Исследование совместимости функциональных пищевых ингредиентов и восстановленного обезжиренного молока

ИНГРЕДИЕНТЫ ДЛЯ МОЛОЧНЫХ И ДРУГИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В КАТАЛОГЕ MILKLIFE.RU

Объектом исследования служили опытные образцы восстановленного сухого обезжиренного молока (СОМ) с внесенными функциональными пищевыми ингредиентами (ФПИ). В качестве ФПИ были выбраны: L-карнитин, кофермент Q и пиколинат Cr. По результатам органолептической оценки, внесение кофермента Q и пиколината Cr для обогащения восстановленного обезжиренного молока в данном случае неприемлемо. Обоснована целесообразность использования L-карнитина в концентрации от 0,3 до 0,9 % для создания обогащенных и специализированных продуктов на основе нежирного молочного сырья. Установлено, что молочные системы с L-карнитином сохраняют стабильность при хранении в течение 7 суток при температуре (4±2) 0С по органолептическим и физико-химическим показателям. 

Под термином «метаболический синдром» (МС), впервые введенным М. Henefeld, W. Leonhardt [1], в настоящее время понимают сочетание различных нарушений обмена веществ и/или заболеваний, являющихся факторами риска раннего развития сахарного диабета и сердечнососудистых катастроф [2]. 

На основании эпидемиологических наблюдений и обобщения множественных исследований установлено, что симптомокомплекс метаболического синдрома, включающий сочетание нарушения толерантности к глюкозе и компенсаторной гиперинсулинемии, повышение уровня триглицеридов и снижение уровня липопротеинов высокой плотности, а также артериальную гипертензию, развивается не случайно, а в результате общего патогенетического механизма – снижения чувствительности тканей к инсулину [3].

 Мета-анализ широкомасштабных исследований показал, что в России распространенность МС варьирует от 20 до 35 %, причем у женщин он встречается в 2,5 раза чаще, и с возрастом число больных увеличивается [4]. 

Наиболее важными внешними факторами, способствующими развитию МС, являются избыточное употребление жирной пищи и низкая физическая активность. 

Главной целью лечения больных с МС считают снижение массы тела. При этом на настоящий момент достоверно установлено, что единственным действенным способом сокращения липидной ткани в организме является энергетический дефицит калорийности рациона. Однако в ходе соблюдения гипокалорийной диеты происходит уменьшение расхода всех видов энергии, в том числе и энергии основного обмена примерно на 14–25 % от первоначального, что является результатом адаптации организма к гипокалорийной диете и снижает ее эффективность. Это объясняет, почему избыточное развитие жировой ткани – это хроническое, склонное к рецидивированию заболевание. 

По данным Национального института здоровья США, у 30–60 % пациентов, похудевших с помощью диеты, в течение одного года масса тела возвращается к исходной, а через пять лет – почти у всех [1]. 

На сегодняшний день не существует лекарственного препарата, эффективного в лечении МС без коррекции образа жизни больного. В связи с этим создание дефицита калорийности рациона, направленного на снижение веса, и поддержание достигнутого результата должны сопровождать пациентов с МС постоянно, а немедикаментозные меры имеют приоритетное значение для улучшения качества их жизни. 

Однако при постоянном соблюдении ограниченных по калорийности диет у пациентов могут появляться нежелательные побочные эффекты, связанные с недостатком незаменимых нутриентов, таких как белки, минеральные элементы, витамины, ω-3 полиненасыщенные жирные кислоты и пр. В связи с этим больные с метаболическим синдромом особо нуждаются в специализированных пищевых продуктах. 

Согласно клиническим рекомендациям по ведению больных с метаболическим синдромом, в белковом компоненте их питания, помимо нежирных сортов рыбы, предпочтение следует отдавать молоку и молочным продуктам [4]. По данным метаанализа E. Amirani и соавторов [5] показано, что потребление сывороточных белков молока способствовало значительному снижению уровня общего холестерина и липопротеинов низкой плотности. В ряде других исследований доказаны другие положительные эффекты приема молока или молочных продуктов на здоровье пациентов. В частности S.M. Ulven с соавторами [6] выявлен значительный противовоспалительный эффект потребления молока или молочных продуктов как у здоровых, так и у лиц с метаболическими нарушениями. По данным R.C.Zapata и коллег [7] показано, что высокобелковая диета, содержащая молочную сыворотку, способствует снижению массы тела, а лактоферрин вызывает устойчивую потерю массы тела и жира, снижая уровень лептина и инсулина в плазме крови. 

Таким образом, ежедневное использование в питании молочных продуктов представляет реальную возможность повышать не только пищевые свойства рациона, но и сделать его биологически более полноценным [8, 9, 10]. Таким образом, специализированные продукты питания на молочной основе – актуальное решение в диетотерапии лиц с МС. 

Цель работы – изучение совместимости L-карнитина, кофермента Q и пиколината Cr в низкожирном молочном напитке, предназначенном для диетической коррекции нарушений жирового обмена. 

При промышленном производстве молочного продукта крайне важно обеспечить бесперебойное поступление сырья. В условиях имеющегося в молочной отрасли дефицита сырого молока большое значение имеет комплексная переработка вторичного молочного сырья, например, обезжиренного молока. Причем особенно целесообразно обезжиренное молоко использовать не только для нормализации смесей, но и в производстве инновационной продукции с добавленной стоимостью. При получении обезжиренного молока в нем присутствуют практически все фракции белков цельного молока, а благодаря сниженной жирности изготовленные из обезжиренного молока продукты обладают значительно более высокой биологической и диетической ценностью по сравнению с аналогичными продуктами из цельного молока. 

Рациональным решением для увеличения пищевой плотности и повышения биологической ценности специализированного молочного напитка будет использование сухого обезжиренного молока (СОМ), что позволит избежать зависимости от сезонных поставок сырья. В работе использовано молоко сухое обезжиренное, полученное на АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Н. В. Верещагина (г. Вологда). 

Согласно нормативной документации создание специализированного пищевого продукта подразумевает изменение содержания состава сырья и/или включение не присутствующих изначально биологически активных веществ [11]. 

В ходе предварительно выполненного медико-биологического обоснования для данного этапа работы были выбраны три функциональных пищевых ингредиента (ФПИ), рекомендованные для введения в состав напитка: L-карнитин, кофермент Q и пиколинат Cr. 

Необходимые ФПИ, предоставленные ООО «Торговый Дом «Стоинг» (Ленинградская область), соответствовали требованиям, предъявляемым к данным ингредиентам при использовании в специализированной пищевой продукции [11, 12]. 

Восстановление СОМ вели в стакане вместимостью 250–300 см3. Для этого навеску СОМ массой 28 г растворяли в 200 см3 дистиллированной воды при температуре (40+2) °С, внося ее маленькими порциями и тщательно растирая комочки стеклянной палочкой. Затем образцы восстановленного СОМ пастеризовали при (95±2) °С. В последствие пробы охлаждали и хранили при температуре комнатного холодильника (4+2) °С. Данные образцы использовали как контрольные пробы. 

Опытные образцы готовили, восстанавливая СОМ до такой же концентрации, как и в контроле, но перед пастеризацией в образец добавляли по отдельности ФПИ. При исследовании оценивали органолептические показатели образцов балльным методом [13], активную кислотность – методом потенциометрии [14], массовую долю белка – методом Кьельдаля [15], массовую долю жира и сухих веществ – инструментальным экспрессметодом [16]. 

Физико-химические показатели восстановленного молока – основы низкожирного молочного напитка, предназначенного для диетической коррекции нарушений жирового обмена, представлены в таблице 1. 

Расчет вносимых ФПИ вели с учетом информации, предоставленной производителями, и с учетом требований нормативных документов. При этом минимальное количество добавляемого ФПИ ограничено порогом в 15 % от адекватного уровня потребления, а максимальное содержание ФПИ в продукте не должно превышать верхний допустимый уровень потребления. В таблице 2 представлены контрольные значения для выбранных ФПИ, рекомендуемые для введения в состав разрабатываемого продукта, по данным нормативной документации [11, 12].

Помимо требований нормативной документации основанием для ограничения верхнего уровня внесения ФПИ также служила степень наблюдаемых органолептических изменений после внесения ингредиентов. Такая необходимость возникла, поскольку появились опасения, что интенсивно окрашенные кофермент Q и пиколинат Cr, могут настолько изменить цвет восстановленного молока, что окраска станет неприемлемой для традиционного молочного продукта. Внешний вид ФПИ представлен на фотографиях (рис. 1)

В спецификации производителя указано, что кофермент Q практически не растворим в воде, но растворим в ряде органических растворителей. Информации о растворимости в молоке не приведено. Также известно, что точка плавления кофермента Q находится в интервале от 48 до 52 °С. В связи с этим были основания полагать, что после перехода кофермента Q из твердого агрегатного состояния в аморфное при температуре пастеризации наличие полидисперсной окружающей среды восстановленного молока может повлиять на распределение этого ингредиента в системе. 

Однако все попытки равномерного диспергирования кофермента Q в восстановленном молоке приводили к его отделению от основной молочной фазы, а после выдержки в течение 30 минут капли кофермента Q коалесцировали и становились видимы невооруженным глазом, как показано на рисунке 2.

О пиколинате Cr в спецификации отмечено, что соль не растворима в воде и некоторых органических жидкостях. Нами установлено, что данный ингредиент полностью не растворим и в восстановленном молоке. После растирания стеклянной палочкой и тщательного перемешивания в образцах восстановленного молока кристаллы соли седиментировались и были хорошо видны через стеклянное дно стакана (рис. 3). При этом на рисунке 3 (б) также заметно, что пиколинат Cr придавал розовый оттенок и молочной среде в целом.

На основании изучения растворимости выбранных ФПИ принято решение не использовать в составе разрабатываемого напитка кофермент Q и пиколинат Cr, поскольку хорошая растворимость и равномерное распределение ингредиентов в пищевой матрице – важное условие для специализированной пищевой продукции. Это объяснимо тем, что ФПИ, как правило, присутствуют в продукте в микроколичествах и должны употребляться с основной массой продукта, а не оставаться в виде осадка или взвеси на стенках посуды или упаковки. L-карнитин был полностью растворим в восстановленном молоке и не влиял на внешний вид образцов, как видно на рисунке 4.

Также в выбранном диапазоне от 0,3 до 0,9 г L-карнитина в 100 мл восстановленного молока не выявлено изменения вкуса и запаха молочного сырья. 

Для изучения стабильности молочных систем с L-карнитином образцы были заложены на хранение при (4±2) °С на 7 суток. После холодильного хранения опытные образцы с L-карнитином были идентичны контрольным по органолептическим и физико-химическим показателям. Оба вида образцов представляли собой непрозрачные однородные нетягучие жидкости. Присутствие L-карнитина не отразилось на вкусе и запахе восстановленного молока, которые были характерными для молока, слегка сладковатыми с легким привкусом кипячения. Как видно на снимках (см. рис. 4), цвет образцов был белым с неинтенсивно выраженным светло-кремовым оттенком. 

Также в ходе хранения не установлено достоверных отличий между контрольными и опытными образцами с L-карнитином по показателю кислотности. На рисунке 5 видно, что отличия значений активной кислотности контрольных и опытных образцов с L-карнитином не выходили за границы погрешности 5 %. 

Использование кофермента Q и пиколината Cr для обогащения восстановленного обезжиренного молока в условиях эксперимента отклонено по причине физико-химической несовместимости этих ингредиентов с основным сырьем. Авторы не исключают возможности введения кофермента Q и пиколината Cr в молочное сырье вообще. Напротив, поиск таких решений представляет научный и практический интерес для будущих исследований с целью создания обогащенных и специализированных продуктов, в том числе для лиц с нарушениями липидного обмена. 

Материал подготовлен в рамках государственного задания FGMF-2022-0002.

Источник: Молочнохозяйственный вестник. – С. 2023191