок добивались такого результата, который позволил бы ослабить водорослевые запах и привкус.

Результаты исследований структурно-механических свойств напитков и десертов представлены на рис. 1. Измерения позволили установить зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига. Наибольшее изменение вязкости наблюдается в области малых значений градиента скорости, и по мере его увеличения (начиная с 0,050-0,016 с-1) темп снижения вязкости замедляется. Кривая сглаживается при значениях градиента выше 1,0 с-1, а величина вязкости стремится к своему минимальному значению. В зависимости от содержания "Лами-наля" системы имеют разные структурно-механические показатели: при содержании 10 % "Ламиналя" вязкость практически не зависит от скорости сдвига и равна 3 Па • с, а при 30 % — возрастает до 25 Па • с. Таким образом, система с высоким содержанием "Ламиналя" обладает вязкопластическими свойствами.

Рис. 1. Зависимость эффективной вязкости молочных продуктов от градиента скорости: 1 — десерт, 2 — напиток Fig. 1. Dependence of effective viscosity dairy products from gradient of speed: 1 — dessert, 2 — drink

Высокое содержание "Ламиналя" в продуктах, получивших название "Десерт Ламиналька" и "Напиток Ламиналька", позволяет рекомендовать их для диетического питания, в том числе детского и школьного, для укрепления организма человека в целом, особенно при гастроэнтерологических заболеваниях.

Физико-химические и микробиологические показатели готовых молочных продуктов соответствуют санитарным требованиям (СанПиН 2.3.2.1324-03). На основании экспериментальных данных определен срок хранения продуктов 6 мес при температуре хранения от 0 до 4 0С.

На данные виды продукции разработана нормативная документация — ТУ 9284-276-00472012-05 "Десерт Ламиналька", ТУ 9284-291-00472012-05 "Напиток Ламиналька".

При разработке технологии кисломолочного продукта исследовали условия молочнокислого брожения в системе молоко — "Ламиналь".

Показано, что "Ламиналь" оказывает влияние на интенсивность нарастания кислотности в процессе ферментации, а также способствует увеличению скорости процесса сквашивания по сравнению с контролем: при прочих равных условиях кислотность молока составила 56 0Т и рН 4,6 при продолжительности ферментации 22 ч (рис. 2). Увеличение концентрации "Ламиналя" до 10-15 % способствует стабилизации уровня рН системы, а также титруемой кислотности.

Рис. 2. Зависимость титруемой и активной кислотности от концентрации "Ламиналя": 1 — рН, 2 — кислотность, °Т

Fig. 2. Dependence of titrated and active acidity from concentration Laminai: : 1 — рН, 2 — titrated acidity, оТ

Градиент скорости, с 1

К

а

4,3

5 10

Концентрация "Ламиналя", %

На следующем этапе исследований подбирали дозу заквасочной микрофлоры и продолжительность ферментации, изучали влияние дозировки "Ламиналя" на качественные характеристики продукта.

При изучении влияния дозы закваски и "Ламиналя" температура (37 ± 5 0С) и продолжительность ферментации (22 ч) были постоянными.

Количество вносимой закваски варьировало от 1 до 3 %. Анализ полученных данных показал, что в образце без "Ламиналя", независимо от дозы инокуля-та, консистенция оставалась жидкой при показателе вязкости 10 Па*с10-3 и кислотности 56 °Т (рис. 3, б). Визуально образование сгустка наблюдалось при достижении вязкости 20-25 Па*с10-3.

Рис. 3. Влияние дозы закваски иа изменение титруемой кислотности (а) и вязкости (б) образцов: 1 — контроль, 2 — "Ламиналь" 5 %, 3 — "Ламиналь" 10 %

Fig. 3. Influence of doze ferment on change titrated acidity (a) and viscosity (б) of samples: 1 — control, 2 — Laminal 5 %, 3 — Laminal 10 %

Консистенция образцов с 5 % "Ламиналя" и 1-2 % закваски была вязкая, тягучая, однако кислотность оставалась низкой (рис. 3, а). Образцы, содержащие 3 % закваски и 5 % "Ламиналя", а также 2 % закваски и 10 % "Ламиналя", обладали одинаковой кислотностью (70 и 75 °Т) и вязкостью (25 и 23 Па*с10-3). В эксперименте с 10 % "Ламиналя" и 3 % закваски наблюдается образование более плотного сгустка вязкостью 33 Па*с10-3 и кислотностью 90 0Т. Вкус продуктов был чистый кисломолочный, приятный, без наличия посторонних привкусов и запахов.

При изучении влияния продолжительности ферментации на свойства молочного сгустка с биогелем контролировали титруемую кислотность при сквашивании через каждые 2 ч (рис. 4). Доза закваски составляла 3 %, температура ферментации — 37±5 °С.

8 10 16 Время, ч

Рис. 4. Нарастание титруемой кислотности в процессе ферментации образцов: 1 — контроль, 2 — "Ламиналь" 5 %, 3 — "Ламиналь" 10 %

Fig. 4. Increase of titrated acidity in process of fermentation samples: 1 — control, 2 — Lami-nal 5 %, 3 — Laminal 10 %

18 20 22 24

Как видно из представленных результатов, титруемая кислотность в процессе ферментации контрольного образца нарастает постепенно. В процессе сквашивания образцов с "Ламиналем" нарастание кислотности происходит быстрее, чем в контрольном. Визуальные наблюдения показали, что время образования сгустка в контрольном образце составило 16-18 ч. В образце с 10 % биогеля из водорослей время сквашивания ниже и составляет 6 ч, кислотность сгустка достигает 70 0Т, что особенно актуально для получения лечебно-профилактических продуктов (http://www:disbactirios.ru). С уменьшением массовой доли биогеля с l0 до 5 % продолжительность культивирования увеличивается с 6 до 10 ч, при этом титруемая кислотность образцов составляет 60 0Т. Общим для экспериментальных образцов является то, что сгусток образуется в интервале кислотности 60-70 0Т.

В результате проведенных исследований установлено, что с увеличением массовой доли "Ламиналя" и закваски вязкость в процессе ферментации увеличивается.

Анализ свидетельствует, что рациональные условия образования сгустка могут быть при содержании "Ламиналя" 5 % и закваски 3 %, а при 10 % "Ламиналя" — 2 или 3 %. Время формирования сгустка при содержании "Ламиналя" 10 и 5 % и закваски 2 и 3 % составило соответственно 8-9 и 10-12 ч, тогда как в системе с 10 % "Ламиналя" и 3 % закваски — 6-8 ч. Совокупность полученных данных позволила нам определить рациональное количество закваски и "Ламиналя" — соответственно 3 и 10 %.

Отмечено, что кисломолочный напиток с массовой долей "Ламиналя" 10 % и закваски 3 % был лучшим по структурно-механическим и органолептическим показателям.

Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий в конечном продукте составляет не менее 1010 КОЕ/мл, что вполне соответствует лечебно-профилактической дозе в случае употребления продукта в количестве 100-200 г (Шаманова и др., 1995).

Клинические испытания свидетельствуют об усилении положительного эффекта на микробиоценоз кишечника при использовании бифидобактерий в комбинации с "Ламиналем".

Испытания показали, что применение в течение месяца комплекса биогеля из бурых водорослей и бифидобактерий в лечебно-профилактической дозе приводило к снижению степени дисбиоза у 80 % детей, в то время как у детей, принимающих только "Ламиналь", снижение степени дисбиоза составило 65 %, а в основной группе при лечении только бифидобактериями наблюдалось у 53 % детей.

Анализ динамики показателей микрофлоры кишечника детей с нарушенным микробиоценозом на фоне приема комплекса бифидобактерий с биогелем "Лами-наль" показал, что именно в этой группе более выражена тенденция к увеличению количества бифидо- и лактобактерий. Также в этой группе зарегистрировано уменьшение частоты встречаемости и концентрации патогенной и условно патогенной микрофлоры после лечения (см. таблицу).

Содержание эпидемиологически значимых представителей кишечного микробиоценоза у детей до и после курсового приема бифидобактерий с биогелем "Ламиналь", lg КОЕ/г The contents epidemic significant representatives intestinal microbiocenoza at children before and after course reception bifidobacterium with biogel Laminal, lg CFU/g

Название микроорганизма_До лечения_После лечения

Bifidobacterium adolescentis 7,40 ± 0,87 9,80 ± 0,46

Lactobacillus sp. 4,61 ± 1,59 4,90 ± 0,72

Escherichia coli 6,20 ± 1,04 1,87 ± 0,28

Staphylococcus aureus 3,34 ± 1,21 1,42 ± 0,97

Proteus 5,43 ± 1,46 3,99 ± 1,28

Candida sp. 4,13 ± 1,14 2,51 ± 0,81

Заключение

Разработанный нами напиток рассматривается как классический, базовый кисломолочный продукт. Введение в продукт различных вкусовых добавок (фруктовых, ягодных, овощных, ароматических и др.) позволит нам расширить ассортимент выпускаемой продукции.

Список литературы

Аминина Н.М. Лечебно-профилактический продукт "Ламиналь — биогель из морских водорослей" : пособие. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2006. — 34 с.

ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности. — М. : Изд-во стандартов, 2001. — 10 с.

ГОСТ 9225-84. Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа. — М. : Изд-во стандартов, 2001. — 25 с.

Подкорытова A.B., Аминина Н.М., Левачев М.М., Мирошниченко В.А. Ф унк-циональные свойства альгинатов и их использование в лечебно-профилактическом питании // Вопр. питания. — 1998. — № 3. — С. 26-29.

Родина Т.Г. Сенсорный анализ продуктовых товаров : монография. — М. : Издат. центр "Академия", 2004. — 208 с.

СанПиН 2.3.2.1324-03. Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД). Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. — М. : Минздрав России, 2003. — 35 с.

Шаманова Г.П., Кудрявцева Т.А., Щелкунова М.А., Кириенко И.П. Влияние защитных факторов на развитие лактобацилл и бифидобактерий // Молоч. пром-сть. — 1995. — № 6. — С. 22-23.

http://www:disbactirios.ru.

Поступила в редакцию 9.12.08 г.