Одно из важнейших мест в питании человека за- нимают жировые продукты. Они являются не только основным источником энергии, но и поставщиком необходимых нутриентов для организма, таких как насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, жирорастворимые витамины и другие [1–3]. Дефицит жировых продуктов в питании может привести к нарушению деятельности центральной нервной системы, снижению иммунитета к инфекци- онным заболеваниям [4].
Особое место среди жировых продуктов занимает сливочное масло. Сливочное масло – молочный про- дукт на эмульсионной жировой основе, полученный из коровьего молока путем отделения жировой фазы и равномерного распределения молочной плазмы. Массовая доля жира в продукте должна составлять не менее 50 % [5].
Биологическая ценность сливочного масла обу- словлена полиненасыщенными жирными кислотами, фосфатидами, калием, железом, витаминами А, В, Е [6]. Молочный жир в своем составе содержит око- ло 65 % насыщенных и около 35 % ненасыщенных жирных кислот [7]. Физиологическая ценность масла очень велика. Вещества, содержащиеся в нем, поло- жительно влияют на нервную, сердечно-сосудистую, пищеварительную и другие системы организма чело- века [8, 9]. Сливочное масло способно регулировать гормональный баланс, улучшает состояние кожи, уменьшает утомляемость [10].
Несмотря на свою полезность для человека, сливочное масло является высококалорийным про- дуктом. Например, в 100 г сливочного масла тра- диционного состава жирностью 82,5 % содержится 748 ккал, а жирностью 72,5 % – 662 ккал.
Всемирная организация здравоохранения утвер- ждает, что главными причинами глобального бре- мени хронических заболеваний, включая сердеч- но-сосудистые заболевания, диабет и рак, является ожирение и избыточный вес из-за малой физической активности и высокой доли жиров в питании челове- ка [11]. Подчеркивая важность диеты в профилактике некоторых заболеваний, диетологи делают акцент на снижение потребления жиров в рационе челове- ка [12]. Следовательно, главным требованием к сли- вочному маслу является умеренная калорийность [2].
Снижение массовой доли жира в сливочном масле традиционного состава возможно путем использова- ния в технологии стабилизаторов структуры.
Целью работы являлась разработка технологии про- изводства сливочного масла пониженной жирности.
Объекты и методы исследования
Объектами исследований в работе стали свекло- вичная клетчатка «Bio-fi Pro WR 400» и сливочное масло пониженной жирности. При проведении экспе- риментов применялись общепринятые методики.
Массовую долю влаги определяли по ГОСТ 9404-88. «Мука и отруби. Метод опреде- ления влажности»; массовую долю белка – по ГОСТ 10846-91. «Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка»; массовую долю пищевых волокон – по ГОСТ Р 54014-2010. «Продукты пище- вые функциональные. Определение растворимых и нерастворимых пищевых волокон ферментатив- но-гравиметрическим методом»; массовую долю целлюлозы по – ГОСТ 31675-2012. «Корма. Методы определения содержания сырой клетчатки с примене- нием промежуточной фильтрации»; массовую долю углеводов – по ГОСТ 26176-91. «Корма, комбикорма. Методы определения растворимых и легкогидро- лизуемых углеводов»; массовую долю золы – по ГОСТ 27494-2016. «Мука и отруби. Методы опреде- ления зольности»; массовую долю пектина определя- ли методом осаждения спиртом [13].
Коэффициент набухание определяли объемным методом [14]. Термоустойчивость определяли по ГОСТ 32261-2013. «Масло сливочное. Технические условия». Количество вытекшего свободного жира определяли по методу В. Моора.
Массовую долю жира определяли по ГОСТ Р 55361-2012. «Жир молочный, масло и паста масляная из коровьего молока. Правила приемки, отбор проб и методы контроля». Содержание белка в продукте определяли методом Кьельдаля. Массовую долю углеводов – по ГОСТ Р 51259-99. «Молоко и молочные продукты. Метод определения лактозы и галактозы».
Листерия (Listeria monocytogenes) в продукте опре- деляли по ГОСТ 32031-2012. «Продукты пищевые. Методы выявления бактерий Listeria monocytogenes». Стафилококки S. aureus в продукте определяли по ГОСТ 30347-2016. «Молоко и молочная продукция. Методы определения Staphylococcus aureus». Бактерии группы кишечная палочка (БГКП) в продукте опре- деляли по ГОСТ 32901-2014. «Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа». Количество мезофильных аэробных и факультатив- но-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) в продукте определяли по ГОСТ 32901-2014. «Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа». Плесени и дрожжи в продукте определяли по ГОСТ Р. 33566-2015 «Молоко и молочная продук- ция. Определение дрожжей и плесневых грибов».
Захарова Л. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 2 С. 209–215
Рисунок 1. Внешний вид свекловичной клетчатки
«Bio-fi Pro WR 400»
Figure 1. Bio-fi Pro WR 400 beet root fiber
Результаты и их обсуждение
Для стабилизации структуры сливочного мас- ла пониженной жирности выбрана свекловичная клетчатка «Bio-fi Pro WR 400» компании «Новая территория» (Россия). Данный препарат обладает стабилизирующими свойствами, обеспечивает равно- мерное распределение и прочное удержание влаги и жира в продукте, снижает его калорийность и улуч- шает его реологические свойства [15].
Внешний вид пищевых волокон представлен на рисунке 1.
Свекловичная клетчатка «Bio-fi Pro WR 400» представляет собой однородный мелкодисперсный порошок светло-бежевого цвета с нейтральным запа- хом и вкусом.
Пищевые волокна – это комплекс полисахаридов и нутриентов. Для определения пищевой ценности был изучен химический состав свекловичной клет- чатки «Bio-fi Pro WR 400» (табл. 1).
В состав свекловичной клетчатки входит до 70 % пищевых волокон, в том числе 21 % целлюлозы и 20 % пектина, до 8 % растительного белка. Они обусловлива- ют функционально-технологические свойства.
К основным функционально-технологическим свойствам свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400»
Таблица 1. Химический состав свекловичной клетчатки
«Bio-fi Pro WR 400»
Table 1. Chemical composition of the Bio-fi Pro WR 400 beet root fiber
|
Наименование показателя |
Результат |
|
Массовая доля влаги, % |
8 ± 0,31 |
|
Массовая доля сухих веществ, % |
92 ± 0,26 |
|
Белок, % |
6 ± 0,17 |
|
Пищевые волокна, % в т. ч. пектин, целлюлоза |
70 ± 0,13 20 ± 0,14 21 ± 0,13 |
|
Углеводы, % |
10 ± 0,12 |
|
Зола, % |
6 ± 0,15 |
относится набухание. Набухание является само- произвольным процессом, при котором происходит поглощение низкомолекулярного вещества высокомо- лекулярным. В процессе набухания увеличивается объ- ем и масса высокомолекулярного вещества. Явление набухания характеризуется степенью набухания α [16].
Процесс набухания свекловичной клетчатки «Bio- fi Pro WR 400» изучался в средах дистиллированной воды и обезжиренного молока в течение 60 мин. Тем- пературу набухания варьировали от 25 °С до 85 °С с шагом 20 °С. Полученные результаты приведены в таблице 2.
Процесс поглощения влаги свекловичной клет- чаткой интенсивно протекал в течение первых 30 минут от начала процесса, достигая максимально- го значения коэффициента набухания. По достиже- нию 30 минут наступает динамическое равновесие. Так, при набухании в дистиллированной воде при температуре 25 ± 1 °С по достижению 30 минут ко- эффициент набухания увеличился в 1,1, раз в сравне- нии с первоначальным значением, при температуре 45 ± 1 °С – в 1,04 раз, при 65 ± 1 °С – в 1,05 раз, при 85 ± 1 °С – в 1,05 раз. При набухании в обезжирен- ном молоке при температуре 25 ± 1 °С по достиже- нию 30 минут коэффициент набухания увеличился в 1,09 раз, при температурах 45 ± 1 °С, 65 ± 1 °С,
85 ± 1 °С – в 1,08, 1,07 и 1,08 раз соответственно.
Процесс набухания в обезжиренном молоке протекал интенсивнее, чем в воде. Это может быть
Таблица 2. Зависимость коэффициентов набухания свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400»в различных средах от температуры и продолжительности процесса
Table 2. Effect of temperature and process time on the swelling coefficients of the Bio-fi Pro WR 400 beet root fiber in different environments
|
Температура, °С |
Продолжительность, мин |
|||||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
Дистиллированная вода |
||||||
|
25 |
3,12 ± 0,10 |
3,45 ± 0,12 |
3,87 ± 0,2 |
3,87 ± 0,07 |
3,87 ± 0,09 |
3,87 ± 0,11 |
|
45 |
4,1 ± 0,08 |
4,3 ± 0,09 |
4,5 ± 0,12 |
4,5 ± 0,09 |
4,5 ± 0,10 |
4,5 ± 0,12 |
|
65 |
4,15 ± 0,11 |
4,39 ± 0,09 |
4,55 ± 0,09 |
4,55 ± 0,11 |
4,55 ± 0,10 |
4,55 ± 0,12 |
|
85 |
4,21 ± 0,09 |
4,44 ± 0,10 |
4,63 ± 0,10 |
4,63 ± 0,09 |
4,63 ± 0,10 |
4,63 ± 0,12 |
|
Обезжиренное молоко |
||||||
|
25 |
3,34 ± 0,11 |
3,67 ± 0,09 |
3,99 ± 0,08 |
3,99 ± 0,10 |
3,99 ± 0,09 |
3,99 ± 0,09 |
|
45 |
4,4 ± 0,10 |
4,76 ± 0,09 |
4,97 ± 0,08 |
4,97 ± 0,11 |
4,97 ± 0,011 |
4,97 ± 0,09 |
|
65 |
4,51 ± 0,12 |
4,85 ± 0,11 |
5,15 ± 0,09 |
5,15 ± 0,11 |
5,15 ± 0,10 |
5,15 ± 0,10 |
|
85 |
4,6 ± 0,12 |
4,97 ± 0,09 |
5,27 ± 0,09 |
5,27 ± 0,11 |
5,27 ± 0,09 |
5,27 ± 0,09 |
Zakharova L.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 2, pp. 209–215
связано с различным уровнем pH среды. Так, при на- бухании свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400» в молоке при температуре 45 ± 1 °С через 30 минут от начала процесса коэффициент набухания состав- лял 4,97. Это в 1,1 раз больше чем при набухании в воде. При набухании пищевых волокон в молоке при температуре 65 ± 1 °С через 30 минут от начала про- цесса коэффициент набухания был больше в 1,13 раз, чем при набухании в воде. При набухании пищевых волокон в молоке при температуре 85 ± 1 °С через 30 минут от начала процесса коэффициент набуха- ния составлял 5,27, а в воде – 4,63. При повышении температуры среды количество поглощённой влаги свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400» также увеличивалось.
Учитывая полученные данные, можно сделать вывод, что оптимальной средой набухания пищевых волокон является обезжиренное молоко, продолжи- тельность набухания – 30 мин, температура – 45 ± 1 °С. Для предотвращения загрязнения готового про- дукта микроорганизмами целесообразно проводить пастеризацию смеси свекловичной клетчатки «Bio-fi
Pro WR 400» и обезжиренного молока.
Было изучено влияние температурной обработки на набухающую способность свекловичной клетчатки
«Bio-fi Pro WR 400». Для этого свекловичную клетчат- ку смешивали с обезжиренным молоком, перемеши- вали и направляли на пастеризацию при следующих температурных режимах: 72 ± 2 °С с выдержкой 40 сек;
85 ± 2 °С и 95 ± 1 °С без выдержки. Обработан- ную смесь охлаждали до температуры 45 ± 1 °С и оставляли для набухания на 30 мин. Контролем служил образец набухшей в обезжиренном молоке свекловичной клетчатки при температуре 45 ± 1 °С.
При пастеризации смеси обезжиренного мо- лока и свекловичной клетчатки при температуре 72 ± 2 °С с выдержкой 40 сек коэффициент набуха- ния клетчатки составил 4,48; при 85 ± 2 °С – 4,52; при 95 ± 1 °С – 4,49. Коэффициент набухания клет- чатки в контрольном образце – 4,5. Полученные результаты свидетельствуют о термостабильности свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400», т. к. коэффициент набухания изменялся незначительно.
На формирование вкуса и аромата сливочного масла влияют сульфгидрильные соединения типа SH-групп, лактоны, летучие жирные кислоты, кар- бонильные соединения, которые присутствуют в исходном сырье, а также образующиеся при пастериза- ции [2]. Определяли влияние тепловой обработки сливок на органолептические показатели. Для этого сливки 61,5 % жирности пастеризовали при следую- щих температурных режимах: 87 ± 2 °С с выдержкой 10 мин; 95 ± 2 °С без выдержки; 95 ± 2 °С с выдерж-
кой 10 мин.
При пастеризации сливок при температуре 87 ± 2 °С с выдержкой 10 минут и 95 ± 2 °С без выдержки сливки обладали чистым вкусом и запахом, с недо- статочным выраженным привкусом пастеризации. При температуре 95 ± 2 °С с выдержкой 15 минут сливки характеризовались чистым сливочным вкусом с насыщенным привкусом пастеризации. На осно- вании полученных результатов установили, что для
достижения характерного сливочного вкуса и запаха, а также привкуса пастеризации в готовом продукте целесообразно проводить пастеризацию высокожир- ных сливок при температуре 95 ± 2 °С с выдержкой 15 минут.
Установление оптимальной дозы внесения све- кловичной клетчатки в сливочное масло пониженной жирности проводили на основании определения органолептических и реологических показателей полученных образцов. Для этого в высокожирные сливки жирностью 61,5 % перед термомеханической обработкой вносили предварительно набухшую свекловичную клетчатку «Bio-fi Pro WR 400». По- лученную смесь перемешивали и обрабатывали в маслообразователе. Дозу свекловичной клетчатки ва- рьировали от 1 до 3 % с шагом 0,5 (с учетом рекомен- даций производителя). Контроль – сливочное масло без свекловичной клетчатки. Испытания проводились после термостатирования полученных образцов при температуре 2 ± 2 °С в течение 24 часов.
При увеличении дозы свекловичной клетчатки структура сливочного масла пониженной жирно- сти становилась плотнее, значение коэффициента термоустойчивости увеличивалось, а количество вытекшего свободного жира уменьшалось. Так, мак- симальные значение были при дозе 3 % и составляли 0,91 и 5,89 % соответственно.
Введение свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400» в сливочное масло пониженной жирности не по- влияло на вкус и запах образцов. Следует отметить, что при внесении свекловичной клетчатки в коли- честве 3 % от массы готового продукта наблюдался такой порок, как «крупитчатая консистенция».
Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что использование свекловичной клетчатки
«Bio-fi Pro WR 400» при выработке масла сливочно- го пониженной жирности положительно влияет на формирование структуры сливочного масла, улучшая его реологические показатели. Оптимальной дозой является 2,5 %.
Следствием данной работы явилась разработка технологии производства сливочного масла пони- женной жирности с использованием в качестве ста- билизатора свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400» Технологическая схема производства продукта представлена на рисунке 2.
Отобранное молоко по качеству очищают и направ- ляют на сепарирования для получения сливок средней жирности с массовой долей жира 30–35 %. Рассчи- танное по норме количество пищевых волокон сме- шивают с обезжиренным молоком, перемешивают и направляют на пастеризацию при температуре 85 ± 2 °С для предотвращения загрязнения готового продук- та. Обработанную смесь охлаждают до 45 ± 1 °С и оставляют для набухания на 30 мин.
Полученные сливки жирностью 30–35 % направ- ляют на сепарирование и пастеризацию при темпера- туре 95 ± 5 °С с выдержкой 15 минут. Допускается проводить дезодорацию сливок, если в них присут- ствует кормовой или другие посторонние привкусы и запахи. Температура дезодорации 83 ± 2 °С при разряжении воздуха 0,04 ± 0,02 МПа, продолжитель-
Захарова Л. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 2 С. 209–215
Входной контроль сырья и материалов
Свекловичная клетчатка В соответствии с действующими
Молоко-сырье
стандартами
Технологический процесс Параметры и показатели
|
Очистка |
Температура 6 ± 4 °С |
|
Проточный фильтр |
|
Подогрев, сепарирование |
Температура 45 ± 5 °С |
|
Пластинчатый пастеризатор, сепаратор |
|
Смешивани Резервуар Пастеризац Ванна длит Набухание
|
||||||||||||||
Температура 95 ± 5 °С,
|
|
|
Нормализация высокожирных сливок |
Не более 20–40 мин |
|
Резервуар |
|
Термомеханическая обработка высокожирных сливок |
|
|
Маслообразователь |
|
Упаковка |
Масса продукта от 100 до 200 г |
|
Упаковочный автомат |
|
Термостатирование |
2 ± 2 °С не более 24 ч |
|
Камера охлаждения |
Рисунок 2. Технологическая схема производства сливочного масла пониженной жирности
Figure 2. Technological scheme of the production of the low-fat butter
ность 4–5 сек. Полученные высокожирные сливки жирностью не менее 61,5 % направляют в ванну для нормализации. Туда вносят набухшую клетчатку, перемешивают, нормализуют по массовой доле жира и направляют на термомеханическую обработку. Проходя последовательно через цилиндры маслоо- бразователя, высокожирные сливки активно переме- шиваются и охлаждаются до температуры 65 ± 5 °С в первом цилиндре, 22 ± 1 °С во втором. На выходе из маслообразователя температура готового продукта составляет 15 ± 2 °С.
Готовый продукт фасуют в потребительскую тару и отправляют в холодильную камеру при температу- ре 2 ± 2 °С, где происходит дальнейшее охлаждение и хранение.
Сливочное масло пониженной жирности со све- кловичной клетчаткой «Bio-fi Pro WR 400» обладает приятным выраженным сливочным вкусом с прив- кусом пастеризации, без посторонних привкусов и
запахов. Структура плотная, пластичная, однородная. Поверхность среза ровная. Цвет от белого до свет- ло-желтого.
Таблица 3. Пищевая и энергетическая ценность сливочного масла пониженной жирности
|
|||||||||||||||||||||
Zakharova L.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 2, pp. 209–215
Таблица 4. Микробиологические показатели сливочного масла пониженной жирности
Table 4. Microbiological indicators of the low-fat butter
|
Наименование показателя |
Полученное значение |
Требования ТР ТС 033/2013 |
|
Количество мезо- фильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, КОЕ/г, не более |
Не обнару- жено |
Не более 2×105 |
|
Бактерии группы кишеч- ных палочек, не допускаются в массе продукта, г |
Не обнару- жено |
0,01 |
|
Патогенные микроор- ганизмы, в том числе сальмонеллы, не допуска- ются в массе продукта, г |
Не обнару- жено |
25 |
|
S.aureus, не допускаются в массе продукта, г |
Не обнару- жено |
0,1 |
|
Дрожжи, КОЕ/г, не более |
Менее 100 |
100 |
|
Плесени, КОЕ/г, не более |
Менее 100 |
100 |
|
Листерии L. Monocyto- genes, не допускаются в массе продукта, г |
Не обнару- жено |
25 |
Пищевая и энергетическая ценность продукта представлена в таблице 3.
Содержание жира в сливочном масле понижен- ной жирности меньше в 1,17 раз, содержание белка, углеводов больше в 1,6 и 1,46 раз соответственно,
чем в сливочном масле «Крестьянское». Калорий- ность полученного продукта на 183 ккал меньше, чем сливочного масла 72,5 % жирности. Биологическая ценность готового продукта достигается за счет со- держания 2,5 г клетчатки.
Для соответствия требованиям ТР ТС 033/2013 в сливочном масле пониженной жирности определяли микробиологические показатели [5]. Полученные ре- зультаты представлены в таблице 4.
Полученные результаты показали, что содержа- ние санитарно-показательных, условно-патогенных, патогенных микроорганизмов и микроорганизмов порчи в сливочном масле пониженной жирности с свекловичной клетчаткой «Bio-fi Pro WR 400» соот- ветствуют требованиям ТР ТС 033/2013.
Выводы
В ходе проведенных исследований была установ- лена перспективность использования свекловичной клетчатки «Bio-fi Pro WR 400» в технологии сливочно- го масла пониженной жирности с целью стабилизации структуры готового продукта. Разработанный продукт характеризуется пониженной калорийностью, а также наличием в составе 2,5 г функционального ингреди- ента. Разработанное сливочное масло пониженной жирности можно рекомендовать потребителю для сни- жения общего содержания жиров в рационе.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте- ресов.
