УДК 637.141.8:63.36 Коллоидно-химические свойства и использование продуктов переработки топинамбура в производстве молочных продуктов.
статья по теме

УДК 637.141.8:63.36

Коллоидно-химические свойства и использование продуктов

переработки топинамбура в производстве молочных продуктов.

В настоящее время в условиях ухудшающейся экологической обстановки необходимы разработка и внедрение лечебно-диетических продуктов питания с заданными свойствами. Для решения этих задач используются биологически активные добавки из растительного сырья. Интерес для пищевой промышленности представляют продукты переработки топинамбура.

Топинамбур (Helianthus tuberoses) – это клубнеплодное растение, которое отличается высокой урожайностью (20-40 т/га), неприхотливостью в выращивании и уникальным химическим составом, в который входят инулин, 16 аминокислот, из них 8 незаменимых, витамины и микроэлементы [1]. Продукты его переработки применяются при лечении целого ряда заболеваний, таких как подагра, сахарный диабет, язва желудка, ожирение, ишемическая болезнь сердца и другие. Полезные свойства и доступность топинамбура делают перспективным его широкое использование в пищевой промышленности. Так, инулин применяется в качестве загустителя и пластификатора при производстве различных молочных продуктов. Известно, также что использование инулина из топинамбура позволяет снизить калорийность майонеза при сохранении его традиционной консистенции [2]. Фруктозо-глюкозные сиропы (ФГС) из топинамбура широко применяются как подсластители в производстве мороженого [3].

При разработке рецептур и технологии получения пищевых продуктов, в частности кисломолочных, необходимой является информация о коллоидно-химических свойствах используемых добавок. Знание этих показателей позволяет прогнозировать наилучшую совместимость веществ в продукте, а также его органолептические свойства. Следует сказать, что данные о коллоидно-химических свойствах экстрактов и сиропов топинамбура явно недостаточны.

В качестве объектов исследования были использованы сухой порошок измельченных клубней топинамбура, инулин, осажденный из водного экстракта топинамбура добавлением спирта, а также ФГС, полученный из экстрактов топинамбура после кислотного гидролиза с последующим выпариванием на полупромышленном вакуумном аппарате.

Вязкость растворов инулина и ФГС топинамбура определялась на вискозиметре Геплера [4]. Параллельно ареометром измерялась плотность исследуемых растворов. Поверхностное натяжение определялось сталогмометрическим методом [4]. Величины рН кисломолочных продуктов после добавления исследуемых веществ различной концентрации определялись на иономере ЭВ-74.

На рисунке 1 показаны кривые зависимостей поверхностного натяжения на границе экстракт – воздух от концентрации исследуемых веществ.

Рисунок 1 – Зависимость поверхностного натяжения (σ) раствора инулина (1), смеси глюкозы и фруктозы (2) и сиропа из топинамбура (3) от концентрации сухих веществ (ССВ).

Установлено, что растворы инулина и смеси глюкозы и фруктозы обладают малой поверхностной активностью. Уменьшение поверхностного натяжения в случае ФГС позволяет сделать вывод о том, что вещества, входящие в его состав, являются поверхностно-активными, а, следовательно, его молекулы способны к образованию ассоциатов в растворе. Благодаря этой способности ФГС может применяться в качестве эмульгатора для стабилизации различных эмульсий.

Результаты измерения поверхностного натяжения позволяют предположить различие в таких важных физико-химических показателях как вязкость и плотность. Концентрационная зависимость плотности и динамической вязкости исследуемых веществ представлены соответственно на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 – Зависимость плотности (ρ) раствора инулина (1), смеси глюкозы и фруктозы (2) и сиропа из топинамбура (3) от концентрации сухих веществ (ССВ).

Рисунок 3 – Зависимость динамической вязкости (η) раствора инулина (1), смеси глюкозы и фруктозы (2) и сиропа из топинамбура (3) от концентрации сухих веществ (ССВ).

Максимально высокой плотностью при различных концентрациях обладает ФГС (рис. 2). Это указывает на структурные особенности раствора, связанные, по-видимому, с агрегацией молекул содержащихся в нем поверхностно-активных веществ, что подтверждается данными изменения динамической вязкости (рис. 3). В случае раствора смеси глюкозы и фруктозы наблюдается практически линейная зависимость вязкости от концентрации, что характерно для растворов сахаров [5]. Для раствора инулина характерно более высокое значение динамической вязкости, что связано с его полимерной природой, а повышение прироста вязкости в области волн выше 30 % - ной концентрации – с образованием надмолекулярных структур при взаимодействии полимерных цепей.

Полученные результаты позволяют сделать некоторые прогнозы на использование продуктов переработки топинамбура - инулина и ФГС - в производстве кисломолочной продукции. Содержащий 84 % фруктозы сироп топинамбура является хорошим заменителем сахарозы, так как индекс сладости фруктозы равен 1,7. Присутствие в нем поверхностно-активных веществ позволяет использовать его в качестве эмульгатора при производстве йогуртов и других продуктов. Благодаря хорошей растворимости инулина и его способности связывать воду, в результате чего коллоидная система теряет свою подвижность, а ее консистенция изменяется, он может использоваться в качестве загустителя и стабилизатора при производстве различных молочных продуктов.

Нами проведена коррекция рецептуры творожных сырков, йогуртов и ацидофилина с использованием исследованных веществ. Добавки в пересчете на сухое вещество вносились в кисломолочные продукты в различном процентном отношении к их массе. При введении добавок измерялся рН продуктов, и параллельно проводилась дегустация органолептически групповым методом.

На основании проведенного анализа образцов с различной массовой долей ФГС (от 0,1 до 30 % СВ) и инулина (от 0,1 до 10 %) было определено оптимальное количество добавок. Для йогуртовой основы оптимальной является доза от 11 до 17 % СВ ФГС; для ацидофилина – от 15 до 17 % СВ ФГС; для творожной основы – от 2 до 10 % СВ ФГС от массы композиции. Разработанные продукты имеют однородную консистенцию, приятный фруктовый привкус, кремовый цвет, рН 4,1-4,6. При внесении инулина для всех изучаемых кисломолочных продуктов оптимальной являлась доза от 0,1 до 1 % . При этом полученные продукты являлись кондиционными.

Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования продуктов переработки топинамбура в молочной промышленности.

Список литературы

1. Полянский К.К. Топинамбур: перспективы использования в молочной промышленности / К.К. Полянский, Н.С. Родионова, Л.Э. Глаголева. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. – 104 с.

2. Нечаев А.А. Майонезы для здорового питания, содержащие инулин / А.А. Нечаев [и др.] //Масложировая промышленность. – 2005. - № 4. – С. 33-35.

3. Глаголева Л.Э. Использование фруктозо-глюкозного сиропа из топинамбура в производстве мороженого / Л.Э. Глаголева [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2002. - № 1. – С. 41-42.

4. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков [и др.] – Л.: Агропромиздат, - 1987. – 430 с.

5. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий.- М.: Изд-во Химия, 1964.-574с.