Влияние применения стабилизаторов на гелеобразование и синергизм в йогурте

Качество продукции и удовлетворенность потребителей важны для увеличения спроса на различные виды йогурта. Увеличение годового потребления йогурта на душу населения в большинстве стран объясняется ростом знаний о пользе йогурта для здоровья.

Здоровый пищевой имидж йогурта обусловлен пробиотическим эффектом йогуртовых бактерий.

По данным Гуарнера и др. (2005) йогуртовые бактерии считаются «пробиотиками» (т.е. живыми микроорганизмами, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу для здоровья хозяина). Свойства живых молочнокислых бактерий в йогурте, способствующие укреплению здоровья, включают защиту от желудочно-кишечных расстройств, улучшение переваривания лактозы малдигестерами, снижение риска развития рака, снижение уровня холестерина в крови, улучшение иммунного ответа и помощь организму в усвоении белка, кальция и железа (Пердигон и др, 1998; Ван де Уотер и Найянетр, 2008).

Йогурт происходит от турецкого слова «yoğurt», обозначающего любую ферментированную пищу с кислой пробой. Йогурт в различных формах с соответствующими местными названиями производится по всему миру. В настоящее время можно найти йогурт многих видов, включая кефир, греческий йогурт, швейцарский и фруктовый йогурты. Йогурт – один из самых популярных кисломолочных продуктов, широко потребляемых во всем мире. Его получают путем молочнокислого брожения молока под действием закваски, содержащей Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus (Fadela et al. , 2009). Йогурт принимает разные формы, например, перемешанный, застывший и замороженный жидкий йогурт (Anjum et al ., 2007). Пищевая ценность йогурта объясняется содержанием жира, сахара и казеина (El-Malt et al., 2013). Белки йогурта имеют превосходное биологическое качество, как и белки молока, поскольку питательная ценность молочных белков хорошо сохраняется в процессе ферментации. Поэтому йогурт рекомендуется больным и выздоравливающим людям (Ebringer et al .

Белок из йогурта переваривается легче, чем белок из молока, поскольку в йогурте происходит предварительное переваривание молочных белков бактериями (ФАО, 2013). Казеины и сывороточные белки в йогурте являются богатым источником аминокислот (93%) и высоким содержанием азота. Аминокислоты, такие как пролин и глицин, присутствуют в свободной форме, и их содержание в йогурте выше, чем в молоке (Дамиан, 2013). Хотя большая часть йогурта, продаваемого в промышленно развитых странах, производится из обезжиренного молока; традиционный йогурт всегда содержал около 3-4 г молочного жира на 100 г; в тоже время концентрированный йогурт или йогурты в греческом стиле будут содержать 9-10 г жира на 100 г (Tamine and Robinsion, 1999). Конъюгированная линолевая кислота, тип незаменимой жирной кислоты, которая содержится почти исключительно в жире молочных продуктов, может быть получена только с пищей, поскольку она не вырабатывается организмом человека (Miller et al., 2006 )

Было доказано, что CLA является мощным природным антиканцерогеном, который также может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний, помочь бороться с воспалением, уменьшить жировые отложения, особенно абдоминальный жир, снизить уровень холестерина и триглицеридов, улучшить обмен веществ, снизить резистентность к инсулину и укрепить иммунную систему. (Ли и Люси, 2010). В случае натурального йогурта ряд моно- и дисахаридов присутствует в следовых количествах, но лактоза остается доминирующим сахаром в натуральном йогурте; даже после ферментации продукт может содержать около 4-5 г лактозы на 100 г. Причиной такого остатка является то, что переработанное молоко часто обогащают до 14-16 г на 100 г общего количества сухих веществ (т.е. примерно до 8 г на 100 г лактозы), так что содержание лактозы в конечном продукте мало отличается от нормального молока (Тамин и Робинсион, 2000). Однако разница заключается в том, какой эффект эти, казалось бы, одинаковые уровни лактозы могут оказывать на людей с так называемой непереносимостью лактозы или мальдигесторами лактозы, и природа этой реакции представляет значительный медицинский интерес (Damian, 2013).

Йогурт содержит значительные количества натрия и калия, которые могут быть непригодны для кормления детей младше 6 месяцев, но, как доказано, содержание минеральных солей в молоке можно уменьшить перед производством йогурта (ФАО, 2013). Согласно отчету Мбаеи (2010), продукт под названием дахи, который по внешнему виду и консистенции напоминает простой йогурт и отличается меньшей кислотностью, в 100 г содержит 0,8 г минеральных веществ, 149 мг кальция, 93 мг фосфора, 102 МЕ. Витамин А, 49 мкг тиамина, 157 мкг рибофлавина, 86 мкг никотиновой кислоты, 3,2 мкг биотина, 183 мкг пантотеновой кислоты, 178 мкг фолиевой кислоты и 1,3 мг аскорбиновой кислоты. Дахи из коровьего молока (1-дневный возраст) содержит 0,57% общего азота, 0,497% белкового азота, 0,073% небелкового азота, 0,027% диализуемого азота и 9,79% аммиачного азота (Васильевич и Шах, 2008).

Пробиотики — это пищевые добавки или пищевые продукты, которые содержат полезные, дружественные и полезные бактерии или дрожжи, обычно встречающиеся в организме человека (Roberfroid et al., 2010), и согласно определению (Gursoy et al, 2010) пробиотики жизнеспособные микроорганизмы, используемые в качестве пищевых добавок, обладающие потенциалом для улучшения здоровья или питания человека или животного после приема внутрь (Мазаре и Эршидат, 2009). Молоко или молочные продукты являются отличным носителем этих пробиотических организмов. Большинство из них могут легко использовать лактозу в качестве источника энергии для роста (Mckinley, 2005). Таким образом, молоко обеспечивает важную потребность для роста кишечного тракта. Молочные белки также обеспечивают важную защиту пробиотических бактерий во время прохождения через желудок (Перейра и др, 2013).

Основными пробиотическими бактериями, связанными с молочными продуктами, являются Lactobacillus acidophilus , Lactobacillus casei и бифидобактерии . В качестве пробиотиков чаще всего используются виды Lactobacillus и Bifidobacterium, но в качестве пробиотиков также используются дрожжи Saccharomyces cerevisiae и некоторые виды E. coli и Bacillus (Kun et al ., 2008). Молочнокислые бактерии, в том числе виды Lactobacillus , которые использовались для консервирования пищевых продуктов путем ферментации на протяжении тысячелетий, могут выполнять двойную функцию, выступая в качестве агентов для ферментации пищевых продуктов и, кроме того, потенциально принося пользу для здоровья (Мазаре и Эршидат, 2009).

Утечка сыворотки (синерезис) из йогурта является распространенным дефектом, и ее необходимо контролировать. Сыворотка может указывать на неправильное брожение и неприятный привкус. Общие причины появления сыворотки на культивируемых продуктах включают использование высокой температуры инкубации, чрезмерное соотношение сывороточного белка и казеина, низкое содержание сухих веществ (белка и жира, если молоко гомогенизировано) и физическое неправильное обращение с продуктом во время хранения и розничной торговли. (Люси, 2002). Тип и концентрация добавленного вкусоароматического вещества, а также время хранения влияют на синерезис йогурта. Сальвадор и Фишман (2004) пришли к выводу, что измеренный синерезис увеличивается со временем хранения. Наблюдалось усиление синерезиса при хранении йогурта с фруктовым вкусом (Kucukoner and Tarakci, 2003). Аналогичным образом, Salwa et al. (2004) показали, что по мере увеличения концентрации морковного сока, добавляемого в йогурт, склонность полученного продукта к синерезису увеличивается.

В последние годы, естественные антиоксиданты, особенно содержащиеся во фруктах и овощах, вызывают растущий интерес среди потребителей и научного сообщества, поскольку эпидемиологические исследования показали, что частое употребление природных антиоксидантов связано с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний и рака (Тайпонг и др, 2006; Темпл, 2000). Таким образом, добавление в йогурт продуктов, полученных из фруктов и овощей, привлекает внимание как переработчиков для увеличения продаж йогурта, так и потребителей для улучшения здоровья в дополнение к их роли ароматизаторов. Защитное действие природных антиоксидантов во фруктах и овощах объясняется тремя основными группами соединений: витаминами, фенольными соединениями и каротиноидами. Аскорбиновая кислота и фенольные соединения известны как гидрофильные антиоксиданты, а каротиноиды — как липофильные антиоксиданты (Halliwell, 1996).

Йогурт также производится и потребляется в ароматизированных и дополненных формах. Вкусовой пигмент может быть изготовлен путем добавления натуральных ингредиентов или добавления синтетических ароматизирующих соединений, добавления фруктовых соков или фруктовой мякоти (Vahedi et al. , 2008). Многие из этих фруктов известны как очень хорошие источники антоцианов, которые проявляют широкий спектр биологической активности, включая антиоксидантную, противовоспалительную, противомикробную и муравьиную канцерогенную активность (Перейра и др., 2013 ). Хотя в широком ассортименте вкусов обычно используются фруктовые ароматизаторы, такие как клубника или черника, а в последнее время – кремовый пирог и шоколад (Mbaeyi and Anyanwu, 2010) . Фрукты и овощи являются не только хорошими источниками каротиноидов, но и важным источником провитамина А, т.е. β- и α-каротиноидов, которые являются эффективными провитаминами А. Бета- и α-каротиноиды являются преобладающими каротиноидами во фруктах и овощах, на их долю приходится 90% общего количества каротиноидов. Таким образом, включение фруктов и овощей (стабилизаторов сока) в йогурт может способствовать предотвращению заболеваний (например, проблем со зрением), связанных с недостатком витамина А, а также улучшению антиоксидантных свойств йогурта.

Исследования показали риск для здоровья, связанный с употреблением традиционных кисломолочных продуктов, которые производятся из сырого молока без какой-либо термической обработки. Таким образом, существует потребность в производстве кисломолочных продуктов, таких как йогурт, которые безопасны, поскольку изготавливаются из термически обработанного молока. Кроме того, производство йогурта — это хорошо контролируемый процесс, позволяющий гарантировать не только безопасность, но и стабильное качество продукции.

Подслащивающие вещества обычно добавляют в йогурт либо путем добавления фруктового концентрата, либо в исходную молочную основу, а после добавления фруктов и вкусоароматических веществ йогурт может содержать от 4 до 20% подсластителя (Wilson et al., 1983 ) . Основной причиной добавления подсластителей в йогурт является снижение уровня кислотности, особенно при добавлении фруктов с высоким содержанием кислоты и низким содержанием сахара (Staff, 1998).

Для приготовления йогурта используются различные типы подслащивающих веществ. Их можно разделить на непитательные (такие как сахарин, цикламат, аспартам, ацесульфам-к) и пищевые (сорбит, ксилит, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, глюкоза и сахароза). Непитательные подсластители (синтетические подсластители) в основном используются для снижения калорийности кисломолочных продуктов. Аспартам и ацесульфам-К по отдельности и в комбинации использовались в качестве подсластителей для приготовления многочисленных низкокалорийных йогуртов и кисломолочных продуктов, не содержащих сахара (Lotz et al., 1992 ) . Среди всех типов подсластителей сахароза (сахар) является наиболее часто используемым подсластителем при производстве йогурта, особенно при приготовлении ароматизированного йогурта.

При выборе подсластителей для производства йогуртов учитываются такие свойства подсластителя, как; устойчивость к высоким температурам, диапазон pH, при котором подсластитель стабилен, растворимость в воде, концентрация, при которой он дает желаемые сенсорные свойства, ингибирование закваски, наличие стойкого горького послевкусия и устойчивость к микробному разложению йогуртовой закваски во время хранения (Pinheiro et al. , 2005; King et al., 2000).

Кинг и др. (2000) заметили, что на стабильность APM влияют pH, время и температура, а восприятие сладости (из аспартама) снижается с течением времени хранения, и это связано с ростом и активностью закваски. Хивоенен и Слотте (1983) исследовали влияние различных подсластителей на качество йогурта и обнаружили, что 15% сорбита, добавленного перед инкубацией, ингибирует рост культуры, так что не возникает кислоты, аромата или коагуляции. Те же результаты были получены, когда йогурт был подслащен 7% сорбита. Подслащенный сахарином йогурт был неприемлем из-за сильного горького послевкусия. Аналогично, Greig et al. (1985) продемонстрировали слегка сладкое, продолжительное послевкусие в образце йогурта с добавлением 0,14% аспартама, которого не было в образцах йогурта с добавлением 2% сахарозы с эквивалентной степенью сладости. МакГрегор и Уайт (1986) пришли к выводу, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS) не оказывает отрицательного влияния на качество йогурта и, возможно, повышает его приемлемость. Тем не менее, из-за более высокого осмотического давления HFCS может подавлять рост закваски йогурта (Keating and White, 1990). Таким образом, количество и тип используемых подсластителей могут иметь решающее значение для роста культуры и потребления.

Реологические свойства пищевых продуктов, таких как кисломолочные продукты, важны при разработке технологических процессов, контроле качества, хранении и обработке, а также при прогнозировании текстуры пищевых продуктов (Shaker et al., 2000 ). Текстурные свойства гелей кислого молока можно оценить с помощью ряда фундаментальных и эмпирических методов, таких как колебательная реология малой амплитуды (SAOR), колебательный сдвиг большой амплитуды, проникновение, анализ профиля текстуры, ротационная вискозиметрия и различные сенсорные методы (Люси, 2004).

Йогурт проявляет множество неньютоновских эффектов, таких как разжижение при сдвиге, предел текучести, вязкоупругость и зависимость от времени (Benezech and Maingonnat, 1994). Почти каждый технологический этап производства йогурта может повлиять на вязкость готового продукта (Китинг и Уайт, 1990). О'Нил и др. (1979) пришли к выводу, что на консистенцию йогурта влияют состав, время хранения и кислотность.

По мнению Маршалла (2006), первостепенное значение имеет измерение твердости йогурта застывшего типа, которая отражает его устойчивость к разрыву, т. е. предел текучести конструкции, определяемый испытанием на сжатие. Измерение твердости геля в йогурте достигается путем проникновения с постоянной скоростью на универсальных испытательных машинах или аналогичных приборах с использованием цилиндрических плунжеров и скоростей траверсы в диапазоне значений скорости от 10 до 100 мм/мин при <10°C. Силовая реакция контролируется в зависимости от глубины проникновения (Ярос и Ром, 2003). Размер плунжера и глубина проникновения влияют на реакцию силы.

Прочность геля можно измерить в заранее определенное время или на заранее определенной глубине или до тех пор, пока не наступит точка разрушения геля, т.е. предел текучести (Fiszman and Salvador, 1999; Harte et al ., 2007). По данным Ареса и др . (2006), предел текучести был бы наиболее подходящим для характеристики текстуры йогурта при контроле качества или разработке продукта, поскольку доступно несколько методов, которые позволяют быстро и непосредственно определить предел текучести. Основными недостатками этих эмпирических методов по сравнению с фундаментальными измерениями реологических свойств являются использование относительных шкал и то, что результаты получены для заданного набора экспериментальных условий, что делает едва ли возможным сравнивать результаты, если не используются одни и те же условия (Бенезек и Менгонна, 1994).

Йогурт может сильно различаться по составу ингредиентов, поэтому для коммерческого успеха необходимо определить, понравится ли этот продукт потребителю. Поэтому большое значение придается вкусу и текстуре йогуртовых продуктов. Принятие йогурта потребителем зависит от кислотности (кислинки), сладости, восприятия аромата и текстурных свойств продукта (Beal et al. , 1999). Аромат йогурта обычно приписывают ацетальдегиду, вырабатываемому L. bulgaricus и S. thermophilus из треонина (Marschall, Cole, 1983). По данным Ведамуту (1991), оптимальный диапазон содержания ацетальдегида в йогурте составляет 10–15 частей на миллион. Кроме того, были идентифицированы органические ароматические соединения, например, дикетоны 2,3-бутандион (диацетил) и 2,3-пентан-дион (Ott et al., 1997). Тем не менее, вклад этих соединений в качество йогурта четко не продемонстрирован, и их роль незначительна при добавлении в продукт ароматизаторов.

По данным Отта и др. (2000) кислотность йогурта играет важную роль во вкусе йогурта и, возможно, более важна, чем концентрация ацетальдегида, диацетила или 2,3-пентандиона, поскольку восприятие кислотности влияет на восприятие других характеристик. Барнс и др. (1991) сообщили, что на общую симпатию потребителя к йогурту влияют степень сладости, кислинки и, прежде всего, предпочтение специфического фруктового вкуса. Сенсорные свойства простого йогурта, такие как терпкость, ацетальдегид и кислинка, были замаскированы подсластителем и фруктовыми ароматизаторами. Следовательно, для производства йогуртов, имеющих самый высокий общий рейтинг вкуса, необходим баланс между сладостью и кислинкой.

Текстура — одна из основных характеристик, определяющих качество йогурта и влияющих на его внешний вид, вкусовые ощущения и общую приемлемость (Юн и Маккарти, 2002). Консистенция йогурта, вероятно, так же важна, как и вкус. Для получения высококачественного продукта необходима достаточная твердость без синерезиса (Крогер, 1975).

По данным Кайота и др. (2008), при органолептической оценке йогурта консистенцию можно воспринимать визуально или орально, тогда как консистенцию при пероральном приеме можно определить как вязкость продукта на языке. Образец йогурта считается «жидким», если он сразу течет по языку (невязкий). Образец йогурта считается «густым», если образец йогурта остается на языке или медленно течет и проглатывается с трудом (вязкий), тогда как визуальную консистенцию можно определить как вязкость продукта при медленном наклоне ложки до 90°. Образец йогурта считается «жидким», если он течет из ложки легко, мгновенно и непрерывно (невязкий). Образец йогурта считается «густым», если образец йогурта течет медленно и с трудом (вязкий).

Вкусовые ощущения – еще одно важное органолептическое свойство йогуртовых продуктов. Согласно Лоулессу и Хейману (1999), ощущение во рту определяется как «категория ощущений, возникающих в полости рта, связанных с тканями полости рта и их воспринимаемым состоянием (например, высыхание, налет). Было показано, что вкусовые ощущения, вкус, сладость, кислинка и баланс между этими факторами влияют на общее предпочтение йогурта (Barnes et al. , 1991a). Эти и многие другие характеристики являются важными критериями приемлемости йогуртовых продуктов.

Срок годности продукта является решающим фактором при сбыте молочных продуктов, которые по своей природе являются скоропортящимися.

Срок годности определяет общее время, прошедшее от производства до потребления. Срок годности нестерильных молочных продуктов, таких как йогурт и кисломолочные продукты, обычно ограничивается одной-тремя неделями (Сальвадор и Фишман, 2004), в зависимости от качества сырья, условий обработки и обработки после обработки. Сохраняемость йогурта можно улучшить различными методами, такими как газовое плавление (диоксид углерода и азот), использование консервантов и нагревание после инкубации (Tamime and Deeth, 1980).

Стремление продлить срок годности обусловлено возросшими потребностями распределительных центров из-за консолидации производственных мощностей, возврата продукции из-за истечения срока действия, а также интереса к открытию новых каналов сбыта и географическому расширению.

Изменения физической, химической и микробиологической структуры йогурта определяют условия хранения и срок годности продукта. Изменение этих свойств приводит к ухудшению цвета, аромата и текстуры йогурта, которые потребители считают важными критериями качества. Более того, Сальвадор и Фишман (2004) сообщили, что изучение изменений этих качественных характеристик во время хранения позволит производителям более точно прогнозировать срок годности продукта.

Микробная активность является первым и наиболее важным ограничением срока годности пищевых продуктов в целом и йогурта в частности. Присутствие живых заквасочных бактерий, дрожжей и плесени в сочетании с условиями упаковки/хранения приводит к образованию постороннего привкуса и другим нежелательным физико-химическим изменениям, которые в конечном итоге приводят к выходу продукта из строя (Muir and Banks, 2000; Salji et al., 1987) . . Йогурт известен своей порчей, особенно из-за появления резкого кислого вкуса и разжижения (низкой вязкости), когда параметры обработки, обращения и охлаждения не контролируются (Bille and Keya, 2002). По данным Вильджоена и др. (2003), рост плесени и дрожжей, а также появление посторонних привкусов могут быть основным фактором, определяющим срок хранения йогуртов. Неприятный привкус, производимый этими организмами, можно охарактеризовать как дрожжевой, фруктовый, затхлый, сырный или горький, а иногда и мыльно-прогорклый, что можно объяснить их высокой протеолитической и липолитической активностью (Walstra et al., 1999 ) .