Перспективы производства специализированных пищевых продуктов на основе козьего молока

УДК 637.146:60 DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10125

Перспективы производства специализированных пищевых продуктов на основе козьего молока

Н.Л. Чернопольская*, канд. техн. наук; Н.Б. Гаврилова, д-р техн. наук, профессор омский государственный аграрный университет имени П.А. столыпина М.В. Темербаева, канд. техн. наук

Павлодарский государственный университет им. с. торайгырова, республика Казахстан, г. Павлодар

Дата поступления в редакцию 20.03.2019 * nl.chernopolskaya@omgau.org

Дата принятия в печать 26.08.19 © Чернопольская Н.Л., Гаврилова Н.Б., Темербаева М.В., 2019

Реферат

Целью работы является определение перспектив использования козьего молока для производства специализированных пищевых продуктов. Для достижения цели исследования проводился экспериментальный анализ молока коровьего и козьего по химическому составу и свойствам. Для определения пищевой, биологической ценности и технологических свойств изучался фракционный состав белков; качественный и количественный состав аминокислот белков коровьего и козьего молока. Полученные результаты не выявили значительных отличий в количественном содержании белков и углеводов. Однако изучение фракционного состава позволило установить присутствие в козьем молоке факторов, подтверждающих его гипо-аллергенные свойства, что позволяет рекомендовать использовать козье молоко для производства специализированных пищевых продуктов, как для детского, так и для геродиетического питания. Разработаны биотехнологические параметры и компонентный состав производства творожного продукта на основе козьего молока, новизна технического решения производства нового продукта отражена в патенте РФ № 2642317.

Ключевые слова

биообогатитель, козье молоко, коровье молоко, специализированные пищевые продукты, фракционный состав белков Для цитирования

Чернопольская Н.Л., Гаврилова Н.Б., Темербаева М.В. (2019) Перспективы производства специализированных пищевых продуктов на основе козьего молока // Пищевая промышленность. 2019. № 8. С. 44-47.

Production aspects of specialized food products based on goat milk

N.L. Chernopolskaya*, Candidate of Technical Sciences; N.B. Gavrilova, Doctor of Technical Sciences, Professor Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin M.V. Temerbayeva, Candidate of Technical Sciences Pavlodar State University named after S. Toraigyrov

Received: March 20, 2019 * nl.chernopolskaya@omgau.org

Accepted: August 26, 2019 © Chernopolskaya N.L., Gavrilova N.B., Temerbayeva M.V., 2019

Abstract

The aim of this study is to determine the prospects of using goat milk for the production of specialized food products. To achieve the goal of the study, an experimental analysis of cow and goat milk on the chemical composition and properties was performed. To determine the nutritional, biological value and technological properties, the fractional composition of proteins, qualitative and quantitative composition of amino acids of cow and goat milk proteins were studied. The results showed no significant differences in the quantitative content of proteins and carbohydrates. However, the study of fractional composition allows to establish in goat milk the confirming factors its hypoallergenic properties, which makes it possible to recommend the use of goat milk for the production of specialized foods, both for children and for herodietic nutrition. The biotechnological parameters and component com-position of the production of cottage cheese product based on goat milk were developed. The novelty of the technical solution of the production of a new product is described in the patent of the Russian Federation № 2642317.

Key words

specialized food products, goat milk, cow milk, fractional composition of proteins, bio-enrichment For citation

Chernopolskaya N.L., Gavrilova N.B., Temerbayeva M.V. (2019) Production aspects of specialized food products based on goat milk // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost. 2019. № 8. P. 44-47.

44 8/2019 пищевая ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ISSN 0235-2486

Введение. В настоящее время одним из главных трендов пищевой промышленности является разработка и производство биотехнологий специализированных пищевых продуктов, и прежде всего на основе молока: функциональных и обогащенных [4].

Важную роль в обеспечении здоровья человека, его трудоспособности, независимо от возрастного ценза, играют качество и безопасность пищевых продуктов. Только оптимальные количество и качество пищевой продукции, а также организованная структура питания, обеспечивающая здоровье населения, составляют продовольственную безопасность страны [11].

Развитие рынка производства молока и молочной продукции - приоритетное направление государственной экономической политики, позволяющее повысить конкурентоспособность отечественной продукции и способствующее реализации задач импортозамещения [2].

Ассортимент молочных продуктов постоянно расширяется, повышается качество. Сдерживающим фактором увеличения их производства является недостаточно интенсивный прирост объемов молока, являющегося основным сырьем молочной отрасли, и производства специализированной пищевой продукции [10].

также необходимо отметить значительное увеличение количества людей, страдающих непереносимостью коровьего молока, что расширило границы внимания производителей специализированной пищевой продукции в россии, а также в странах содружества -Республике Казахстан и Республике Беларусь - к козьему молоку, которое отличается высокой пищевой и биологической ценностью, а также гипоаллергенными свойствами [3, 8].

так, в России все популярнее с каждым годом становится отрасль козоводства. В стране появились крупные промышленные и племенные фермы, активно развиваются средние и мелкие крестьянские (фермерские) хозяйства, растет породное разнообразие. Наряду с самой распространенной зааненской породой в России разводят альпийскую, нубийскую, ламанческую и другие породы молочных коз [6].

Аналогичная ситуация наблюдается в Республике Казахстан. Утверждена государственная программа развития агропромышленного комплекса РК на 20172021 гг. Значительное внимание уделено развитию молочного животноводства. согласно статистическим данным в 2017 г.

численность коз в Казахстане составляла 2 232 872 головы, в том числе 69 777 голов в Павлодарской области, от которых получено 39 719,87 т молока, что, несомненно, является сырьевым резервом для производства специализированных пищевых продуктов [5].

Цель исследований - изучить пищевую и биологическую ценность козьего и коровьего молока, разработать биотехнологию специализированного пищевого продукта на основе козьего молока.

Объекты и методы исследований. Исследования проводились в рамках реализации политики межгосударственного и регионального партнерства и импортно-экспортного сотрудничества России и Казахстана, молочное сырье отбиралось на молочно-товарных фермах Павлодарской области со смешанным содержанием молочного скота, в том числе коров симментальской, коз альпийской и лошадей казахской породы. Объектами исследований являлись:

- молоко коровье по ГОСТ 31449-2013;

- молоко козье сырое по ГОСТ 329402014.

Изучение химического состава объектов исследований проводилось стандартными методами. Фракционный состав, молекулярную массу и массовую долю фракций белка определяли электро-форетическим методом в полиакрила-мидном геле на приборе MINI-PROTEAN по ГОСТ Р 53761-2009; качественный и количественный состав свободных аминокислот - методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105» по методике М-04-38-2004 [9].

Повторность экспериментов устанавливалась методами статистического анализа и являлась пятикратной. Достоверность результатов определялась с помощью критерия Кохрена и использования стандартных пакетов программ «MathCAD-14 Professional», «MS. Excel».

Результаты и их обсуждение. Результаты среднестатистических данных, полученных экспериментальным путем по оценке основных показателей, характеризующих химический состав и свойства

объектов исследования, представлены в табл. 1.

В результате исследований химического состава коровьего и козьего молока не установлено значительных различий количественных значений показателей -общего белка и лактозы. В козьем молоке присутствовало больше жира - на 0,60±0,05 % по сравнению с молоком коровьим. так как белки молока являются преобладающим компонентом в технологии ферментированных молочных продуктов: кисломолочных напитков; творога и творожных продуктов; сыра и сырных продуктов, научный и практический интерес представляло проведение исследований фракционного состава белков молока коровьего и козьего, результаты которых приведены в табл. 2.

Сравнительный анализ данных по качественному и количественному составу фракций белков коровьего и козьего молока позволил установить, что в козьем молоке меньше содержится Р-лактоглобулина с высоким молекулярным весом (84,3-79,7 кДа), чем в коровьем молоке. Фракционный состав исследуемого козьего молока значительно отличается по количеству а51-казеина, которого в козьем молоке значительно меньше, и по р-казеину, количество которого значительно больше, чем в коровьем молоке. Полученные результаты в определенной степени коррелируют с данными и выводами, полученными учеными Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана [1, 12], которые при этом отмечают, что свойства белков козьего молока в настоящее время изучены недостаточно. тем не менее большинство ученых считают, что основными аллергенами коровьего молока являются фракции а 51-казеина и р-лактоглобулина. При этом на формирование гипоаллергенных свойств влияет количество р-казеина, которого в козьем молоке содержится больше, чем в коровьем. А. Тёпел отмечает: «Данные по специфическому составу казеиновых мицелл, приведенные в различных публикациях, довольно сильно отличаются друг от друга, что можно объяснить как применением различных методов исследования, так и выбором в

Таблица 1

Химический состав и свойства молока сырого

Молоко Массовая В том числе Кислотность

доля сухих веществ, % жир белки лактоза титруемая, °Т активная, ед. рН

Молоко коровье 12,40±0,11 3,90±0,05 3,30±0,01 4,50±0,10 17,0±0,5 6,67

Молоко козье 13,04±1,10 4,50±0,05 3,24±0,02 4,50±0,10 18,0±0,5 6,60

Таблица 2

Фракционный состав белков объектов исследования

Количество Общее количество

Объект Название фракции Молекулярный вес, кДа В процентах от общего содержания В процентах от общего содержания сывороточных белков Сывороточных белков на 100 г Казеина на 100 г Белка на 100 г

казеинов

1 2 3 4 5 6 7 8

ß-лактоглобулин 84,3 - 27,6

а-лактоглобулин 79,4 - 15,5

Коровье молоко Иммуноглобулин а^-казеин ß-казеин у-казеин 65,9 26,6 24,6 21,5 95,6 0,1 4,3 56,9 0,85 2,45 3,30

ß-лактоглобулин 79,7 - 20,1

а-лактальбумин 61,8 - 66,5

Козье молоко Иммуноглобулин 53,8 - 13,4

аs1-казеин 28,1 18,2 - 0,64 2,60 3,24

а^-казеин ß-казеин у-казеин 23,4 35,3 21,7 31,8 45,6 4,2 -

Таблица 3

Качественный и количественный состав белков объектов исследования

Показатель Коровье молоко Козье молоко

Незаменимые аминокислоты, в том числе, мг/100 г 1153 1393

валин 250 270

изолейцин 330 320

лейцин 210 200

лизин 248 241

метионин 83 80

треонин 24 26

триптофан 86 84

фенилаланин 170 174

Заменимые аминокислоты, в том числе, мг/100 г 2057 1807

аланин 103 100

аргинин 60 70

аспарагиновая кислота 250 240

гистидин 92 90

глицин 52 50

глутаминовая кислота 740 690

пролин 350 290

серин 210 142

тирозин 120 103

цистин 80 32

Общее количество 3210 3200

качестве объекта исследования молока животных различных пород» [9].

Для характеристики биологической ценности белков молока коровьего и козьего был изучен аминокислотный состав. Результаты представлены в табл. 3.

Данные, представленные в табл. 3, свидетельствуют о равноценной биологической ценности белков коровьего и козьего молока. Однако общее ко-

личество незаменимых аминокислот 1393 мг/100 г в козьем молоке превышает на 240 мг/100 г количество незаменимых аминокислот в коровьем молоке.

При разработке биотехнологических параметров производства творожного продукта на основе козьего молока, предназначенного для геродиетического питания, изучался процесс его ферментации и обогащения пробиотическими культурами.

Новизна технологического решения производства нового продукта на основе козьего молока отражена в патенте РФ № 2642317 [7]. Процесс производства состоит из следующих технологических операций:

- пастеризация козьего молока при температуре 72...74 °С;

- охлаждение до температуры свертывания 32.34 °С, которое осуществляется внесением при перемешивании 40 %-ного раствора хлористого кальция, закваски, сычужного фермента или пепсина;

- свертывание (получение сгустка) и его перемешивание;

- подогрев ферментированной смеси до 50.50 °С;

- ультрафильтрация и получение творожной массы;

- внесение в творожную массу вкусового наполнителя, биообогатителя, состоящего из иммобилизованной активизированной формы на обезжиренном молоке коровьем ассоциации культур Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium adolescentis в соотношении 1:1:2:2:2 и антиоксиданта «Оксилик»;

- перемешивание, термизация готового продукта при температуре (60±2) °С в течение 5-10 мин, охлаждение до температуры 4±2 °С и реализация.

Использование в продукте антиок-сиданта «оксилик», состоящего из витаминов С и Е, ликопина, ß-каротина и селена, позволяет повысить пребиотиче-ские, антиоксидантные свойства и биологическую ценность продукта; закваски пробиотических культур вида LAT РВ Т, состоящей из Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, позволяют обеспечить пробиотические свойства продукта; введение в творожный продукт на основе козьего молока ягодного экстракта способствует обогащению продукта пектином, биофлавоноидами и витаминами, что повышает биологическую ценность продукта и его органолеп-тические показатели.

Выводы. 1. На основании изучения пищевой и биологической ценности козьего и коровьего молока установлено, что фракционный состав белков позволяет считать белки козьего молока обладающими гипоаллергенными свойствами, присутствием незаменимых аминокислот в количестве 1393 мг/100 г продукта, что позволяет рекомендовать использовать козье молоко для производства спе-

46 8/2019 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ISSN 0235-2486

циализированных пищевых продуктов не только для детского, но также для лечебно-профилактического и геродие-тического питания.

2. На основе козьего молока разработаны биотехнологические параметры производства творожного продукта, который рекомендуется использовать в питании населения старшего возраста с целью продления их творческого долголетия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Еда как источник здоровья // Глобальные технологические тренды. Трендлет-тер. - 2015. - № 15. http://issek.hse.ru/ trendletter.

2. Тутельян, В.А. Безопасность пищевых продуктов - приоритет инновационного развития АПК и формирования у населения здорового типа питания / В.А. Тутельян, А.К. Батурин // Продовольственная независимость России. Т. 1 (под ред. академика РАН А.В. Гордеева). - М. Технология, 2016. -С. 113-144.

3. Васильева, И.В. Анализ рынка молока в России / И.В. Васильева, И.О. Артемьева // Переработка молока. - 2018. - № 10. -С. 44-48.

4. ТР ТР 027/2012. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности отдельных видов специализированных видов пищевой продукции». Утвержден 15 июня 2012. № 34.

5. Гуськова, С.В. А2-молоко - продукт для детского питания // Молочная промышленность. - 2018. - № 5. - С. 48-49.

6. Симоненко, С.В. Научные аспекты переработки козьего молока и получения продуктов общего и специального назначения: дис. ... д-ра техн. наук : 05.18.04 / Симоненко Сергей Владимирович. - М., 2010. - 297 с.

7. Молочная и мясная индустрия // Молочная промышленность. - 2017. - № 5. -С. 48-50.

8. Темербаева, М.В. Использование молока различных сельскохозяйственных животных для производства ферментированных продуктов / М.В. Темербаева, Н.Б. Гаврилова, Е.А. Молибога // Молочная промышленность. -2018. - № 10. - С. 46-48.

9. Фатихов, А.Г. Влияние уровня содержания а - и р-казеинов в козьем молоке на его аллергенные, термостабильные и сыро-дельческие свойства / А.Г. Фатихов, Р.А. Хаертдинов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2017. - № 2. -Т. 230. - С. 163-167.

10. Фатихов, А.Г. Белковый состав и технологические свойства молока у зааненских коз в зависимости от их генотипа по бета-лактоглобулину / А.Г. Фатихов, Р.А. Хаертдинов, И.Н. Камалдинов // Молочнохозяйствен-ный вестник. - 2017. - № 1 (25). - С. 64-68.

11. Тёпел, А. Химия и физика молока. -СПб.: Профессия, 2012. - 832 с.

12. Патент № 2642317 РФ. МПК A23C 9/12, A23C9/13 (2006.01). Творожный продукт на основе козьего молока / Н.Б. Гаврилова, Н.Л. Чернопольская, М.В. Темербаева; заявитель и патентообладатель Омский государственный аграрный университет, № 2017123122; заявл. 29.06. 2017; опубл. 24.01.2018, бюллетень № 3.

REFERENCES

1. Eda kak istochnik zdorov'ja. Global'nye tehnologiches kie trendy. Trendletter, 2015. http://issek.hse.ru/ trendletter.

2. Tutel'jan. VA, Baturin AK. Bezopasnost' pishhevyh produktov - prioritet innovacionnogo razvitija APK i formirovanija u naselenija zdorovogo tipa pitanija [Food safety is a priority of the innovative development of the agro-industrial complex and the formation of a healthy type of nutrition in the population]. Prodovoi'stvennaja nezavisimost Rossii. Tom 1OOO «Tehnoiogija CD». [Food Independence of Russia. T. 1 (edited by Academician A.V. Gordeev)]. Moscow. 2016. P. 113-144.

3. Vasil'eva IV, Artem'eva IO. Analiz rynka moloka v Rossii [Analysis of the milk market in Russia]. Pererabotka moioka [Milk processing]. 2018. P. 44-48.

4. TR TR 027/2012. Tehnicheskij reglament tamozhennogo sojuza «0 bezopasnosti otdel'nyh vidov specializirovannyh vidov pishhevoj produkcii». Utverzhden 15 ijunja 2012. № 34.

5. Gus'kova SV. A2-mo1oko - produkt dlja detskogo pitanija [A2-mi1k - a product for

baby food]. Molochnaja promyshlennost' [Dairy industry]. 2018. P. 48-49.

6. Simonenko SV. Nauchnye aspekty pererabotki koz'ego moloka i poluchenija produktov obshhego i special'nogo naznachenija: dis. ... d-ra tehn. Nauk [Scientific aspects of the processing of goat milk and obtaining products of general and special purpose: dis. ... Dr. tech. Sciences]: 05.18.04 Moscow. 2010. 297 p.

7. Molochnaja i mjasnaja industrija [Dairy industry]. 2017. P. 48-50.

8. Temerbaeva MV, Gavrilova NB, Moliboga EA. Ispol'zovanie moloka razlichnyh sel'skohoz-jajstvennyh zhivotnyh dlja proizvodstva fermentirovannyh produktov [The use of milk of various farm animals for the production of fermented products]. Molochnaja promyshlennost' [Dairy industry]. 2018. P. 46-48.

9. Fatihov AG, Haertdinov RA, Kamaldinov IN. Vlijanie urovnja soderzhanija as1- i ß-kazeinov v koz'em moloke na ego allergennye, termostabil'nye i syrodel'cheskie svojstva [The effect of the content of a - and ß-caseins in goat milk on its allergenic, thermostable and cheese-making properties]. Uchenye zapiski Kazanskoj gosudarstvennoj akademii veterinarnoj mediciny im. N.Je. Baumana [Scientific notes of the Kazan State Academy of Veterinary Medicine. N.E. Bauman]. 2017. P. 163-167.

10. Fatihov AG. Belkovyj sostav i tehnologicheskie svojstva moloka u zaanenskih koz v zavisimosti ot ih genotipa po beta-laktoglobulinu [Protein composition and technological properties of milk in Saanen goats, depending on their genotype for beta-lactoglobulin]. Molochnohozjajstvennyj vestnik [Milk herald]. 2017. P. 64-68.

11. Tjopel A. Himija i fizika moioka [Chemistry and physics of milk]. St. Petersburg: Professija [SPb.: Profession]. 2012. 832 p.

12. Patent № 2642317 RF. MPK A23C 9/12, A23C9/13 (2006.01). Tvorozhnyj produkt na os-nove koz'ego moioka; zajavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO «Omskij gos. agrar. un-t» [Patent № 2642317 RF. MPK A23C 9/12, A23C9/13 (2006.01). Tvorozhnyj produkt na osnove koz'ego moioka. NB Gavrilova, NL Chernopol'skaja, MV Temerbaeva; zajavitel' i patentoobladatel' Omskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet]. № 2017123122 ; zajavl. 29.06. 2017; opubl. 24.01.2018, Bjul. № 3.

Авторы

Чернопольская Наталья Леонидовна, канд. техн. наук, Гаврилова Наталья Борисовна, д-р техн. наук, профессор Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, 644008, Россия, Омск, Институтская пл., 1, nL.chernopoLskaya@omgau.org, nb.gavriLova@omgau.org Темербаева Марина Викторовна, канд. техн. наук Павлодарский государственный университет им. С. Торайгыро-ва, 140000, Республика Казахстан, г. Павлодар, ул. Ломова, д. 64, marvik75@yandex.ru

Authors

Natalya L. Chernopolskaya, Candidate of Technical Sciences,

Natalya B. Gavrilova, Doctor of Technical Sciences, Professor

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, 1, Institutskaya

square, Omsk, 644008,

nl.chernopolskaya@omgau.org

Marina V. Temerbayeva, Candidate of Technical Sciences

Pavlodar State University named after S. Toraigyrov, 64, Lomov str.,

Pavlodar, Kazakhstan, 140000