Омск, Омская область, Россия
Омск, Омская область, Россия
Калининград, Калининградская область, Россия
Омск, Омская область, Россия
Введение. Увеличение объемов производства высококачественных и биологически полноценных белковых продуктов является актуальным. Особый интерес представляют продукты для специализированного питания из-за развития в России рынка Фуднет. Цель исследования – разработка биотехнологии творожного продукта, обогащенного пробиотической микрофлорой, для специализированного (спортивного) питания. Объекты и методы исследования. Молоко коровье, молоко обезжиренное, сливки и ингредиенты: концентрат сывороточных белков Milkiland-WPC 80, цветочная пыльца, глутамин, закваски DVS Danisco Probat 576 и Howaru Bifido ARO-1, а также зерновые культуры (крупа гречневая и овсяная). Применялись физико-химические, органолептические, биохимические и микробиологические методы исследования. Результаты и их обсуждение. Молочно-белковая основа творожного продукта производилась раздельным способом с помощью творожного сепаратора GEA Westfalia KDB 30. Для ее обогащения пробиотическими культурами исследовали процесс ферментации сливок с м.д.ж. 15 и 20 % двумя видовыми заквасками. Активность пробиотической заквасочной культуры Probat 576 Howaru Bifido выше, чем закваска ARO-1 Howaru Bifido: при использовании сливок с м.д.ж. 15 % в 1,66 раза, 20 % – в 1,73 раза. Выход активной кислотности на критический предел, равный 5,5, произошел за 3 ч при использовании Probat 576, что на 2 ч быстрее, чем у заквасочной культуры ARO-1. В качестве пребиотика изучены зерновые культуры. Результаты математического моделирования свидетельствует о положительном влиянии гречневой и овсяной муки на процесс ферментации сливок. Овсяная мука наиболее подходящий компонент, т. к. при добавлении гречневой муки повышается окрас продукта, свойственный ее цвету. Это неблагоприятно скажется на визуальном ощущении потребителя. Оптимальная доза внесения овсяной муки должна быть равна 5 % . Выводы. Разработана биотехнология нового творожного продукта, обогащенного пробиотическими культурами, направленная на расширение ассортимента продуктов для специализированного (спортивного) питания.
Молоко, сывороточный белок, ферменты, закваска, зерно, спортивное питание, пребиотик, функциональные ингредиенты
Введение
В настоящее время здоровый образ жизни – это
общемировой тренд, который обусловлен комплексом
социальных, экологических и других факторов,
имеющих определенные особенности в каждой стране.
70 % населения в мире и 67 % в России активно
следят за своим рационом питания. Популярными
и востребуемыми являются продукты здорового
питания, к которым относятся специализированные
пищевые продукты – это продукты с заданными
потребительскими свойствами, предназначенные
для различных категорий населения [1–3].
В России существует тенденция роста числа
лиц, занимающихся спортом, что подтверждают
данные Росстата. В федеральном проекте «Спорт
– норма жизни», который стартовал 1 января 2019 г.
отмечено, что физической культурой и спортом
занимаются 50,1 млн человек, что составляет 36,8 %
населения Российской Федерации. Благодаря
государственной поддержке и созданию условий для
всех категорий населения, а также лиц, занимающихся
профессиональным и любительским спортом,
возможно увеличить к 2030 г. количество регулярно
занимающихся спортом до 70 %. В связи с этим
следует ожидать резкого повышения спроса населения
всех возрастных групп на спортивное питание.
Разработка ассортимента и технологии продуктов
для питания спортсменов производится в соответствии
с Концепцией спортивного питания Российской
Федерации и межгосударственным стандартом
ГОСТ 34006-2016 [4].
В странах Европейского союза, Канады,
Австралии, Королевства Норвегии и многих
других, как и в России, наблюдается перспективное
направление – поддержание здорового образа
жизни. Это понятие комплексное, в которое входят
регулярные занятия физическими упражнениями или
любительским и профессиональным спортом, а также
здоровое питание. В связи с этим как в России, так
и в странах Западной Европы активно развивается
процесс научного обоснования и практического
создания принципиально нового поколения
продуктов здорового питания на молочной основе,
обогащенных функциональными ингредиентами.
Их основными характеристиками являются:
сбалансированный состав, пониженное содержание
1 P.A. Stolypin Omsk State Agrarian University , Omsk, Russia
2 Immanuel Kant Baltic Federal University , Kaliningrad, Russia
Received: July 26, 2021 Accept ed in revised form: September 20, 2021
Accepted for publication: X X, 2021
*е-mail: olgakriger58@mail.ru
© A.G. Bukharev, N.B. Gavrilova, O.V. Kriger, N.L. Chernopolskaya , 2021
Abstract.
Introduction. Contemporary food industry strives to increase the production volume of high-quality and biologically complete
protein products. The Foodnet market also raised the demand for functional foods in Russia. The research objective was to
develop a new functional curd product fortified with probiotic microflora.
Study objects and methods. The study featured cow’s milk, skimmed milk, cream, whey protein concentrate Milkiland-WPC 80,
pollen, glutamine, starter cultures DVS Danisco Probat 576 and Howaru Bifido ARO-1, buckwheat flour, and oat flour. The
experiment included physicochemical, sensory, biochemical, and microbiological methods.
Results and discussion. The milk-protein base of the curd product was produced in a GEA Westfalia KDB 30 curd separator.
The research involved 15 and 20% cream with two different starter cultures. In case of 15% cream, Probat 576 Howaru Bifido
appeared to be 1.66 times more active than ARO-1 Howaru Bifido, in case of 20% cream the result was even higher – 1.73 times.
Probat 576 also demonstrated a better active acidity, i.e. 5.5 after three hours, which was two hours faster than ARO-1.
Mathematical modeling revealed the positive effect of buckwheat and oat flour on the cream fermentation process. Oat flour (5%)
was the optimal prebiotic, while buckwheat flour added its color to the final product, thus spoiling its market quality.
Conclusion. The new biotechnology for a curd product fortified with probiotic cultures can expand the range of functional
products for sports diet.
Keywords. Milk, whey protein, enzymes, starter culture, grain, sports nutrition, prebiotic, functional ingredients
Funding: The present research was ordered by the Ministry of Agriculture of the Russian Federation as part of project
“Development of highly effective technologies for processing agricultural products into environmentally friendly functional
products for children and sports nutrition”.
For citation: Bukharev AG, Gavrilova NB, Kriger OV, Chernopolskaya NL. Fermented Cream for Curd Fortified with
Probiotic Cultures: Biotechnological Aspects. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(2):664–673.
https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-2-664-673.
666
Bukharev A.G. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 4, pp. 664–673
жира и легкоусвояемых углеводов, высокое
содержание белка, а также пробиотические свойства.
Благодаря современным биотехнологическим приемам
в комплексе с традиционными методами пищевой
технологии, можно создавать уникальные по своему
составу и свойствам ферментированные молочные
и молокосодержащие продукты с контролируемым
химическим составом, заданными физиолого-
биохимическими свойствами, которые предназначены
для специализированного питания [5–7].
Основные направления в производстве про-
дуктов спортивного питания, которые изучаются
зарубежными и российскими учеными:
– регулирование состава;
– разработка новых групп пищевых продуктов для
индивидуализации спортивного питания в различные
периоды тренировочного макроцикла;
– создание функциональных продуктов на мо-
лочной основе для питания спортсменов разных
квалификаций;
– разработка мелкофасованной продукции в виде
порций разового потребления и др. [8–14].
Таким образом, есть все основания для того, чтобы
рассматривать молоко и молочные продукты с точки
зрения спортивного питания. В настоящее время
рынок молочных продуктов специального назначения
для питания спортсменов не насыщен. Необходимы
разработка и внедрение в практику отечественных
специализированных продуктов различной
ориентации: высокобелковых, высоко-углеводных,
углеводно-минеральных и др. Эти продукты
должны отвечать не только вкусу спортсменов, но
и современным медико-биологическим требованиям:
регулировать массу тела спортсменов, повышать
работоспособность во время соревнований, при
усиленных тренировках и пр. [15–17].
Проблема увеличения объемов производства
высококачественных и биологически полноценных
белковых продуктов питания, в числе которых творог
и творожные продукты, сыры и сырные продукты,
в настоящее время актуальна, в том числе для
специализированного (спортивного) питания. Это
связано с развитием в России ключевого сегмента
рынка FооdNet (Фуднет) – индивидуального
персонализированного питания.
Цель исследования – разработка биотехнологии
творожного продукта, обогащенного пробиотической
микрофлорой для специализированного (спортивного)
питания.
Объекты и методы исследования
Для подготовки молочно-белковой основы,
рецептуры творожного продукта и пробиотических
культур использовались следующие объекты
исследования:
– молоко коровье сырое по ГОСТ 31449-2013;
– молоко обезжиренное-сырье по ГОСТ 31658-2012;
– сливки-сырье по ГОСТ 34355-2017;
– функциональные ингредиенты:
– концентрат сывороточных белков Milkiland-WPC
80 по ГОСТ 53456-2009;
– цветочная пыльца по ГОСТ 28887-90;
– глутамин по ГОСТ 33933-2016;
– закваска DVS Danisco Probat 576; ARO-1.
– закваска DVS Danisco Howaru Bifido;
– зерновые культуры:
– крупа гречневая по ГОСТ Р 55290-2012;
– крупа овсяная по ГОСТ 3032-75.
В научной работе применялись современные
методы исследований: физико-химические, органо-
лептические, биохимические, микробиологические.
Они реализовались в производственных лабораториях
АО «Данон Россия» филиал Молочный комбинат
«Чеховский» и испытательной лаборатории «Молоко»
Минобрнауки России ФГАНУ «Всероссийский
научно-исследовательский институт молочной
промышленности» (г. Москва).
Результаты экспериментальных исследований
подвергали статистической обработке методами
регрессионного и корреляционного анализа,
реализованного с помощью стандартных пакетов
программ «MathCAD-14 Professional» и «MS
Excel». Повторность опытов установлена методами
статистического анализа и являлась пятикратной [18].
Выбор оптимальных экспериментальных
вариантов осуществляли методом нормирования.
Математическое моделирование и определение
трехфакторных зависимостей результатов иссле-
дований проводилось с использованием современного
программного обеспечения «Table Curve 3D» [19, 20].
Результаты и их обсуждение
Молочно-белковая основа для творожного
продукта производилась раздельным способом, с
применением творожного сепаратора GEA Westfalia
KDB 30. Для этого цельное молоко подогревали
до 45 ± 5 °С и разделяли сепарированием на
обезжиренное молоко и сливки с массовой долей
жира 15 и 20 %, которые пастеризовали на различных
пастеризационных установках. Технологический
процесс позволил увеличить выход нежирной
молочно-белковой основы с нежной, однородной
и слегка мажущейся консистенцией, а также снизить
отход белков в молочную сыворотку.
Далее был исследован процесс ферментации
сливок закваской с пробиотическими культурами.
Во время экспериментов было произведено четыре
опытных выработки ферментированных сливок
с м.д.ж. 15 и 20 % с использованием двух видов
заквасок Probat 576 и ARO-1. В состав закваски Probat
576 входят следующие штаммы микроорганизмов:
Lactobacillus acidophilus, Lactococcus lactis,
Lactococcus cremoris, Lactococcus biovar diacetylactis,
Leuconostoc mesenteroides cremoris. Основными
штаммами микроорганизмов закваски ARO-1 являются
667
Бухарев А. Г. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4 С. 664–673
Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus.
К обеим закваскам добавлялась культура Howaru
Bifido, включающая в себя штамм микроорганизмов
Bifidobacterium lactis, для обогащения продукта
пробиотическими свойствами и повышения
биологической ценности продукта.
Критериальными требованиями изучения процесса
ферментации сливок являлись: время, активная
кислотность (pH = 4,6 ± 0,5), чистый сливочный вкус
и слабовязкая консистенция, позволяющая достичь
их равномерного распределения в обезжиренном
твороге.
Физико-химические показатели сливок,
используемых в опытных выработках, приведены
в таблице 1.
На рисунках 1–4 приведены графическая иллюстра-
ция и уравнения регрессии, характеризующие
динамику кислотонакопления в процессе ферментации
Таблица 1. Физико-химические показатели сливок с м.д.ж. 15 и 20 %
Table 1. Physicochemical parameters of 15 and 20% cream
Опыт Массовая доля, % Титруемая
кислотность, оТ
Группа термо-
устойчивости
Группа
чистоты
Ингибирующие
вещества
Плотность,
Белка Жира СОМО кг/м3
№ 1 2,47 ± 0,1 20,0 ± 0,1 28,13 ± 0,1 16 4 1 отсуст. 1,013
№ 2 2,57 ± 0,1 20,1 ± 0,1 26,56 ± 0,1 16 4 1 отсуст. 1,012
№ 3 2,85 ± 0,1 15,0 ± 0,1 22,75 ± 0,1 16 4 1 отсуст. 1,019
№ 4 2,70 ± 0,1 15,0 ± 0,1 21,80 ± 0,1 15 4 1 отсуст. 1,020
Рисунок 1. Ферментация сливок с м.д.ж.15 %
заквасочной культурой ARO-1 Howaru Bifido
Figure 1. Howaru Bifido fermentation of 15% cream with ARO-1
Рисунок 2. Ферментация сливок с м.д.ж. 20 %
заквасочной культурой ARO-1 Howaru Bifido
Figure 2. Howaru Bifido fermentation of 20 % cream with ARO-1
Рисунок 3. Ферментация сливок с м.д.ж. 15 %
заквасочной культурой Probat 576 Howaru Bifido
Figure 3. Howaru Bifido fermentation
of 15 % cream with Probat 576
Рисунок 4. Ферментация сливок с м.д.ж. 20 %
заквасочной культурой Probat 576 Howaru Bifido
Figure 4. Howaru Bifido fermentation
of 20 % cream with Probat 576
y = 0.2517x + 6.6122
R² = 0.9591
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 0.2612x + 6.7091
R² = 0.9641
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 0.4171x + 6.6762
R² = 0.9536
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, y = 0.4529x + 6.7905
R² = 0.9402
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество гречневой муки, %
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее
количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество овсяной муки, %
y = 0.2517x + 6.6122
R² = 0.9591
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 0.2612x + 6.7091
R² = 0.9641
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 3
4
5
6
7
8
0 1 Активная кислотность, ед. рН
Время y = 0.4529x + 6.7905
R² = 0.9402
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество гречневой муки, %
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее
количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество овсяной муки, %
0.2517x + 6.6122
0.9591
5 6 7 8
ферментации, ч
y = 0.2612x + 6.7091
R² = 0.9641
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 0.4171x + 6.6762
R² = 0.9536
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
+ 6.7905
0.9402
3 4 5
ферментации, ч
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество гречневой муки, %
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
y = 0.2517x + 6.6122
R² = 0.9591
2 3 4 5 6 7 8
Время ферментации, ч
y = 0.2612x + 6.7091
R² = 0.9641
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 0.4171x + 6.6762
R² = 0.9536
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5
Активная кислотность, ед. рН
Время ферментации, ч
y = 0.4529x + 6.7905
R² = 0.9402
2 3 4 5
Время ферментации, ч
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество гречневой муки, %
3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
668
Bukharev A.G. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 4, pp. 664–673
Таблица 2. Органолептические показатели ферментированных сливок
Table 2. Sensory profile of fermented cream
Опыт Вид сливок Закваска Органолептические показатели в баллах
№ 1 Сливки с м.д.ж. 20 % Probat 576 + Howaru Bifido 15,0
№ 2 Сливки с м.д.ж. 20 % ARO-1 + Howaru Bifido 14,5
№ 3 Сливки с м.д.ж. 15 % Probat 576 + Howaru Bifido 14,0
№ 4 Сливки с м.д.ж. 15 % ARO-1 + Howaru Bifido 13,8
Таблица 3. Химический состав и пищевая ценность
растительных ингредиентов (100 г)
Table 3. Chemical composition
and nutritional value of buckwheat and oat flours (100 g)
Показатель Значение для муки
Гречневой Овсяной
Пищевая ценность, ккал 328,50 369,00
Массовая доля, %
жиры
белки
углеводы
влаги, не более
3,30
12,60
62,1
9,00
6,8
13,00
64,90
9,00
Пищевые волокна, % 2,80 4,50
Зола, % 2,50 1,80
Моно- и дисахариды, % 2,60 1,00
Насыщенные жирные кислоты, % 0,68 1,10
Крахмал, % – 63,5
сливок с м.д.ж. 15 и 20 % заквасочными культурами
Probat 576 и ARO-1.
Результаты свидетельствуют о том, что активность
пробиотической заквасочной культуры Probat 576
Howaru Bifido выше, чем закваска ARO-1 Howaru
Bifido: при использовании сливок с м.д.ж. 15 % в
0,4171/0,2517 = 1,66 раза, а сливок с м.д.ж. 20 % в
0,4529/0,2612 = 1,73 раза.
Скорость кислотонакопления с закваской
Probat 576 при использовании сливок с м.д.ж. 15 %
равна 0,4171 ед. рН/час, сливок с м.д.ж. 20 % –
0,4529 ед. рН/час. Скорость кислотонакопления
с закваской ARO-1 при использовании сливок с
м.д.ж. 15 % равна 0,2517 ед. рН/час, сливок с м.д.ж.
20 % – 0,2612 ед. рН/час.
Анализ полученных данных позволяет считать,
что использование заквасочной культуры Probat-576
предпочтительнее, чем ARO-1, т. к. при использовании
заквасочной культуры Probat-576 время ферментации
сливок с м.д.ж. 15 и 20 % заняло 5,1 ч, тогда как
при использовании заквасочной культуры ARO-1
на три часа дольше. Выход активной кислотности
на критический предел, равный 5,5, произошел
за 3 ч при использовании заквасочной культуры
Probat-576, что на 2 ч быстрее, чем у заквасочной
культуры ARO-1.
Оценка органолептических показателей
ферментированных сливок с м.д.ж. 15 % позволяет
отметить их жидкообразную консистенцию, чистый
кисломолочный вкус без посторонних привкусов
и запахов, цвет белый с кремовым оттенком,
равномерный по всей массе. Сливки с м.д.ж.
20 % – слабовязкая, устойчивая консистенция,
отсутствие посторонних привкусов и запахов, вкус
чистый кисломолочный, цвет белый с кремовым
оттенком, равномерный по всей массе. Общая сумма
органолептических показателей в баллах представлена
в таблице 2.
В качестве пребиотиков, стимулирующих
жизнедеятельность пробиотиков, благодаря
их химическому составу и пищевой ценности,
исследованы два растительных зерновых компонента:
гречневая и овсяная крупы. Их характеристика
приведена в таблице 3. Зерновые культуры
подвергались тонкому измельчению, т. к. в виде
муки они хорошо растворяются.
Затем было изучено влияние пребиотических
свойств зерновых культур на жизнеспособность
пробиотиков, входящих в закваски. В сливки с
м.д.ж. 20 % вводили при тщательном перемешивании
муку гречневой и овсяной культуры в количестве
1, 3, 5 и 7 %. В сливки иннокулировали закваски.
Процесс ферментации сливок осуществляли при
температуре 38,0 ± 1,0 °С. Результаты исследования
микробиологических показателей ферментированных
сливок представлены на рисунках 5 и 6.
Для прогнозирования процесса развития
пробиотической микрофлоры и выявления взаи-
моотношений между управляемыми факторами
были разработаны двухфакторные математические
модели, характеризующие процесс ферментации
сливок с различным содержанием пребиотиков.
Приведено их трехмерное изображение. При
разработке двухфакторных математических моделей
использовалась компьютерная программа Table Curve
3D v4. Анализу подвергались экспериментальные
данные, приведенные в Excel. Результаты иссле-
дований и математические модели представлены
на рисунках 7–10.
Анализ результатов математического моде-
лирования свидетельствует о положительном влиянии
669
Бухарев А. Г. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4 С. 664–673
Рисунок 5. Исследование влияния гречневой муки
на динамику развития пробиотиков, входящих
в состав заквасок Probat 576 и Howaru Bifido,
используемых для ферментации сливок с м.д.ж. 20 %
Figure 5. Effect of buckwheat flour on the development
of probiotics in Probat 576 and Howaru Bifido (20% cream)
Рисунок 6. Исследование влияния овсяной муки
на динамику развития пробиотиков, входящих
в состав заквасок Probat 576 и Howaru Bifido,
используемых для ферментации сливок с м.д.ж. 20 %
Figure 6. Effect of oat flour on the development of probiotics
in Probat 576 and Howaru Bifido (20% cream)
6 7 8
ферментации, ч
3
4
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Активная кислотность, Время ферментации, ч
3
4
5
0 1 2 3 4 5
Активная кислотность, Время ферментации, ч
6.7905
4 5
ферментации, ч
0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество гречневой муки, %
1 3 5 7 0 1 3 5 7
acidophilus Бифидобактерии
Количество овсяной муки, %
3
4
5
0 1 2 3 4 5
Активная кислотность, Время ферментации, ч
0
2
0 1 3 5 7 0 1 Общее количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Логарифм клеточной микроорганизмов, Количество гречневой 0
2
4
6
8
10
0 1 3 5 7 0 1 3 5 7 0 1 3 5 7
Общее
количество
пробиотических
культур
L. acidophilus Бифидобактерии
Логарифм клеточной концентрации
микроорганизмов, lg/КОЕ/г
Количество овсяной муки, %
Рисунок 7. Поверхность отклика изменения
органолептических показателей в ферментированных
сливках с гречневой мукой
Figure 7. Response surface of changes
in sensory profile in fermented cream with buckwheat flour
Рисунок 8. Поверхность отклика изменения логарифма
общего числа пробиотических культур
в ферментированных сливках с гречневой мукой
Figure 8. Response surface of the change in the logarithm
of the total number of probiotic cultures
in fermented cream with buckwheat flour
Рисунок 9. Поверхность отклика изменения логарифма
числа пробиотических культур в ферментированных
сливках с овсяной мукой
Figure 9. Response surface of the change in the logarithm of the
number of probiotic cultures in fermented cream with oat flour
Рисунок 10. Поверхность отклика изменения
органолептических показателей в процессе
ферментации сливок с овсяной мукой
Figure 10. Response surface of changes in sensory profile during
fermentation of cream with oat flour
670
Bukharev A.G. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 4, pp. 664–673
Таблица 4. Рецептура нового вида творожного
продукта для специализированного (спортивного)
питания на 100 кг
Table 4. Formulation for
a new functional curd product for sports diet, per 100 kg
Показатели Рецептура, кг
Творог нежирный 79,7
Сливки ферментированные с м.д.ж. 15 % 6
Концентрат сывороточных белков 13
Глутамин 0,25
Овсяная мука 0,3
Цветочная пыльца 0,25
Закваска Probat 576 0,25
Закваска HowaruBifido 0,25
Итого 100
Таблица 5. Химический состав творожного продукта
для специализированного (спортивного) питания
Table 5. Chemical composition of curd product
for specialized (sports) nutrition
Показатели Рецептура
Массовая доля, %
Влага, мас/% 75,6
Белки, мас/% 17,9
Жир, мас/% 1,5
Углеводы, мас/% 5,0
Таблица 6. Результаты исследований количества пробиотических микроорганизмов
на конец испытания в процессе хранения творожного продукта
Table 6. Total count of probiotic microorganisms during storage
Исследуемый показатель НД на метод исследования Целевое значение Фактический результат
Общее количество пробиотических
микроорганизмов, KOE/г, не менее, в том числе:
ГОСТ 32923-2014 Не менее 2×109 4,5×109
L. acidophilus, KOE/г, не менее ГОСТ 32923-2014 Не менее 1×108 2,5×108
B. lactis, KOE/г, не менее Не менее 1×106 1,5×107
как гречневой, так и овсяной муки на процесс
ферментации сливок. Все исследуемые показатели
с увеличением дозы внесения компонентов возрастали.
Однако органолептическая оценка показала, что
овсяная мука наиболее подходящий компонент,
т. к. при добавлении гречневой муки повышается
окрас продукта свойственный цвету гречневой
муки, что неблагоприятно скажется на визуальном
ощущении потребителя. Следует отметить, что
оптимальная доза внесения овсяной муки должна
быть равна 5 %, т. к. дальнейшее увеличение приводит
к снижению бальной экспертной оценки. По мнению
экспертов, данное снижение вызвано высокой
влагопоглощающей способностью овсяной муки и
изменением реологических свойств исследуемого
продукта.
В процессе исследования для подбора опти-
мального состава и содержания функциональных
компонентов в готовом продукте была разработана
рецептура творожного продукта (табл. 4).
После проведения опытных выработок по
заданной рецептуре были получены следующие
физико-химические, микробиологические и орга-
нолептические показатели. Физико-химические
показатели творожного продукта представлены в
таблице 5.
Выводы
1. Изучен процесс подготовки ферментированных
сливок, определена массовая доля жира сливок и
вид заквасочных культур для ферментации: сливок с
м.д.ж 20 % Probat 576 и Howaru Bifido в соотношении
1,0:1,0. Общее количество пробиотических
микроорганизмов составило не менее 4,5×109 KOE/г,
в том числе бифидобактерий не менее 1,5·107 КОЕ/г.
2. Определена степень влияния зерновых
культур на процесс ферментации сливок. На основе
математического моделирования установлено, что
овсяная мука в количестве 5,0 % от общего содержания
сливок в творожном продукте благоприятно влияет
на развитие пробиотических микроорганизмов
и рекомендуется для использования в качестве
пребиотика.
3. Разработана биотехнология нового вида
творожного продукта «Сила спортсмена» для
специализированного (спортивного) питания. Про-
ведена промышленная апробация биотехнологии
нового продукта на молочном предприятии АО «Данон
Россия» филиал «Чеховский» (Московская область).
Научная новизна биотехнологии творожного продукта
отражена в патенте на изобретение РФ № 2728442.
Критерии авторства
А. Г Бухарев – проведение экспериментальных
исследований. Н. Б. Гаврилова – разработка
концепции исследований. О. В. Кригер – анализ
экспериментальных данных. Н. Л. Чернопольская –
математический анализ и выводы.
671
Бухарев А. Г. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4 С. 664–673
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
интересов.
1. Филиппова О. Н., Рахманов Р. С. Оценка связи между работоспособностью спортсменов и витаминно-минеральной насыщенностью организма // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6.
2. Гаврилова Н. Б., Щетинин М. П., Молибога Е. А. Современное состояние и перспективы развития производства специализированных продуктов для питания спортсменов // Вопросы питания. 2017. Т. 86. № 2. С. 100-106.
3. Захарова Л. М., Горбунчикова М. С. Технологические особенности производства синбиотического кисломолочного продукта // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 1. С. 17-28. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-17-28.
4. Гаврилова Н. Б., Чернопольская Н. Л., Бухарев А. Г. Творожный продукт для специализированного (спортивного) питания // Молочная промышленность. 2020. № 12. С. 14-16.
5. Эффективность использования аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА) в питании спортсменов-единоборцев / Э. Н. Трушина [и др.] // Вопросы питания. 2019. Т. 88. № 4. С. 48-56. https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10041.
6. Gavrilova N., Chernopolskaya N., Konovalov S. Substantiated screening of functional ingredients for extended shelf life of fermented milk products. Proceedings of the International Scientific Conference: The Fifth Technological Order: Prospects for the Development and Modernization of the Russian Agro-Industrial Sector. Omsk, 2019. P. 9-12. https://doi.org/10.2991/assehr.k.200113.128.
7. Гаврилова Н. Б., Щетинин М. П., Чернопольская Н. Л. Научно-экспериментальное обоснование рецептуры специализированного продукта для питания спортсменов, обогащенного пробиотическими микроорганизмами // Вопросы питания. 2017. Т. 86. № 5. С. 22-28.
8. Valenta R., Dorofeeva Yu. A. Sport nutrition: The role of macronutrients and minerals in endurance exercises // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6. № 2. P. 403-412. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2018-2-403-412.
9. What drives athletes toward dietary supplement use: objective knowledge self-perceived competence? Cross-sectional analysis of professional team-sport players from Southeastern Europe during the competitive season / D. Sekulic [et al.] // Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2019. Vol. 16. № 1. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0292-9
10. Chappell A., Simper T., Helms E. Nutritional strategies of British professional and amateur natural bodybuilders during competition preparation // Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2019. Vol. 16. № 1. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0302-y.
11. Modifications to the nutrition for sport knowledge questionnaire (NSQK) and abridged nutrition for sport knowledge questionnaire (ANSKQ) / G. L. Trakman [et al.] // Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2019. Vol. 16. № 1. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0293-8.
12. Comparison of ingesting a food bar containing whey protein and isomalto-oligosaccharides to carbohydrate on performance and recovery from an acute bout of resistance-exercise and sprint conditioning: An open label, randomized, counterbalanced, crossover pilot study / T. J. Grubic [et al.] // Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2019. Vol. 16. № 1. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0301-z.
13. The combination of sport and sport-specific diet is associated with characteristics of gut microbiota: An observational study / L.-G. Jang [et al.] // Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2019. Vol. 16. № 1. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0290-y.
14. Impact of cow’s milk intake on exercise performance and recovery of muscle function: A systematic review / J. M. A. Alcantara [et al.] // Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2019. Vol. 16. № 1. https://doi.org/10.1186/s12970-019-0288-5.
15. Biotechnology of specialized product for sports nutrition / N. Chernopolskaya [et al.] // International Journal of Engineering and Advanced Technology. 2019. Vol. 8. № 4. P. 40-45.
16. Кисломолочные продукты как составляющая функционального питания / З. С. Зобкова [и др.] // Молочная промышленность. 2019. № 2. С. 44-46.
17. Чернопольская Н. Л., Гаврилова Н. Б. Биотехнология специализированного пищевого продукта на основе молока для питания спортсменов // Пищевая промышленность. 2019. № 10. С. 20-24. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10140.
18. Выгодчикова И. Ю. Алгоритм оценки параметров линейной множественной модели регрессии по минимаксному критерию // Прикладная информатика. 2015. Т. 10. № 4. С. 105-116.
19. Особенности использования белкового концентрата из зерен овса в технологии получения творожного продукта для спортивного питания / Е. В. Каширских [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 3. С. 345-355. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-3-345-355.
20. Лисин П. А., Воронова Т. Д., Молибога Е. А. Методология проектирования продуктов питания с заданными свойствами и составом. Омск: Омский ГАУ, 2015. 142 с.
