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

В свете стремления людей к улучшению здоровья и повышению качества жизни активно развивается один из крупнейших секторов глобального рынка продуктов функциональной направленности с различным биологическим действием, обладающих антиоксидантными, гипотензивными, иммуномодулирующими, гипохолестеремическими и другими биологическими эффектами [1, 2]. Согласно Global Industry Analysts, Inc., глобальный рынок функциональных продуктов питания, по прогнозам, превысит 195 млрд долл. к 2024 году, что обусловлено повышением внимания потребителей к продуктам питания и напиткам с дополнительными функциональными ингредиентами, которые обеспечивают профилактику заболеваний, увеличение продолжительности жизни и улучшение здоровья. На сегодня Соединенные Штаты представляют самый большой рынок функциональных продуктов в мире. Азиатско-Тихоокеанский  регион является самым быстрорастущим рынком с ростом около 11,1% в год [3]. Поэтому для развития молочной отрасли нашей страны представляется важным применение прогрессивных технологий переработки продовольственного сырья, обеспечивающих максимальное использование и сохранность микронутриентов (щадящие  режимы тепловой обработки, баромембранное концентрирование и т. п.) с целью получения ингредиентов, повышающих функциональные свойства молочных продуктов.

Популярность развития направления обогащения продуктов питания белками молока в виде концентратов, изолятов и гидролизатов, помимо физиологического, имеет еще экономический и экологический аспекты. В последнее время все чаще предприятия молочной отрасли стараются перерабатывать вторичные молочные ресурс такие как сыворотка, тем самым снизив вред, наносимый окружающей среде, и в то же время извлекая из нее биологически ценные компоненты, в том числе молочные белки. Их биологическая ценность как потенциальных компонентов функциональных продуктов обусловлена специфичностью аминокислотного состава, а также легкой и почти полной перевариваемостью в желудочно-кишечном тракте человека. Причем сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот, поэтому являются более полноценными [4, 5]. При разработке функциональных молочных продуктов все популярнее становится направление использования гидролизатов молочных белков, содержащих биоактивные пептиды, потребление которых способствует как поддержанию здоровья желудочно-кишечного тракта, так и контролю гипертонии, снижению уровня холестерина и усилению реакции иммунной системы [1]. Принцип использования биоактивных пептидов в технологии функциональных молочных продуктах заключается в извлечении компонентов молочного сырья (концентратов и изолятов молочного белка), последующей их модификации (гидролизаты молочного белка), и возвратом их в продукт. Среди различных способов фракционирования и концентрирования белков молока в настоящее время отдается предпочтение мембранной фильтрации как более эффективному методу обработки молочного сырья. Среди наиболее перспективных методов мембранной фильтрации, применяемых в молочной промышленности, следует выделить баромембранные процессы [6]. 

Для фракционирования белков сыворотки с целью получения концентратов сывороточных белков подходит процесс ультрафильтрации, представляющий собой мембранное разделение растворов высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений, а также концентрирование и фракционирование высокомолекулярных соединений. Процесс протекает за счет разности давлений до и после мембраны. Ультрафильтрационные мембраны имеют поры диаметром от 1 до 0,05 мкм и работают обычно при разности давлений 0,1-1 МПа [6]. 

Мембраны, применяемые в молочной промышленности, устойчивы к действию среды разделяемой системы, обладают высокой удельной производительностью (проницаемостью); имеют высокую селективность по отношению к высокомолекулярным соединениям молока и низкую к низкомолекулярным компонентам; механически прочны и обладают возможностью регенерации [7]. На рисунке 1 представлена установка баромембранного концентрирования, работающая по принципу рециркуляции. 

Рис. 1. Установка ультрафильтрационного концентрирования AL 362 

С целью дальнейшей модификации концентратов молочного сырья среди существующих способов гидролиза (кислотного, щелочного и ферментативного) наибольшее предпочтение отдается ферментативному, протекающему в мягких технологических условиях (рН, температура), которые обеспечивают максимальное сохранение питательной ценности и получение продукта желаемой глубиныгидролиза. 

При создании функциональных молочных продуктов с применением гидролизатов оцениваются их биологические эффекты [8, 9]. В настоящее время мощным инструментом, используемым для доказательства функциональности, являются исследования in vitro и in vivo. При этом разрабатываемый компонент может иметь как узкую направленность (в случае если доказан один эффект, например гипотензивный, показанный в диетотерапии при гипертонических заболеваниях), так и многоплановую, когда доказано несколько эффектов [10]. 

В ФГАНУ «ВНИМИ» разработана документация на «Гидролизат сывороточных белков – ферментированный сывороточный белок» – СТО 00426012-005-2014. Продукт может быть получен из обезжиренного молока натурального или сухого обезжиренного молока восстановленного, сухой сыворотки подсырной восстановленной или путем ультрафильтрационного концентрирования сыворотки подсырной с последующим ферментативным гидролизом. Продукт предназначен для дальнейшей промышленной переработки. Данный гидролизат обладает доказанными биофункциональными свойствами (антиоксидантная, гипотензивная активность) (рис. 2, 3). 

Наиболее перспективным является применение гидролизатов для создания функциональных продуктов массового потребления. Сочетание биоактивных пептидов из гидролизатов молочных белков и других используемых в продукте ингредиентов является одним из основных направлений для усиления полезного влияния функциональных молочных продуктов на здоровье потребителей. 

В зависимости от степени гидролиза определяются различные функциональные свойства гидролизатов. Гидролизаты, содержащие 15-20% свободных аминокислот, ди-, трии олигопептиды с молекулярной массой до 3000 Да, применяются в спортивном питании и для энтерального зондового питания. Для парентерального (внутривенного) питания лучше использовать инфузионные растворы на основе индивидуальных аминокислот [11]. При проведении диетотерапии и в продуктах для детского питания важным моментом является полное устранение аллергенности (гипоаллергенность). Например, для белков коровьего молока гипоаллергенность достигается при снижении молекулярного веса пептидов в гидролизате ниже 2500-3000 Да [12]. 

Белковые гидролизаты, полученные при ферментативной конверсии молочных белков, обладают множеством важных функционально-технологических (эмульгирующая, пенообразующая, влагосвязывающая способность) и биофункциональных свойств (антиоксидантная, иммуномодулирующая, гипотензивная активность) [13]. 

Наряду с вышеперечисленными преимуществами во время ферментативного гидролиза происходит высвобождение пептидов и свободных аминокислот, которые изменяют вкусовые характеристики получаемого продукта. Основной технологической проблемой в этом случае является наличие у белковых гидролизатов горьковатого прикуса или послевкусия. Поэтому при подборе ферментных препаратов одним из параметров для оптимизации является содержание свободных аминокислот, которое необходимо минимизировать. 

Помимо отрицательного влияния на органолептические свойства белковых гидролизатов, высокое содержание свободных аминокислот приводит к увеличению осмотичности гидролизатов и снижению их биологической ценности, поскольку скорость всасывания свободных аминокислот в тонком кишечнике человека существенно ниже по сравнению с олигопептидами. Горькие пептиды, придающие эту самую горечь белковым гидролизатам, могут являться продуктами как первичного, так и вторичного гидролиза [14]. Поэтому при оптимизации технологического процесса необходимо контролировать органолептические характеристики получаемых гидролизатов. 

В рамках государственного контракта от 20 марта 2013 г. № 14.512.11.0037 сотрудниками ФГАНУ «ВНИМИ» и ФГБУН Института биохимии им. А. Н. Баха РАН были разработаны гидролизат молочной сыворотки и функциональные продукты с его использованием 

Разработаны новые виды функциональных продуктов: мусс молокосодержащий, имеющий нежную взбитую структуру и хорошие органолептические показатели; продукт кисломолочный «Биокефир», кефирный продукт. Были определены функциональные свойства и биологическое действие разработанных продуктов, в том числе пробиотическая активность in vivo, гиполипидемические свойства in vivo, гипотензивные свойства in vivo, антиоксидантная активность in vivo. Данные продукты функционального назначения по разработанной технической документации не имеют прямых аналогов. 

Разработка функциональных продуктов является перспективнымнаправлениемв области новых технологий переработки вторичного молочного сырья и расширения ассортимента продуктов питания, способных улучшить качество жизни населения РФ. Растущие потребности в функциональных продуктах обуславливают необходимость проведения новых биотехнологических разработок и научных исследований, направленных на идентификацию пищевых биологически активных компонентов, создание новых функциональных ингредиентов и изучение влияния роли питания на снижение риска развития хронических заболеваний.

Источник: Молочная река. – 2019. – №. 4. – С. 26-28.