Разработка творожного продукта

~ Ингредиентный  состав полифункционального продукта  представлен в таблице 1.

В качестве белково-углеводной основы продукта была выбрана смесь  творога с сывороткой. Основанием для выбора творога являлось высокое  содержание солей кальция и фосфора, белков с повышенным количеством  аминокислот. Исследования творога  показали, что по содержанию аминокислот, участвующих в построении костной  ткани (лизин, изолейцин, лейцин, фенилаланин), он превосходит многие молочные продукты.

Таблица 1. Ингредиенты, определяющие профилактическую направленность продукта с повышенной биоусвояемостью кальция

Нпшмовтне ингреянвгга Состав |

1. Творог с  массовой долей жира 9% /ГОСТ Р 52096/ Са, белок /казеин/, в т.ч. аминокислоты: лейцин, лизин, | феинлаланин, шолебцин, мегионнн, цистин; жир, лактоза, Р, К, №. М§. Си, 2ц, МП. витамины: А, Р-каротин, В|, В2. РР, С.

2. Сыворотка  молочная (творожная) /ОСТ 10213/ лактоза,  белок /сыворотснный. казеин/, в т.ч. аминокислсгш: лейцин, лиэнн, фенил ала нин, изолейцин, метионин, цистин: даугоферрии. Са, Р, К, № Си, Ъ\ витамины: р-каротин, В1, В2, Вц, РР, С.

3. Альгинат кальция /ТУ 9284-019-00462769/ кальциевая соль альгиновой кислоты, Ыа, К Мя. Р,

4. Крапива двудомная  сублимационной сушки /ТУ 9164.003-11520731/ белок /растительный/, в т.ч. аминокислоты: лейцин, лизин, с феинлалании, юолейцин, метионин, цистин; углеводы, Са, К, | Р, Иа, Г.%, 2а. М& Си, флавоноиды. витамины: С, К, фалнеиау 1 кислота, В,,В2,РР, Р-каротин. |

5. Чесноксублимационной сушки /ТУ 10-04.18.70/ белок /растительный/, в т.ч. аминокислоты: лейцин, лтоин. - Е феннлаланин, гаолейцин. метионин; серосодержащие I соединения, углеводы, Р. К, 2п. М$, Иа, Са, инулин. | витамины: С, В,. В2, РР, Р-каротин. Ц

б. Сахар-песок /ГОСТ 21/ сахароза |

7. Витамин С  (аскорбиновая кислота) /Р№ 000144.01 -00/ |

8. Витамин Дг (зюгашьивфсрол) /Р.71.593.5/ 1

9. Цитрат калия  /ГОСТ 5538.', лимонная кислота /ГОСТ 908,' 1

Введение в  композицию творожной сыворотки  обусловлено богатым минеральным, аминокислотным составами, уникальностью  сывороточных белков, наличием в ней  лактозы, лизоцима, лактопероксидазы, лактоферрина. Проведенный нами иммуноферментный анализ показал, что в сыворотке творожной содержится 120 мг/л лактоферрина. По данным новозеландских ученых лактоферрин участвует в образовании остеобластов - клеток, ответственных за новообразование костной ткани. Содержащаяся в сыворотке лактоза, подвергаясь сбраживанию, поддерживает в кишечнике низкие значения рН, препятствуя образованию нерастворимых фосфорно-кальциевых солей.

В качестве дополнительного  источника кальция выбран альгинат кальция, являющийся одним из эффективных энтеросорбентов, способных связывать и выводить из организма соли тяжелых металлов, радионуклидов, не нарушая кальциевого обмена. Помимо этого он обладает уникальными иммуностимулирующими свойствами, связывая в организме иммунные комплексы и иммуноглобулины Е, препятствуя тем самым развитию аллергии и воспалительных заболеваний.

При оптимизации  компонентного состава белково-углеводной основы с альгинатом кальция, оказывающих влияние на консистенцию продукта, руководствовались необходимостью получить пастообразный продукт путем варьирования соотношения творог: сыворотка и массовой доли альгината.

Консистенцию  выработанных образцов оценивали по специально разработанной 30-балльной шкале (таблица 2) в сравнении с  заданным эталоном консистенции. По оценке экспертов консистенция менялась от «жидкой» до «чрезмерно густой».

В результате математической обработки экспериментальных данных получено полиномиальное уравнение 2-ого  порядка при уровне значимости 95 % и множественном коэффициенте корреляции Я = 0,9969:

V = —1328,5 -107.9-Х, + 880,2-Х2 + 375,5 -ХгХг-^.З-Х,2 - 167,5-Х22 (1),

где У - консистенция продукта, баллы;

X) — соотношение  творог:сыворотка;

Х2 — массовая доля альгината кальция в смеси, %

Уравнение адекватно  при следующих значениях переменных:

0,86 <Х1 <6,25; 0,7 <Х2<_1,5.

Для визуализации результатов (рис. 2 и 3) построены график и сечение поверхности, описываемой  уравнением (1) и - показывающей зависимость  консистенции (У) от соотношения творопсыворотка (X]) и массовой доли альгината кальция в этой смеси (Ха).

В результате была выбрана оптимальная область У (экспериментальные точки 5-7), в большей степени приближенная к эталонному образцу и находящаяся в следующем диапазоне независимых переменных: 1,9 <Х]<3,2 и 0,9<Х2<1,1.

При выборе рациональной точки для дальнейших исследований в качестве ограничительного фактора  учитывали рекомендуемое зарубежными  учеными соотношение кальция  к фосфору (Са:Р) - 1:1. В результате выбрана композиция при соотношении творог : сыворотка = 3,2 и массовой доли альгината кальция в смеси - 0,9 %, в наибольшей степени приближенная к рекомендуемому Са:Р.

В качестве обогащающих  добавок, способствующих усилению остеопластических и антиоксидантных процессов в организме, использовали натуральные растительные добавки, традиционно используемые в питании населения. Это крапива двудомная сублимационной сушки -антибактериальная пищевая добавка, источник остеотропных элементов кальция, фосфора, магния, витаминов С, К, флавоноидов, хлорофилла. Чеснок сушеный - серосодержащая пищевая добавка, обладающая антиоксидантными, антиканцерогенными, антибактериальными свойствами, богатая витаминами, остеотропными элементами, фитостеринами, фитонцидами, способствующими усвоению кальция.

Таблица 2. Разработанная  шкала дегустационной оценки консистенции

продукта 

Показатели консистенции Скидка, баллы, в зависимости от степени  выраженности недостатка Оценка, . баллы

Пастообразная, нежная, в меру плотная, мажущаяся, без  отделения сыворотки, с включением частиц использованных пищевых добавок. , Г« VV' ' ! зо'

Пастообразная, нежная, в меру плотная, мажущаяся, без  отделения сыворотки, с включением частиц использованных пищевых добавок, с наличием незначительной мучнистости. 4-6 24-26

Пастообразная, нежная, в меру плотная, мажущаяся, с  включением частиц использованных пищевых  добавок, с незначительным отделением сыворотки и наличием значительной мучнистости. 6-10 20-24

Пастообразная, но недостаточно плотная (кремо-или сметанообразная), нежная, мажущаяся, с включением частиц пищевых добавок, без или с незначительным (<1% по объему) отделением сыворотки, с наличием незначительной мучнистости. 10-15 15-20

Чрезмерно плотная и густая, с выраженной мучнистостью или жидкая. 20-27 , 3-10

Рис. 2. График поверхности  процесса Рис. 3. Сечение поверхности 

Результаты химического  анализа крапивы двудомной и  чеснока показывают, что их состав обеспечивает широкий спектр оздоравливающего действия на организм человека, в т.ч. на костную ткань.

Лимонная кислота  стимулирует перенос кальция  через мембраны энтероцитов и способствует образованию в кишечнике растворимых, легко всасываемых комплексов.

Наличие витамина Д является основополагающим для поддержания гомеостаза кальция в организме. Витамин С, участвует в преобразовании аминокислот и коллагена, стимулирует биоусвояемость кальция и антиоксидантную защиту организма.

Соли калия  согласно литературным данным увеличивают  плотность кости.

Введение сахара обусловлено влиянием сахарозы на рост костной ткани.

В качестве пищевкусовых продуктов выбраны мед, соль.

Таким образом, анализ литературных и экспериментальных  данных позволил научно обосновать состав полифункционального продукта с  повышенной биоусвояемостью кальция.

Исследование  влияния альгината кальция на технологические параметры и функциональные свойства продуют.

Проведенные ранее  эксперименты показали, что неорганические соли кальция при попадании в  желудочно-кишечный тракт сравнительно легко отдают ион кальция. Вопрос о степени усвоения организмом кальция, входящего в структуру органических соединений, практически не изучен. В связи с этим были проведены  предварительные исследования с  целью изучения перехода кальция  из творожных паст с альгинатом в модельные растворы, имитирующие кислотную среду организма (таблица 3). При этом степень перехода кальция из паст, обогащенных альгинатом кальция, составила около 47-48 %, в то же время степень десорбции кальция из творога соответствовала 67 %. Это свидетельствует о достаточно прочной связи кальция с альгиновой кислотой. Однако, необходимо отметить, что на процесс всасывания Са в организме влияет не только рН среды, но и весь комплекс биохимических процессов, протекающих в живом организме, что подтверждается результатами клинических исследований продуктов.

Для изучения влияния  альгината кальция на технологические параметры продукта была исследована его влагоудерживающая способность в сывороточной среде путем определения количества связанной влаги в зависимости от температуры и времени экспозиции (Рис.4).

Таблица 3. Переход  кальция из творожных продуктов  в модельные растворы, имитирующие  кислотную среду организма 

т Содержание овщего Содержание кальция в растворе, ыг %

образца прод>тсте. мг '/с 0,1 вШ 0,05 нШ SB-I-' 0.01 н на йВ = 2.0 1н СН^СООКН» PS-J.5 0.005 н NaOH ¡¡Be 8,5 V от общего Са

98 14,0 13.8 us 12,8 12,2 65.7 67

, :± 1,1 ±1,4 ±0.8 ±0,3 ±0,4 ±4 ±3 

180 19,7 18.8 15.» 17,8 12J 84.4 46,8

±2.4 ±0,? ±1.0 ±0,7 ±1,1 ±0.4 ±3,7 ±1,5

192 19.9 22.1 17.0 18.2 14,8 92 Н- ge

±2,3 ±0,7 ±0,6 ±0.2 ±0,4 ±0,4 ±2,3

Примечание: № 1 - контроль: творог с массовой далей жира 9 %;

№2 - творог 9 И +сыворотка творожная +альгинат кальция + чеснок +сахар + соль + витамины С.Д № 3 - творог 9 % + сыворотка творожная +яльгииат кальция + ЩШШЙ мед + витамины С, Д;

Связанную влагу (СВ) рассчитывали по формуле (2):

СВ (%) = 100 - (ш ,/ш • 100) (2)

где: Ш| - масса несвязанной влаги после контакта с альгинатом;

m — исходная масса сыворотки до контакта с альгинатом. Максимальное количество связанной влаги альгинатом 16,6 % получено при температурном режиме (65±2) °С и времени экспозиции 30 мин. Полученные результаты были использованы при разработке технологического процесса производства разрабатываемого продукта, так как позволили обосновать способ оптимального набухания альгината кальция и одновременно устранить порок мучнистости в продукте.

При изучении сорбционной  способности альгината кальция в сыворотке творожной, загрязненной радионуклидами цезия (Cs) и стронция (Sr) in vitro (Рис.5), в качестве основных влияющих факторов были выбраны соотношение альгинатхыворотка в диапазоне от 1:200 до 1:28 и время экспозиции в диапазоне от 30 до 60 мин. Критерием оценки влияния выбранных факторов явилась эффективность сорбции (ЭС), определяемая по формуле (3): ЭС (%) = [1 - (Акон± ш,)/ (Аисх± ш2)] • 100 (3)

где: Акш, - активность сыворотки после контакта с альгинатом, Бк/г;

Ане* - активность сыворотки до контакта с альгинатом, Бк/г;

(5±2) (2512) (4542) (65±2) (85±2) Температур», *С

Рис. 4. Изменение  влагоудерживающей способности альгината кальция в сыворотке творожной в зависимости от температуры и времени экспозиции

Я.« 

С,1М 

1М 

г »

1:« 1:28

Соотюшаае шаганкт: шюцюткп

1:200 1:100 1М 1:2» 

Общее уравнение  аппроксимации экспериментальных  данных: у - 42: + а Рис. 5. Сорбция радионуклидов  альгинатом кальция из сыворотки творожной

Ш| - абсолютная погрешность для Ако„, Бк/г; ш2- абсолютная погрешность для Аисх, Бк/г.

Показано, что  максимальная сорбция 5г-85 и Се-134 обеспечивается при соотношении альгинатхыворотка в готовом продукте равном 1:28 и времени экспозиции 60 минут. Эффективность сорбции при данных условиях составила около 95,1 % для 8г-85 и 16,9 % для Сб-Ш.

Результаты исследований показали, что сорбция радионуклидов  из сыворотки возрастает по мере увеличения соотношения альгинатхыворотка и в меньшей степени зависит от времени экспозиции. Дальнейшее увеличение экспозиции не оказывает влияния на эффективность сорбции.

Таким образом, обладая ионообменными свойствами, альгинат кальция способен обменивать кальций на катионы стронция или тяжелые металлы, образуя с ними нерастворимые комплексы и выводя 'их из организма, усиливая при этом радиопротекторные свойства продукта.

Изучение окислительно-восстановительных  свойств сыворотки в сочетании  с пищевыми ингредиентами.

Для обоснования  сроков хранения проектируемого продукта и предполагаемых антиоксидантных свойств сыворотки с функциональными пищевыми добавками были изучены их окислительно-восстановительные свойства. Согласно технологии производства разрабатываемого продукта в сыворотку творожную вносят функциональные пищевые добавки и другие ингредиенты с последующим диспергированием творога с сывороточной смесью. В связи с этим изучение окислительно-восстановительного потенциала проводили первоначально в среде сыворотки (контроль), а затем в сочетании сыворотки с пищевыми ингредиентами, предусмотренными рецептурой. Известно, что одним из показателей протекторного действия поликомпонентных продуктов лечебно-профилактической направленности является стабильность окислительно-восстановительного потенциала (ЕЬ) и индекса окислительно-восстановительного потенциала (гНг). Индекс гН2 характеризует кислородно-водородное равновесие и зависит от окислительно-восстановительного потенциала и активной кислотности среды. В интервалах от 0 до 40 гН2 характеризует все степени окисленности или восстановленное™ среды. Чем < гНг, тем больше выражены восстановительные свойства.