Композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка
Владельцы патента RU 2739956:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве безалкогольных напитков с эмульсионной структурой, обладающих функциональными свойствами. Предложена композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая овощное пюре, ягодное сырье, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, причем для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг/100 дал готового продукта, ягодное сырье применяют в виде пюре, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля Ламиналь при их соотношении 1:4. При этом для ягодного сырья используют клюкву в количестве 47,0 кг/100 дал готового продукта, бруснику в количестве 45,0 кг/100 дал готового продукта, смородину черную в количестве 43,0 кг/100 дал готового продукта. При этом купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно, кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно. Изобретение выражается в улучшении качества готового продукта за счет повышения пищевой ценности, наличия выраженного физиологического эффекта, улучшении структурно-механических и органолептических свойств, а также расширении ассортимента натуральных безалкогольных напитков. 5 з.п. ф-лы, 6 табл.
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве безалкогольных напитков с эмульсионной структурой, обладающих функциональными свойствами.
В настоящее время для обеспечения сбалансированного питания населения большое значение приобретают функциональные пищевые продукты, в т.ч. безалкогольные напитки. Актуальным для их обогащения является введение жирорастворимых функциональных ингредиентов – полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ω-6 и ω-3, жирорастворимых витаминов и провитаминов (A, D, E, β-каротин и др.), недостаток которых связан со стремлением современного потребителя к снижению энергетической ценности рациона питания и, соответственно, ограничению калорийных продуктов и ингредиентов.
Однако существует проблема введения гидрофобных веществ в водную среду напитка и длительной стабилизации таких многокомпонентных систем, представляющих собой эмульсии, с целью сохранения их органолептических и структурно-механических свойств.
Известен состав по способу получения напитка, содержащий (мас.%) морковную массу в виде пюре: 30,0-50,0, сахар: 3,0-5,7, растительное масло: 1,7, эмульгаторы: Хамульсион ЕВ или Палсгаард №5230 или Пектин: 0,12-0,3, лимонную кислоту: 0,11-0,2, аскорбиновую кислоту: 0,03 и воду – остальное (см. патент РФ № 2277361, МПК А 23 L 2/00, дата публикации 10.06.2006).
Недостатками являются монокомпонентность состава напитка, ограничивающая вкусо-ароматический букет готового продукта и отсутствие комплексного эмульгатора-стабилизатора, обеспечивающего достаточно длительные сроки хранения без расслоения (срок хранения не указан).
В качестве ближайшего аналога принята композиция тыквенного нектара, содержащая (мас.%) – тыквенное пюре: 34,0-46,0, ягодный сок: 2,0-6,0, тыквенный отвар: 20,0-25,0, сахарный сироп: 27,0-44,0, растительное масло: 0,1-3,0 и каррагинан: 0,1-0,3 (см. патент РФ № 2396034, МПК А 23 L 2/04, дата публикации 10.08.2010).
Недостатками ближайшего аналога являются незначительная концентрация масла в рецептуре нектара, что не обеспечивает необходимую суточную дозу ПНЖК и отсутствие эмульгатора, введение которого должно обеспечивать стабильность при стерилизации (119°С) и заявленную стабильность эмульсионной части в течение 2 лет без видимых признаков расслоения.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка рецептур безалкогольного эмульсионного напитка высокого качества с использованием местных сырьевых биоресурсов.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в улучшении качества готового продукта за счет повышения пищевой ценности, наличия выраженного физиологического эффекта, улучшении структурно-механических и органолептических свойств, а также расширении ассортимента натуральных безалкогольных напитков.
Поставленная задача решается тем, что композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая овощное пюре, ягодное сырье, жидкость, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, отличается тем, что для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг/100 дал готового продукта, ягодное сырье применяют в виде пюре, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля «Ламиналь» при их соотношении 1:4.
Кроме того, для ягодного сырья используют клюкву в количестве 47,0 кг/100 дал готового продукта.
Кроме того, для ягодного сырья используют бруснику в количестве 45,0 кг/100 дал готового продукта.
Кроме того, для ягодного сырья используют смородину черную в количестве 43,0 кг/100 дал готового продукта.
Кроме того, купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно.
Кроме того, купаж растительных масел содержит кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки «для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг /100 дал готового продукта», «в качестве жидкости используют питьевую воду», «применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта» и «ягодное сырье применяют в виде пюре», а также признаки зависимых пунктов формулы с первого по третий обеспечивают высокие органолептические свойства готового продукта.
Признак «используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта» описывает оптимальное количество растительных масел.
Признаки четвертого и пятого зависимых пунктов формулы описывают виды используемых растительных масел, которые наряду с пищевыми достоинствами обладают биологически активными и фармакологическими свойствами и как следствие способствуют повышению пищевой и биологической ценности.
Жирнокислотный состав масел, используемых в рецептуре напитков в составе купажей, представлен в таблице 1.
Таблица 1
Жирнокислотный состав масел, %
Наименование масла | Насыщенные жирные кислоты (НЖК) |
Мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК) |
Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) |
|
С 18:1 ω-9 (олеиновая кислота) |
С18:2 ω-6 (линолевая кислота) |
С18:3 ω-3 (α-линоленовая кислота) |
||
Облепиховое | 15,0 | 13,0-19,0 | 47,0-50,0 | 32,0-37,0 |
Тыквенное | 14,8 | 28,0-37,0 | 44,0-50,0 | 0,2-7,4 |
Кедровое | 10,0 | 14,0-25,0 | 44,0-60,0 | 21,0-26,0 |
Таким образом, жирнокислотный состав представленных масел, а также натуральный комплекс фосфолипидов, каротиноидов, флавоноидов и витаминов в их составе обеспечивает широкое фармакологическое действие, способствуя нормализации липидного спектра крови, снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний, коррекции углеводно-жирового обмена, улучшению функционирование нервной системы и др., что является перспективным для проектирования безалкогольных напитков с функциональными свойствами.
Также указанные признаки обеспечивают оптимальное соотношение незаменимых полиненасыщенных жирных кислот ω-3 и ω-6 семейств (линолевая (С18:2, ω-6), линоленовая (С18:3, ω-3) и арахидоновая (С20:4, ω-6)), которые воздействуют не только на липидный обмен, но и обладают регуляторными функциями, уменьшают риск тромбообразования, поддерживают иммунный статус организма и др.
Рекомендуемое соотношение в пищевом рационе ПНЖК ω-6:ω-3 групп составляет для здорового человека – 10:1, для лечебного питания – от 3:1 до 5:1 (Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации).
Соотношение растительных масел определяли с использованием метода математического моделирования. Расчет рецептуры купажей производят путем составления и решения следующей системы уравнений:
где ma, mb – массовая доля растительного масла в составе купажа, вес.%;
сa1, cb1 – концентрация линолевой кислоты в растительном масле, вес.%;
сa2, cb2 – концентрация линоленовой кислоты в растительном масле, вес.%;
k – коэффициент, принятый равным 10 (в соответствии с МР 2.3.1.2432-08).
В результате экспериментальных данных были получены оптимальные соотношения жирных кислот семейства ω-6:ω-3 в составе купажей масел, которые составили (9,8-10,0):1, что соответствует утвержденным рекомендациям ГУ НИИ питания РАМН о нормах физиологических потребностей в ПНЖК.
Признаки «в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно» позволяют увеличить срок годности готового продукта.
Использование комплексной добавки в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля «Ламиналь» при их соотношении 1:4 позволяет повысить биологическую ценность, улучшить реологические и органолептические свойства напитка.
Сухой экстракт из красного мыльного корня (ЭКМ) мыльнянки лекарственной (Saponaria officinalis L.) махровой формы, культивируемой в условиях Приморского края, является высокоэффективным эмульгатором, обладающим значимыми поверхностно-активными свойствами (эмульгирующая, пенообразующая, стабилизирующая способность), а также широким спектром физиологического действия (гиперхолестеринемическое, антиоксидантное, иммуномодулирующее, антиканцерогенное и др.) (Sidana, J., B. Singh and O.P. Sharma, 2016. Saponins of Agave: Chemistry and bioactivity. Phytochemistry, 130: 22-46. Man, S., W. Gao and Y. Zhang, 2010. Chemical study and medical application of saponins as anti-cancer agents. Fitoterapia, 81: 703-714. Singh, B., J.P. Singh, N. Singh and A. Kaur, 2017. Saponins in pulses and their health promoting activities: A review. Food Chemistry, 233: 540-549. Черевач, Е.И. Динамика и биологическая активность сапонинов в экстрактах из корней мыльнянки (Saponaria officinalis L.) / Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Г.М. Фролова, Р.И. Живчикова // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2009. – № 4. – С. 25-28).
Биогель «Ламиналь», используемый в качестве стабилизатора, представляет собой гелеобразный пищевой продукт, полученный по уникальной запатентованной технологии переработки бурых морских водорослей – Saccharina japonica. Ламиналь содержит натриевую соль альгиновой кислоты (альгинат натрия), сульфатированные гетерогликаны (фукоиданы), водорослевую клетчатку, минеральные вещества (йод, натрий, калий, кальций, магний), растворимые полисахариды, витамины А, В, аскорбиновую кислоту, железо и ряд других жизненно важных микроэлементов растительного происхождения. Биологически активные вещества Ламиналя участвуют в метаболических процессах желудочно-кишечного тракта, оказывают влияние на обмен веществ, проявляют свойства энтеросорбента радионуклидов и токсичных элементов. Полисахариды Ламиналя обладают загущающим действием и применяются в качестве стабилизаторов водных суспензий и эмульсий в изготовлении структурированных пищевых продуктов (Вишневская, Т.И., Аминина, Н.М., Соколова, В.М., Конева, Е.Л. Молочные продукты с биогелем из морских водорослей // Молочная промышленность. – 2009. – № 7. – С. 58-59. Аминина, Н.М. Основные направления исследований морских водорослей и трав Дальневосточного региона / Н.М. Аминина // Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра). – 2005. – С. 348-354.).
Количественное содержание сухих веществ ЭКМ было определено на основании изучения динамики эмульгирующих свойств водных экстрактов с различной концентрацией сухих веществ по отношению к купажам масел (таблица 2).
Таблица 2
Динамика эмульгирующих свойств водных растворов сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. с различной концентрацией сухих веществ по отношению к купажам масел
Массовая доля растворимых сухих веществ в ЭКМ, % | Количество ЭКМ, см3 | Количество эмульгированного масла, см3 | Эмульгирующая способность, ед. | Стойкость эмульсии, % |
Купаж № 1 | ||||
2,0 | 5,0 | 27,0 | 5,4 | 76,0 |
5,0 | 5,0 | 38,0 | 7,6 | 98,0 |
7,0 | 5,0 | 49,0 | 9,8 | 99,0 |
Купаж № 2 | ||||
2,0 | 5,0 | 24,0 | 4,8 | 72,0 |
5,0 | 5,0 | 36,0 | 7,2 | 96,0 |
7,0 | 5,0 | 46,0 | 9,2 | 98,0 |
Количество ЭКМ, необходимое для эмульгирования купажей масел (2 вес.%) в рецептурах напитка рассчитывали на основании полученных данных по его эмульгирующей емкости (таблица 2).
Заявляемый напиток безалкогольный эмульсионный готовят следующим образом.
Для производства используют стандартное технологическое оборудование и следующее сырье:
1) Морковь столовая свежая (ГОСТ 32284-2013);
2) Клюква свежая (ГОСТ 33309-2015);
3) Смородина черная свежая (ГОСТ 6829-2015);
4) Масло семян облепихи концентрированное (ТУ 10.89.19-001.31503605-16);
5) Масло кедрового ореха нерафинированное (ТУ 9141-009-33974444-10 с изм. № 1);
6) Масло семян тыквы нерафинированное (ТУ 9141-005-70834238-06);
7) Сухой экстракт из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. – сапонинсодержащая добавка «Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий сухой» (ТУ 9145-002-02068634-2013), свидетельство о госрегистрации добавки № RU.77.99.88.009.Евод006781.08.13 от 21.08.2013 г. с содержанием сухих веществ 90 вес.%;
8) Биогель «Ламиналь» (ТУ 9284-175-00472012-2015);
9) Сахар белый (ГОСТ 33222-2015);
10) Кислота лимонная моногидрат пищевая (ГОСТ 908-2004);
11) Аскорбиновая кислота (ФС.2.1.0058.18);
12) Вода питьевая (СанПиН 2.1.4.1074).
На начальном этапе производят подготовку ингредиентов.
Для приготовления овощного пюре подготовленную морковь измельчают, подвергают СВЧ-нагреву при мощности 570 Вт в течение 5 мин при температуре 70-80ºС и протирают.
Для приготовления ягодного сырья ягоды клюквы или брусники или смородины черной протирают через сито с диаметром отверстий 0,5 мм до однородного состояния (пюре) для удаления семян.
Для приготовления инвертированного сахарного сиропа сахар белый растворяют в воде при соотношении 9:5, доводят до кипения до момента полного растворения и вносят расчетное количество лимонной кислоты.
Для получения купажей с заданным сбалансированным составом растительные масла фильтруют, смешивают в соответствии с рецептурой.
При разработке рецептур купажей учитывают жирнокислотный состав, физико-химические свойства и органолептические свойства различных масел (облепиховое, тыквенное, кедровое). Состав используемых купажей представлен в таблице 3.
Таблица 3
Состав используемых купажей
Наименование масла | Массовая доля, вес.% | |
Купаж № 1 | Купаж № 2 | |
Масло облепиховое концентрированное | 10,9 | – |
Масло тыквенное нерафинированное | 89,1 | 79,8 |
Масло кедровое нерафинированное | – | 20,2 |
Состав жирных кислот в подобранных купажах представлен в таблице 4.
Таблица 4
Состав жирных кислот в подобранных купажах
Жирные кислоты | Массовая доля, вес.% | |
Купаж № 1 | Купаж № 2 | |
Насыщенные | 17,92 | 16,48 |
Мононенасыщенные, в т.ч. Олеиновая |
34,65 34,53 |
34,02 33,92 |
Полиненасыщенные, в т.ч. Линолевая Линоленовая |
47,53 43,16 4,37 |
49,17 44,70 4,47 |
Соотношение ПНЖК и насыщенных ЖК | 2,65 | 2,98 |
Соотношение линоленовой ω-6 и линолевой ω-3 ЖК | 9,8:1 | 10,0:1 |
Затем для защиты жирорастворимых витаминов, красящих веществ от окислительной порчи и создания неблагоприятной среды для развития микроорганизмов в процессе хранения в купаж дополнительно вводят аскорбиновую кислоту (витамин С).
Для приготовления эмульгатора сухой экстракт из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. разводят водой питьевой с температурой 20-25ºС в соотношении 1:17 до достижения количества 5 вес.% сухих веществ.
Массовую долю растворимых сухих веществ в водном растворе контролируют рефрактометрическим методом при температуре 20ºС на рефрактометре ИРФ-454Б2М (Россия) – по ГОСТ 28562.
Полученный раствор тщательно перемешивают до однородной консистенции в течение 10-15 мин, на заключительном этапе фильтруют для удаления взвесей и осадка.
Подготовку стабилизатора биогеля «Ламиналь» осуществляют путем тщательной гомогенизации в течение 1 мин при скорости вращения вала 3000 об/мин до достижения пастообразного состояния.
Для приготовления комплексной добавки полученный эмульгатор перемешивают при скорости вращения лопастей взбивальной машины 3000 об/мин в течение 1 мин совместно с подготовленным стабилизатором до получения устойчивой пены.
На следующем этапе готовят безалкогольный эмульсионный напиток.
Для приготовления эмульсии в комплексную добавку тонкой струйкой вводят купаж растительных масел с аскорбиновой кислотой и гомогенизируют при скорости вращения лопастей взбивальной машины 3000 об/мин в течение 1 мин.
Пюре из моркови смешивают с инвертированным сахарным сиропом в соотношении 1:2, данную смесь доводят до кипения и остужают до 20-22ºС.
В эмульсию вводят смесь из пюре из моркови и инвертированного сахарного сиропа, а также пюре из ягод, соединяют, добавляют необходимое количество воды и тщательно перемешивают в течение 10 мин при 1500 об/мин до однородной, устойчивой консистенции.
Полученный напиток пастеризуют при температуре 60-65ºС в течение 5 мин.
Примеры рецептур безалкогольного эмульсионного напитка приведены в таблице 5.
Таблица 5
Примеры рецептур безалкогольного эмульсионного напитка
Название компонента, ед. измерения | Количество на 100 дал готового продукта | ||
Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | |
Морковь, кг | 60,6 | 58,1 | 55,5 |
Ягоды, кг: | |||
клюква | 47,0 | – | – |
брусника | – | 45,0 | – |
смородина черная | – | – | 43,0 |
Инвертированный сахарный сироп, л | 126,2 | 122,1 | 115,3 |
Купаж растительных масел (л), в т.ч.: | 20,0 | 20,0 | 20,0 |
масло облепиховое | 2,18 | 2,18 | – |
масло тыквенное | 17,82 | 17,82 | 15,96 |
масло кедровое | – | – | 4,04 |
Кислота лимонная, кг | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Аскорбиновая кислота, кг | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
Комплексная добавка, в т.ч.: | 13 | 13 | 14 |
5%-ный водный раствор сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L., л | 2,6 | 2,6 | 2,8 |
биогель «Ламиналь», кг | 10,4 | 10,4 | 11,2 |
Вода питьевая, л | Остальное | Остальное | Остальное |
Реологические показатели напитка безалкогольного эмульсионного представлены в таблице 6.
Таблица 6
Реологические показатели напитка безалкогольного эмульсионного
Наименование показателя | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 |
Кинематическая вязкость, мПа·с | 26,21 | 26,14 | 25,39 |
Заявленный безалкогольный эмульсионный напиток имеет приятный, гармоничный, плодово-ягодный вкус, цвет, свойственный входящим в рецептуру наполнителю и растительным экстрактам (оранжевый). Внешний вид напитка однородный, структура обволакивающая, консистенция стабильная, без осадка.
Выход за пределы значений вязкости приводит к расслоению однородной структуры напитка (эмульсии).
Содержание функциональных ингредиентов на 100 г напитка составляет: β-каротин –1,3-4,3 мг%, ПНЖК – 4,2-5,3 г, витамин С – 21,0-29,7 мг%.
Предлагаемая композиция позволяет расширить ассортимент напитков с улучшенными органолептическими и структурно-механическими свойствами.
1. Композиция для производства безалкогольного эмульсионного напитка, содержащая овощное пюре, ягодное сырье, сахарный сироп, растительное масло и пищевые добавки, отличающаяся тем, что для овощного пюре используют морковь в количестве 55,5-60,6 кг/100 дал готового продукта, ягодное сырье применяют в виде пюре, в качестве жидкости используют питьевую воду, применяют инвертированный сахарный сироп в количестве 115,3-126,2 л/100 дал готового продукта, используют купаж растительных масел в количестве 20 л/100 дал готового продукта, в качестве пищевых добавок применяют кислоту лимонную и аскорбиновую в количестве 1,0 кг и 0,2 кг/100 дал готового продукта соответственно, а также комплексную добавку в количестве 13-14 л/100 дал готового продукта, которая содержит 2,6-2,8 л 5%-ного водного раствора сухого экстракта из красного мыльного корня Saponaria Officinalis L. и 10,4-11,2 кг биогеля Ламиналь при их соотношении 1:4.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для ягодного сырья используют клюкву в количестве 47,0 кг/100 дал готового продукта.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для ягодного сырья используют бруснику в количестве 45,0 кг/100 дал готового продукта.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для ягодного сырья используют смородину черную в количестве 43,0 кг/100 дал готового продукта.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что купаж растительных масел содержит облепиховое и тыквенное масла при соотношении 10,9:89,1 соответственно.
6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что купаж растительных масел содержит кедровое и тыквенное масла при соотношении 79,8:20,2 соответственно.