Использование сахарозаменителей и интенсивных подсластителей в производстве пищевых концентратов киселей



По данным «Основ государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года» питание большинства взрослого населения не соответствует принципам здорового питания из-за потребления пищевых продуктов, содержащих большое количество жира животного происхождения и простых углеводов, недостатка в рационе овощей и фруктов, рыбы и морепродуктов, что приводит к росту избыточной массы тела и ожирению, распространенность которых за последние 8–9 лет возросла с 19 до 23 процентов, увеличивая риск развития сахарного диабета, заболеваний сердечно-сосудистой системы и других заболеваний. Разработка технологии концентратов киселей с внесением природных сахарозаменителей позволит разработать изделия с пониженным содержанием сахара и, следовательно, снизить калорийности киселей в результате замены сахара в рецептуре на натуральные либо синтетические подсластители, с сохранением или улучшением потребительских свойств.

Ключевые слова: кисели, концентрат киселя, сахарозаменитель, снижение сахара, калорийность, ксилит, манит, стевия.

According to the «Fundamentals of the state policy of the Russian Federation in the field of healthy nutrition for the period until 2020", the majority of adults do not meet the principles of healthy eating because of the consumption of foods containing a large amount of animal fat and simple carbohydrates, a lack of vegetables and fruits, fish and seafood, which leads to an increase in overweight and obesity, the prevalence of which over the past 8 to 9 years has increased from 19 to 23 percent, increasing the risk of tions of diabetes, cardiovascular diseases and other diseases. The development of technology for kissel concentrates with the introduction of natural sweeteners will allow us to develop products with a low sugar content and, therefore, reduce the calorie content of kissels as a result of replacing sugar in the recipe with natural or synthetic sweeteners, while maintaining or improving consumer properties.

Keywords: jelly, jelly concentrate, sweetener, sugar reduction, calorie content, xylitol, beckons, stevia.

По данным эпидемиологического исследования с каждым годом увеличивается число людей с такими заболеваниями, как кариес, диабет, атеросклероз, ожирение и др. Научно доказано, что одной из причин такого подъёма перечисленных заболеваний является избыточное содержание сахара в рационе людей. Анализ отечественного рынка свидетельствует, что в питании различных возрастных категорий людей в большом количестве присутствуют безалкогольные сладкие газированные напитки, восстановленные соки, в которых содержится большое количество сахара. Альтернативой этих пищевых продуктов могут послужить многокомпонентные сухие смеси для киселей с пониженным содержанием сахара, отличающиеся высокой концентрацией питательных веществ при малом объеме и массе, с длительным сроком хранения и, практически, не требующие времени для приготовления, что является большим плюсом в современном ритме жизни человека. Причина выбора именно этой категории продуктов является то, что кисели являются традиционным блюдом русской национальной кухни и широко используются в диетическом и лечебном питании всех возрастных групп населения [1–4].

Научное решение проблемы создания пищевых концентратов с пониженным содержанием сахара базируется на современных знаниях в области пищевой химии и пищевых производств. [5–9].

Актуальной проблемой является рост числа больных с диагнозом ожирение, ведущим фактором, в развитии которого является алиментарный дисбаланс, который обусловлен избыточной калорийностью пищи, главным образом, за счет чрезмерного употребления жиров животного происхождения и простых углеводов в сочетании с нарушением режима питания [7, 9, 10].

Также с каждым годом российским гражданам всё чаще стали диагностировать такие заболевания как кариес, диабет, атеросклероз. У большинства людей в рационе присутствует избыточное количество простых углеводов, а именно сахара [9].

Исходя из вышеизложенного, целью работы явилась разработка технологии концентратов киселей с пониженным содержанием сахара и, следовательно, снижение калорийности киселей в результате замены сахара в рецептуре на натуральные либо синтетические сахарозаменители или подсластители, с сохранением или улучшением потребительских свойств.

Задачи исследования:

– анализ природных и синтетических сахарозаменителей и интенсивных подсластителей

– влияние сахарозаменителей и интенсивных подсластителей на потребительские свойства готового продукта

– научное обоснование выбора сахарозаменителей и интенсивных подсластителей в рецептуре концентратов киселей с пониженным содержанием сахара.

Актуальной проблемой является рост числа больных с диагнозом ожирение, ведущим фактором, в развитии которого является алиментарный дисбаланс, который обусловлен избыточной калорийностью пищи, главным образом, за счет чрезмерного употребления жиров животного происхождения и простых углеводов в сочетании с нарушением режима питания [7, 9, 10].

Также с каждым годом российским гражданам всё чаще стали диагностировать такие заболевания как кариес, диабет, атеросклероз. У большинства людей в рационе присутствует избыточное количество простых углеводов, а именно сахара [9].

Исходя из вышеизложенного, целью работы явилась разработка технологии концентратов киселей с пониженным содержанием сахара и, следовательно, снижение калорийности киселей в результате замены сахара в рецептуре на натуральные либо синтетические сахарозаменители или подсластители, с сохранением или улучшением потребительских свойств.

Задачи исследования:

– анализ природных и синтетических сахарозаменителей и интенсивных подсластителей

– влияние сахарозаменителей и интенсивных подсластителей на потребительские свойства готового продукта

– научное обоснование выбора сахарозаменителей и интенсивных подсласителей в рецептуре концентратов киселей с пониженным содержанием сахара

– разработка рецептуры концентратов киселей с использованием природных сахарозаменителей и интенсивных подсластителей.

Методы исследования. В работе использовали общепринятые химические, физико-химические, органолептические методы исследования сырья и гoтoвoй продукции.

Дoстoвернoсть полученных результатов подтверждена математической oбрабoткoй результатов экспериментов.

Очевидно, что при конструировании продуктов необходимо стремиться и к максимальной сбалансированности пищевых компонентов, согласно концепции здорового питания.

При подборе соотношения компонентов сырья основными критериями служили химический состав, пищевая ценность сырья и высокая органолептическая оценка готовых киселей.

В исследованиях проводили анализ современных сахарозаменителей и интенсивных подсластителей, разрешенных на территории Российской Федерации. (табл. 1)

Таблица 1

Сладость сахаров исахарозаменителей

Вид сахара или сахарозаменителя	Сладость (SES*)	Вид сахара или сахарозаменителя	Сладость (SES*)
Моносахариды		Сахарный сиропы
Глюкоза	0,74	Ксилит (Е967)	1,0
Фруктоза	1,2  1,8	Сорбит (Е420)	0,3  0,6
Галактоза	0,32	Маннит (Е421)	0,6
Дисахариды		Мальтит (Е965)	0,9
Сахароза	1,0	Изомальтит (Е953)	0,5
Мальтоза	0,23	Эритрит (Е968)	0,7
Лактоза	0,16	Лактит (Е966)	0,35
Лактулоза	0,55	Прочие
Палатиноза	0,45
Крахмальные сиропы / патоки		Сукралоза (Е955)	600
Карамельная патока (глюкозный сироп)	0,42	Подсластители
		«Сладкий сахар»**	 3
Мальтозная патока (мальтозный сироп)	0,42	Аспартам (Е951)	200
		Сахарин (Е954)	450
Высокоосахаренная патока (глюкозный сироп)	0,6	Цикламат (Е952)	30
		Ацесульфам (Е950)	200
Низкоосахаренная патока (глюкозный сироп)	0,3	Стевиозид (Е960)	150  300
Глюкозно-фруктозный сироп	1,3

Таблица 2

Физико-химические характеристики и коэффициенты сладости сахарозаменителей

Наименование	Коэффициент сладости (Ксл.)	Растворимость при 20 С,%	Теплота растворения, кДж/кг	ккал/г
Сорбит	0,55	70	110,9	4,2
Маннит	0,6	18	121	2,1
Изомальтит	0,4	25	39,4	2,7
Мальтит	0,65	62	-	2,1
Лактит	0,35	55	53,2	2
Ксилит	0,9	63	153,0	4,2

Таблица 3

Основные свойства иДСП интенсивных синтетических подсластителей

Сладость	Подсластитель
	Цикламаты	Сахарин	Ацетосульфам калия	Аспартам	Сукралоза
Относит.сладость (Ксл.)	35–50	550	200	180–200	600
Вкус	хороший, при повышенной концентрации металлический привкус	горько-металлический привкус	хороший	хороший	хороший
Растворимость в воде, 20С	хорошая	посредственная	очень хорошая	хорошая	хорошая
рН, устойчивость	хорошая	хорошая; при низкой величине рН и повышенной температуре разлагается	хорошая, рН3	рН 2,5–3,5 устойчивая, более рН 3,5 менее устойчивая, особенно при нагревании	хорошая
Энергетическая ценность	нет	нет	нет	нет	нет
Применение больными диабетом	разрешено	разрешено	разрешено	разрешено	разрешено
Кариес зубов	нет	нет	нет	нет	нет
ДСП, мг/кг веса тела	11	5	15	40	15

Области применения сахарозаменителей: заменители сахара, производство жевательной резинки, кондитерская промышленность, производство хлебобулочных изделий, продукты переработки фруктов. Интенсивные подсластители в десятки или тысячи раз слаще сахарозы. К_сл — 30–3500. Обладают крайне малой калорийностью, не вызывают кариеса. Широко применяются в диабетических продуктах и для снижения калорийности пищевых продуктов. Они обладают термической устойчивостью (за исключением аспартама), устойчивостью к изменению рН среды, не вызывают кариес.

На основании данных, представленных в таблицах 1–3, в дальнейших исследованиях остановили выбор на следующих природных сахарозаменителях и интенсивных подсластителях:

Рис. 1 Структурная формула ксилита (Е 967)

Рис. 2 Структурная формула мальтита (Е 965)

Рис. 3 Структурная формула стевиозида (Е960)

Ксилит, CH2OH(CHOH)3CH2OH (рис. 1) — многоатомный спирт (пентанпентаол), представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде.

Ксилит также известен как древесный сахар или березовый сахар. Может выступать в роли сахарозаменитель, влагоудерживающий агент, стаблтзатор, эмульгатор. Содержится во фруктах, льне, скорлупе кокосовых орехов, в ксилане берёзовой древесины (30–35 %).

Применяется в производстве низкокалорийных и диабетических продуктов, жевательной резинки, в мясной промышленности. Не вызывает кариеса.

Еще один аргумент в пользу того, что ксилит — 100 % натуральный продукт, состоит в том, что он является побочным продуктом человеческого обмена веществ, производящего до 15 г ксилита в день. В отличие от стевиозида и других подсластителей, ксилит практически не имеет привкуса и имеет вкус обычного сахара белого кристаллического [1, 7].

Мальтит, C₁₂Н₂₄О₁₁ (Е965) (рис. 2) — относится к группе многоатомных спиртов и имеет еще одно название — мальтитол. Мальтит по свойствам очень похож на сахарозу. Сладость мальтитола составляет около 80 % сладости обычного сахара. Калорийность данного вещества в два раза меньше, чем у сахара и составляет около 2 ккал на грамм.

Полуфабрикатом для получения пищевой добавки Е965 является мальтитный сироп, содержание мальтита в котором составляет до 80 % (остальные 20 % — это сорбит и другие сахароподобные вещества).

Для получения мальтитного сиропа кукурузный крахмал подвергают гидролизу и получают кукурузный сироп — смесь углеводов. Далее полученную смесь насыщают водородом и получают мальтитный сироп, из которого выделяют конечный продукт — мальтитол.

При нагревании мальтит вначале становится жидким, а затем карамелизуется, чем он также похож на сахар. Сахарозаменитель Е965 легко растворяется в теплой воде [1, 7].

Высокая сладость добавки Е965 делает возможным использование ее как в чистом виде, так и в смеси с другими заменителями сахара. Мальтитол не проявляет сильного охлаждающего эффекта при растворении в воде («холодок на языке»), свойственного другим подсластителям. При попадании на язык данный подсластитель охлаждается очень незначительно, в чем он также похож на сахарозу. Преимуществом мальтита перед сахарозой является его меньшая склонность к кристаллизации.

Подсластитель стевиозид (Е960) (рис. 3) — гликозид, полученный экстрагированием из экстракта растений рода Стевия. Стевиозид представляет собой белый порошок. Данный подсластитель термостоек, рН стабилен, не поддающийся процессу брожения. Кроме того, он не вызывает гликемический индекс при попадании в организм, что делает его привлекательным в качестве природного подсластителя для больных сахарным диабетом.

В медицине стевиозид используется при лечении диабета, ожирения, повышенного кровяного давления и изжоги, для снижения уровня мочевой кислоты и повышения прочности сокращений сердечных мышц, качающих кровь от сердца.

Достоинство подсластителя Е960 (стевиозид) заключается в термической стойкости. Данный подсластитель можно добавлять в хлебобулочные, кондитерские изделия, горячие напитки, кремы, продукты, подвергающиеся консервации (фрукты и ягоды).

Стевия не изменяет свойств в кислой среде, что обуславливает ее применение в производстве кисломолочных изделий, безалкогольных напитков, соусов [1, 7].

В пищевой промышленности для достижения максимального эффекта применяют смеси сахарозоменителей — сладость сахарозаменителей возрастает при их смешении — эффект синергизма.

Повышенной сладостью обладают смеси: сорбит-ксилит, ксилита и мальтита.

Рецептуры разрабатываемых концентратов киселей с пониженным содержанием сахара представлены в таблице 4.

Таблица 4

Рецептуры концентратов киселей спониженным содержанием сахара

Ингредиент	Содержание ингредиента, г
	“Кисель со стевиозидом”		“Кисель сксилитом”			“Кисель сфруктозой”		“Кисель смальтитом”
	10 г	100 г		18 г	100 г	13 г	100 г		15 г	100 г
Ксилит	-	-		13,0	72,2	-	-		-	-
Фруктоза	-	-		-	-	8,0	61,5		-	-
Мальтит	-	-							10,0	66,7
Стевиозид	0,5	5		-	-	-	-		-	-
Сахар белый кристаллический	4,0	40		-	-	-	-		-	-
Крахмал картофельный	2,2	22		2,0	11,1	2,1	16,1		1,8	12,0
Яблочный порошок	2,2	22		1,82	10,11	1,72	13,2		1,52	10,13
Лимонная кислота	0,9	9		1,0	5,56	1,0	7,7		1,0	6,7
Ароматизатор	0,045	0,45		0,03	0,17	0,03	0,23		0,03	0,2
Концентрат свекольного сока	0,145	1,45		0,14	0,8	0,14	1,1		0,14	0,8
Аскорбиновая кислота	0,01	0,1		0,01	0,06	0,01	0,08		0,01	0,07
Итого	10	100		18	100	13	100		15	100

В результате проведения сравнительной бальной оценки концентратов киселей с традиционным пищевым концентратом киселя, в качестве которого был выбран концентрат киселя производства компании ЗАО «ВАЛЕТЕК ПРОДИМПЭКС» под наименованием «Кисельные традиции», оказалось, что кисель, в рецептуре которого использовался подсластитель стевиозид, обладает слегка горьким вкусом, в связи с чрезмерным количеством добавленного подсластителя. Так же оказалось, что вкус киселя, в рецептуре которого использовался сахарозаменитель ксилит, был слабо выражен и не обладал необходимой сладостью, в результате недостаточного количества добавленного сахарозаменителя. Кисель, в рецептуру которого был добавлен сахарозаменитель мальтит, имеет более равномерную консистенцию, необходимую для киселя, а также сладкий вкус, приближенный к необходимой сладости. Также кисель обладал необходимым ароматом и выраженным вкусом без посторонней горечи или металлического послевкусия. Кисель, в рецептуре которого использовалась фруктоза, имеет выраженный вкус, аромат и необходимую сладость.

На основании проведенных исследований установлено: оптимальная дозировка подсластителя стевиозид (Е960) для концентрата киселя — 0,2 г, сахарозаменителя ксилит (Е967) — 14,5 г, сахарозаменителя мальтит (Е965) — 13,5 г.

Заключение. В результате проведённой работы был определен состав сырья и его оптимальное количество. Изучен рынок пищевых сахарозаменителей и интенсивных подсластителей, разрешенных к применению в Российской Федерации. Разработаны 4 рецептуры пищевых концентратов киселей на основе природных сахарозаменителей и интенсивных подсластителей. Установлено, что по органолептическим, физико-химическим, химическим показателям концентраты киселей соответствуют нормам на данный вид продукции.

Литература:

1. Голубев В. Н. Пищевые и биологически активные добавки / В. Н. Голубев, JI. B. Чичева-Филатова, Т. В. Шленская. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 208 с.
2. Бакуменко, О. Е. Технология обогащенных продуктов питания для целевых групп. Научные основы и технология / О. Е. Бакуменко. — Москва: ДеЛи плюс, 2013. — 286 с.: ил., табл.; 23 см.; ISBN 978–5–905170–47–8.
3. ГОСТ 19327–84 Концентраты пищевые. Первые и вторые обеденные блюда. Общие технические условия.
4. 4.ГОСТ 15113.5–77Концентраты пищевые. Методы определения кислотности.
5. ГОСТ 15113.4–77 Концентраты пищевые. Методы определения влаги.
6. ГОСТ 30178–96 Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов.
7. Пищевые ингредиенты в создании современных продуктов питания // под ред. В. А. Тутельяна, А. П. Нечаева. — М.: ДеЛи плюс, 2014. — 520 с.
8. Резниченко, И. Ю. Пищевые концентраты и сахаристые кондитерские изделия специального назначения: новые рецептуры, технологии, характеристика потребительских свойств / И. Ю. Резниченко. — Кемерово: КемТИПП, 2006.– 211 с.
9. Юдина, С. Б. Технология продуктов функционального питания / С. Б. Юдина. — Москва: ДеЛи принт, 2008. — 280 с.
10. Скурихин И. М. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник / Под ред. член-корр. МАИ, проф. И. М. Скурихина и академика РАМН, проф. В. А. Тутельяна. — М.: ДеЛи принт, 2002. — 236 с.