КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОРОЖЕНОГО С ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТЬЮ
COMPOSITION FOR PRODUCING ICE CREAM WITH INCREASED NUTRITIONAL VALUE

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается производства продуктов с повышенной пищевой ценностью, а также может быть использовано в качестве продукта функционального назначения с целью устранения или предупреждения дефицита белка животного происхождения в рационах населения.
Из литературных данных и собственных исследований [1] известно, что в рационах большинства россиян наблюдается недостаточное содержание белка животного происхождения по сравнению с рекомендуемыми нормами физиологических потребностей [2].
Известен способ производства мороженого функционального назначения [3].
Недостатком данного изделия является, во-первых, меньшее содержание белка в отличие от заявляемого продукта. Во-вторых, присутствие в составе изделия цветочной пыльцы, которая относится к аллергенам. В-третьих, отсутствие в составе изделия концентрата сывороточных белков, которые служат источником незаменимых аминокислот.
Известна композиция для получения диабетического мороженого [4].
Недостатки данного изделия, в сравнении с заявляемым продуктом, включают содержание значительного количества ингредиентов немолочного происхождения (более 30% от массовой доли всех сухих веществ продукта), из которых мед может вызывать аллергию у некоторых потребителей. Также введение в данное изделие ряда растительных ингредиентов понижает биологическую ценность протеиновой составляющей продукта.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ производства и состав белкового (протеинового) мороженого [5], в составе которого основная масса сухих веществ обеспечена ингредиентами молочного происхождения. Однако недостатком описанного изделия в сравнении с заявляемым является меньшее содержание сывороточных белков, которые имеют большую биологическую значимость, чем молочные белки в целом.
Техническим результатом заявляемого изобретения является создание композиции мороженого с повышенной пищевой ценностью благодаря увеличению содержания сывороточных белков молока в составе смеси.
Технический результат достигается тем, что 84% всех сухих веществ продукта представлено молочными ингредиентами, имеющими высокую биологическую ценность. Более 20% всех сухих веществ композиции для мороженого представлено гидрофильными биополимерами, такими как концентраты сывороточных белков молока и мальтодекстрин, благодаря чему не требуется введение дополнительных стабилизаторов структуры.
В качестве основного сырья используют сливки с массовыми долями жира 10 и 18%, в качестве дополнительного источника белка животного происхождения используют концентраты сывороточных белков молока с массовыми долями белка 35 и 80%, в качестве углеводного компонента используют мальтодекстрин с массовой долей редуцирующих веществ 20%, а в качестве подсластителя - сахар при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сливки с массовой долей жира 10%
51,71
сливки с массовой долей жира 18%
17,29
концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 35%
7,50
концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 80%
7,50
мальтодекстрин с массовой долей редуцирующих
веществ 20% в пересчете на сухое вещество, %
6,00
сахар-песок
10,00.
Сливки, получаемые сепарированием молока, служат источником молочного жира, придают готовому продукту ощущение сливочности, полноту вкуса. Благодаря молочному жиру, мороженое обладает большой пластичностью, имеет нежную консистенцию и способно противостоять таянию [6].
Концентраты сывороточных белков, получаемые методом ультрафильтрации, содержат белки, лактозу и минеральные вещества. Концентраты сывороточных белков не только увеличивают содержание сухих веществ, но и являются функциональными пищевыми ингредиентами, поскольку имеют высокий аминокислотный скор, обладают антиоксидантной активностью, отличаются легкой усвояемостью [7]. Кроме того, белки животного происхождения способствуют оптимизации реакции на стресс, поддерживают здоровый уровень нейромедиаторов головного мозга, что особенно важно в период интенсивных физических и психоэмоциональных нагрузок.
Увеличение содержания молочных белков за счет внесения концентрата сывороточных белков способствует формированию ощущения сытости, уменьшению калорийности потребляемой пищи, стимуляции сжигания жира и роста мышечной массы [8].
По своим физико-химическим свойствам, произведенные из молочной сыворотки методом ультрафильтрации и распылительной сушки ретентата концентраты сывороточных белков, представляют растворимые белки [9]. Доказано, что концентрация сывороточных белков методом ультрафильтрации позволяет добиться значительного улучшения их влагосвязывающей способности [10]. Как технологические ингредиенты, концентраты сывороточных белков являются поверхностно-активными веществами, препятствуют дестабилизации систем и способствуют их гелеобразованию, оказывают влияние на консистенцию продукта, на его структурно-механические свойства [11].
Мальтодекстрины, являясь продуктами неполного ферментативного и кислотного гидролиза крахмала, представляют собой гомогенную смесь сахаридов широкого спектра молекулярных масс [12] и отличаются декстрозным эквивалентом - массовой долей редуцирующих веществ в пересчете на сухое вещество (%). Эквивалент декстрозы в интервале от 2 до 20%, является основным параметром, который характеризует реологические и функциональные свойства мальтодекстринов.
Мальтодекстрин в составе продукта характеризуется хорошей утилизацией в кишечнике и оказывает положительное влияние на его микрофлору, обеспечивает организм человека энергией в течение длительного времени, улучшает процесс восполнения гликогена и поддерживает стабильный уровень глюкозы в крови, без увеличения уровня инсулина, но при стимуляции роста мышечных волокон.
Мальтодекстрины применяются не только как источники высокомолекулярных углеводов, но и как стабилизаторы, структурообразователи, формующие агенты. Применение мальтодекстринов способствует формированию «тела» продукта, ингибированию роста кристаллов и пр. [13].
Один из самых распространенных подсластителей пищевых продуктов - сахар-песок. Поступая в организм, сахароза при переваривании расщепляется до моносахаридов, из которых она состоит - глюкозы и фруктозы, которые в ходе метаболизма и окисления служат источником энергии для клеток и тканей организма.
Все негативные эффекты, связываемые с воздействием сахарозы на организм человека, такие как риск возникновения сахарного диабета, ожирения, кариеса, нарушения кишечной микрофлоры, повышения уровня холестерина и другие, обусловлены именно избыточным потреблением сахарозы [14].
Согласно статистическим данным, современный человек в развитых странах ежедневно употребляет сахара до нескольких раз больше, чем требуется для обеспечения жизнедеятельности его организма [15]. Однако, несмотря на очевидную опасность потребления больших количеств добавленного сахара, Всемирная организация здравоохранения не рекомендует полностью исключать сахарозу из рациона [16].
Авторами экспериментальным путем подобраны соотношения между сливками с массовой долей жира 10 и 18%, концентратами сывороточных белков с массовой долей белка 35,0 и 80%, а также между мальтодекстрином с декстрозным эквивалентом 20 и сахарозой. Исследована способность опытных композиций для мороженого с повышенной пищевой ценностью к насыщению воздухом. Для этого экспериментальные образцы смесей мороженого фризеровали с помощью фризера периодического действия без принудительной подачи воздуха. В полученных образцах мягкого мороженого определяли степень взбитости, которая составляла (66,5±1,5)%, что считается хорошим показателем.
Соединение заявляемых ингредиентов при других соотношениях не приводит к получению однородной пенной структуры композиции и высокому насыщению ее воздухом. Это обусловлено наличием в перечисленных ингредиентах поверхностно-активных и других соединений, которые вследствие взаимного влияния не всегда и не при любых соотношениях могут быть совместимы друг с другом без дестабилизации системы.
Способ необходимо осуществлять следующим образом.
Для приготовления мороженого требуемые компоненты берут в количестве, предусмотренном рецептурой.
Смесь для мороженого приготавливают в емкостных пастеризаторах с мешалкой. Для подготовки сухих ингредиентов используют просеиватели закрытого типа. Предварительно все компоненты отвешивают, сухие ингредиенты просеивают через сита с диаметром ячейки 2-3 мм. В первую очередь сливки подогревают до температуры (45±2)°С и вносят просеянные сахар-песок и мальтодекстрин при непрерывном помешивании. Далее смесь для мороженого пастеризуют при температуре (82±2)°С. В пастеризованную и охлажденную до температуры (65±2)°С смесь, вносят просеянные концентраты сывороточных белков и достигают полного растворения при перемешивании.
Обработанную смесь фризеруют. Выходящее из фризера мороженое быстро фасуют и немедленно направляют на закаливание.
Способ производства мороженого подтверждается следующим примером.
Пример
Для выработки мороженого по выбранной рецептуре брали необходимое количество сырья в следующем соотношении компонентов, мас. %:
сливки с массовой долей жира 10%
51,71
сливки с массовой долей жира 18%
17,29
концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 35%
7,50
концентрат сывороточных белков с массовой долей белка 80%
7,50
мальтодекстрин с массовой долей редуцирующих
веществ 20% в пересчете на сухое вещество, %
6,00
сахар-песок
10,00.
Отобранное сырье, соответствующее по качеству действующей нормативной документации, точно отвешивали, чтобы получить продукт стандартного состава. Перед смешением компоненты подготавливали соответственным образом.
Смесь сливок нагревали в емкостном аппарате с мешалкой до температуры (45±2)°С. В подогретые сливки при помощи просеивателя добавляли мальтодекстрин и сахар-песок в соответствии с рецептурой. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов и направляли на пастеризацию.
Пастеризация смеси мороженого обеспечивает необходимые микробиологические показатели готового продукта, а также способствует хорошему смешиванию и растворению компонентов. Обработку смеси проводили в емкостном аппарате с мешалкой при температуре (82±2)°С.
Пастеризованную смесь охлаждали в емкости до температуры (65±2)°С, при помощи просеивателя добавляли концентраты сывороточных белков и перемешивали смесь до полного растворения компонентов. После чего смесь охлаждали в резервуаре до температуры (4±2)°С и оставляли для созревания в течение 8-12 часов. Смесь после созревания подвергали фризерованию.
Температура мороженого в конце фризерования составляла (-4,5±1,0)°С. Выходящее из фризера мороженое быстро фасовали и немедленно направляли на закаливание, так как при задержке часть закристаллизованной воды может оттаять, что в дальнейшем приводит к образованию крупных кристаллов льда.
В процессе закаливания температуру мороженого понижали до (-17±2)°С. При таком режиме вымораживается от 75 до 85% общего количества воды, содержащегося в мороженом. Полная кристаллизация воды невозможна, так как сильно возрастает концентрация солей, сахара и лактозы в незамерзшей части раствора, вследствие чего резко снижается температура замерзания (ниже минус 50°С). При закаливании триглицериды молочного жира почти полностью кристаллизуются, жир в жидком состоянии остается в следовых количествах.
Порции мороженого фасовали в пластиковые стаканчики. В камерах для закаливания поддерживалась температура от минус 22 до минус 30°С.
Образцы мороженого, изготовленные по заявляемой рецептуре, характеризовались полностью гармоничным приятным, умеренно сладким вкусом. В них хорошо сочетались вкус молока и сладость. Образцы были однородными, в меру плотными с достаточной взбитостью, имели равномерный по всей массе цвет.
При заявленном соотношении ингредиентов рецептуры композиция для получения мороженого с повышенной пищевой ценностью имеет показатели, представленные в таблице 1.
В заявляемой композиции белки обеспечивают 19,7% энергетической ценности, при этом количество белка в 100 г составляет более 5% от суточной потребности в белке.
Степень удовлетворения суточной физиологической потребности в белке за счет мороженого с повышенной пищевой ценностью в соответствии с нормами [2] представлена в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что и для мужчин, и для женщин всех 4 групп физической активности, белки, содержащиеся в композиции для мороженого с повышенной пищевой ценностью, обеспечивают более 5% суточной физиологической потребности в белке. Такие данные служат основанием для использования информации в маркировке продукта «источник белка» и «способствует наращиванию мышечной массы» [17].
Новизна изобретения обусловлена высоким содержанием биологически полноценного белка животного происхождения в заявляемом продукте, что обеспечивает функциональную белковую направленность для устранения или предупреждения дефицита белка в рационе всех групп населения.
Совокупность заявленных признаков в патентной, научно-технической и специальной литературе не известна, что соответствует критерию охраноспособности и «изобретательский уровень».
Применяемая композиция с заявленным соотношением ингредиентов позволяет максимально использовать возможности физико-химического состава и свойств предложенного сырья при одновременном улучшении пищевой и биологической ценности мороженого. Использование предлагаемого изобретения включает следующие преимущества:
- служит источником белка;
- способствует наращиванию мышечной массы;
- не содержит консервантов;
- расширяет ассортимент белковых продуктов функционального назначения.
Источники информации
1. Новокшанова, А.Л. Разработка научных принципов создания продуктов спортивного питания на основе молочного сырья: дис. … д-ра техн. наук: 05.18.15 / Новокшанова Алла Львовна. - Москва, 2019. - 487 с.
2. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: Методические рекомендации. - М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021. - 72 с.
3. Патент 2483563 Российская Федерация. МПК A23G 9/00/ Способ производства мороженого функционального назначения / Присяжная С.П., Гартованная Е.А., Лазарева С.Л., заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет - 2011145994/13, заявл. 11.11.2011; опубл. 10.06.2013.
4. Патент 2521671 Российская Федерация. МПК A23G 9/00/ Композиция для получения диабетического мороженого / Арсеньева Т.П., Яковлева Ю.А., заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики» - 2012158371/13, заявл. 29.12.2012; опубл. 10.07.2014.
5. Патент 2661396 Российская Федерация. МПК A23G 9/38/ Способ производства и состав белкового (протеинового) мороженого / Танерова Л.Н., Сурдина О.В., заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Йошкар-Олинский Хладокомбинат» - 2017121951, заявл. 21.06.2017; опубл. 16.07.2018. Арсеньева Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т. 4. Мороженое / Т.П. Арсеньева; под ред. К.К. Горбатовой. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 184 с.
6. Калтович, И.В. Анализ аминокислотного состава КСБ-УФ80 применительно к технологии производства функциональных мясных продуктов / И.В. Калтович // Современные подходы к получению и переработке сельскохозяйственной продукции - гарантия продовольственной независимости России: сборник материалов конференции (Москва, 27 октября 2016 г.) / [ответственный редактор А.Б. Лисицын]. - Москва: Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова, 2016. - С. 119-122.
7. Clemens RA, Hernell О, Michaelsen KF (eds) Milk Proteins in the Regulation of Body Weight, Satiety, Food Intake and Glycemia / Milk and Milk Products in Human Nutrition. Nestlé Nutr Inst Workshop Ser Pediatr Program, vol. 67, pp 147-159, Nestec Ltd., Vevey/S. Karger AG, Basel, © 2011.
8. ГОСТ P 53456-2009. Концентраты сывороточных белков сухие. Технические условия = Whey protein concentrate powders. Specifications: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: введен впервые: введен 2011-01-01 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - Москва: Стандартинформ, 2010. - 10 с.
9. Kovtun Y., Rashevska Т. Use water binding capacity of the whey protein produced with various methods // Scientific works of university of food technologies volumelxi. - 2015. - P. 519-524.
10. Novokshanova, A.L. Selection of thickening agents for whey concentrate / A.L. Novokshanova, N.O. Matveeva, A.A. Kuzin // IOP Conference series: earth and environmental science. - 2021. - T. 677. - P. 32020.
11. Pycia K. Effect of adding potato maltodextrins on baking properties of triticale flour and quality of bread / K. Pycia, G. Jaworska, J. Telega // LWT - Food Science and Technology. - 2018 - T. 96 - P. 199-204. DPI: 10.1016/j.lwt.2018.05.039
12. Мальтодекстрин в технологии производства концентрированного молокосодержащего продукта / Л.В. Голубева, О.И. Долматова, Г.М. Смольский [и др.] // Пищевая промышленность. - 2015. - №3. - С. 14-16.
13. Палаткин, В.В. Влияние сахара на организм человека / В.В. Палаткин // Фундаментальные аспекты психического здоровья. - 2017. - №2. - с. 44-46.
14. Яковлева, Е.Д. Влияние сахара на наш организм. Польза и вред / Е.Д. Яковлева // Academy. - 2017. - №9 (24). - С. 45-46.
15. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека: официальный сайт. - Россия. - URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/activities/recommendations/details.php?ELEMENT_ID=15459 (дата обращения: 06.11.2021). - Текст: электронный.
16. ГОСТ Р 55577-2013 Продукты пищевые функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности. - М.: Стандартинформ, 2014. - 17 с.
17. ГОСТ Р 55577-2013 Продукты пищевые функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности. - М.: Стандартинформ, 2014. - 17 с.