Влияние консервантов в растительном молоке на продолжительность хранения



Поиск новых технологий для увеличения сроков хранения молока, в том числе и растительного, является важным направлением развития отрасли. Для этой цели используются различные методы — физические, биологические и химические. Широко применяемые методы включают стерилизацию и пастеризацию, охлаждение и замораживание, высушивание, добавление сахара, а также обработку ионизирующим излучением. Химические методы основаны на добавлении консервантов и других веществ, которые обладают консервирующими свойствами и подавляют развитие микроорганизмов.

При консервировании продуктов применяются различные методы, направленные на борьбу с микроорганизмами. Одни методы напрямую воздействуют на клетки микробов, в то время как другие создают неблагоприятные условия для их жизнедеятельности, такие как изменение pH среды, активности воды или концентрации кислорода. Чтобы достичь максимального эффекта, рекомендуется использовать несколько консервантов с различными спектрами действия, а также комбинировать их с физическими методами консервирования, такими как сушка, нагревание, охлаждение и т. д. Важным условием эффективного использования консерванта является его равномерное распределение в продукте, а лучше всего — его растворение. Стадия добавления консерванта зависит от технологии производства.

В статье на примере соевого молока проводится оценка влияния консервантов на сроки хранения продукта.

Ключевые слова: растительное молоко, консерванты, срок хранения, срок годности, концентрация, ферментация.

The search for new technologies to increase the shelf life of milk, including plant-based milk, is an important area of industry development. For this purpose, various methods are used — physical, biological and chemical. Commonly used methods include sterilization and pasteurization, refrigeration and freezing, drying, adding sugar, and treatment with ionizing radiation. Chemical methods are based on the addition of preservatives and other substances that have preservative properties and inhibit the development of microorganisms.

When canning food, various methods are used to combat microorganisms. Some methods directly affect microbial cells, while others create unfavorable conditions for their life, such as changing the pH of the environment, water activity or oxygen concentration. To achieve maximum effect, it is recommended to use several preservatives with different spectrums of action, and also combine them with physical preservation methods, such as drying, heating, cooling, etc. An important condition for the effective use of a preservative is its uniform distribution in the product, and best of all, its dissolution. The stage of adding a preservative depends on the production technology.

Using soy milk as an example, the article evaluates the influence of preservatives on the shelf life of the product.

Соевое молоко представляет собой водный белый кремообразный экстракт, получаемый из соевых бобов, который по внешнему виду и консистенции похож на коровье молоко. Это высокопитательное вещество, содержащее белки, жиры, углеводы, витамины и минералы [2]. Именно из-за этой питательной ценности и сравнительно низкой стоимости соевое молоко играет важную роль в рационе питания людей в большинстве развивающихся стран [13]. Калорийность простого соевого молока составляет около 140 килокалорий в 250 мл. Содержание питательных веществ при этом — 10 г белка, 4 г жира, 14 г углеводов, 120 мг натрия, 1,8 мг железа, 0,1 мг рибофлавина и 80 мг кальция. В нем примерно такое же количество белка, как и в коровьем молоке, хотя аминокислотный профиль отличается [4].

Растущая популярность соевого молока в качестве напитка во всем мире объясняется пользой для здоровья, например, низким уровнем холестерина и лактозы, его способностью уменьшать потерю костной массы и симптомы менопаузы, предотвращать и уменьшать сердечные заболевания и некоторые виды рака [5]. Поскольку этот напиток не содержит холестерина и содержит мало энергии, он может повысить пользу для здоровья с точки зрения снижения массы тела и липидов крови [6].

Установлено, что соевые бобы (максимальное содержание глицина), основной материал для производства соевого молока, являются одной из важнейших бобовых культур с высоким содержанием белка. Это потенциальный пищевой материал, содержащий все незаменимые аминокислоты, которые очень важны для правильного развития организма. В соевых бобах более высокое содержание лизина по сравнению с другими растительными белками [3]. Соевые бобы при переработке дают соевое молоко, являющееся ценной белковой добавкой или заменителем для питания взрослых и младенцев [4]. Соевое молоко не содержит лактозы и может употребляться людьми с непереносимостью лактозы в качестве заменителя молока [5].

Консерванты добавляются для улучшения консистенции и хранимости соевого молока. Как правило, это добавки, которые продлевают срок годности продуктов питания и напитков, предотвращая атаку микроорганизмов [1]. Технически консерванты — это химические вещества, используемые для уничтожения микроорганизмов и предотвращения брожения и порчи продуктов, в которые они добавляются, без нанесения какого-либо вредного воздействия на человека, употребляющего пищу [3]. Использование химических консервантов повышает качество пищевых продуктов и сокращает количество отходов [6].

Эти химические консерванты подразделяются на три основных типа: антимикробные (такие как соли бензойной и сорбиновой кислот, пропионаты, диметилпироцирбонаты), антиоксидантные (такие как аскорбиновая кислота, бутилированный гидроксиланизол) и антибиотические (такие как окситетрациклин, нинсин и лактопероксидаза). К другим разнообразным консервантам относятся уксус, силикагель, борная кислота, боракс, формальдегид, тиабендазол и так далее [15].

Аскорбиновую кислоту и ее производные добавляют в молоко и соевое молоко, чтобы снизить прогорклость и скорость порчи соевого молока. Аналогичным образом низин используется при консервировании соевого молока, поскольку он предотвращает рост клеток растительных бактерий и сужает поры, которые ответственны за газообразование у clostridium spp, что может привести к расширению или разрыву упаковок соевого молока [10]. Культура лактопериоксидазы также используется для консервирования соевого молока, поскольку она повреждает внутреннюю мембрану бактерий. Большинство консервантов легкодоступны, поскольку их можно синтезировать в лабораториях [12]. Результаты, полученные в ходе исследования влияния консервантов при различной концентрации в соевом молоке, как при хранении на полке, так и в холодильнике, сведены в таблицы 1–8.

Таблица 1

Результаты анализа образцов, консервированных бензоатом натрия в дозе 10 мг / мл при хранении на полке

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Температура, °C	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	31	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,8	3	30
5	6,7	4	27
7	6,7	6	29
9	6,7	7	27
11	6,5	8	27
13	6,4	9	29
15	6,3	10	27
17	6,2	11	29	Коричневато-белый	Неприятный	Кислый
19	6,0	12	26
21	5,9	12	26

Таблица 2

Результаты анализа образцов, консервированных бензоатом натрия в дозе 10 мг / мл при хранении в холодильнике при 4°C

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл
1	6,8	3
3	6,8	3
5	6,8	3
7	6,7	3
9	6,7	4
11	6,7	5
13	6,6	6
15	6,5	6
17	6,4	7
19	6,4	8
21	6,4	10

Сладковатый вкус, приятный запах и белая окраска сохранялись у образца в течение рассматриваемого периода.

Таблица 3

Результаты анализа образцов, консервированных метабисульфатом калия в дозе 20 мг / мл при хранении на полке

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Температура, o C	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	31	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,75	4	30
5	6,7	5	29
7	6,6	6	27
9	6,5	7	27
11	6,35	8	29
13	6,3	10	27			Кислый
15	6,2	11	29	Коричневато-белый	Неприятный
17	6,1	12	26
19	6,05	13	29
21	5,9	13	27

Таблица 4

Результаты анализа образцов, консервированных метабисульфатом калия в дозе 20 мг / мл при хранении в холодильнике при 4°C

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,8	3
5	6,8	3
7	6,7	4
9	6,6	5
11	6,6	6
13	6,55	6
15	6,5	7
17	6,45	8
19	6,4	9
21	6,3	9	Коричневато-белый	Неприятный	Кислый

Сладковатый вкус, приятный запах и белая окраска сохранялись в образце в течение 19 дней, но коричневато-белый цвет, неприятный запах и кислый привкус проявились на 21-й день.

Таблица 5

Результаты анализа образцов, консервированных метабисульфатом калия в дозе 40 мг / мл при хранении на полке

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Температура °C	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	31	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,8	4	30
5	6,75	5	29
7	6,7	6	27
9	6,5	7	27
11	6,4	8	29
13	6,3	10	27	Коричневато-белый	Неприятный	Кислый
15	6,2	11	27
17	6,05	12	26
19	5,9	12	29
21	5,75	13	27

Таблица 6

Результаты анализа образцов, консервированных метабисульфатом калия в дозе 40 мг / мл при хранении в холодильнике при 4°C

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,8	3
5	6,75	4
7	6,75	4
9	6,6	5
11	6,5	5
13	6,5	6	Коричневато-белый	Неприятный	Кислый
15	6,5	7
17	6,4	8
19	6,4	9
21	6,3	9

Таблица 7

Образец консервирован комбинированными консервантами в дозе 10 мг / мл при хранении на полке

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Температура, o C	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	29	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,8	3	30
5	6,75	4	29
7	6,75	5	29
9	6,7	7	28
11	6,7	8	28
13	6,6	10	28
15	6,5	11	29	Коричневато-белый	Неприятный	Кислый
17	6,3	12	29
19	6,1	13	29
21	6,0	14	29

Таблица 8

Образец, консервированный комбинированными консервантами в дозе 10 мг / мл при хранении в холодильнике при 4°C

Дней	pH	Количество (биомасса) микроорганизмов, мг / мл	Цвет	Запах	Вкус
1	6,8	3	Белый	Приятный	Сладковатый
3	6,8	3
5	6,8	3
7	6,75	4
9	6,7	5
11	6,7	5
13	6,6	6
15	6,55	7
17	6,5	9
19	6,4	10
21	6,3	11	Коричневато-белый	Неприятный	Кислый

Сладковатый вкус, приятный запах и белая окраска сохранялись в образце в течение 19 дней, но коричневато-белый цвет, неприятный запах и кислый привкус проявились на 21-й день.

Было замечено, что все образцы, которые хранились в холодильнике с консервантами в различных концентрациях, сохраняли свой цвет, запах и вкус в течение первых семнадцати дней, а после этого некоторые образцы сразу изменили свои качества. Это может быть как результатом быстрого роста бактерий, так и изменения температуры в помещении.

Результаты, полученные при хранении образца в холодильнике, консервированного бензоатом натрия, показали, что рН изменился в диапазоне 6,8–6,4, а количество микроорганизмов выросло с 3 до 10 мг/мл. Цвет, запах и вкус образца сохраняли свои качества в течение периода консервации в двадцать один день.

Образцы, консервированные бензоатом натрия, хранившиеся на полке, сохраняли свое качество в течение первых пятнадцати дней. После чего наблюдался кислый привкус. Очевидно, это происходит в результате образования кислоты при температуре в помещении 29 ^o C. Кроме того, количество микроорганизмов в образце увеличилось, что указывает на дальнейшее ухудшение качества соевого молока [12].

При хранении в холодильнике образцы, консервированные метабисульфатом калия в различных концентрациях, сохраняли свои свойства в течение первых девятнадцати дней при снижении значений рН. При содержании 20 мг / мл соевое молоко сохраняло свои свойства в течение 20 дней при хранении в холодильнике. При хранении на полке образцы, консервированные метабисульфатом калия, сохраняли свои качества в течение пятнадцати дней. Было замечено, что качество только образца, консервированного с концентрацией консерванта 40 мг / мл, изменилось сразу после 13 дней хранения, поскольку количество микроорганизмов увеличилось с 3 до 13 мг / мл, а значение рН снизилось с 6,8 до 5,75 соответственно.

Результаты, полученные при хранении в холодильнике образцов, консервированных смесью консервантов бензоата натрия и метабисульфата калия, выявили несущественное изменение значений pH с 6,8 до 6,3, сохранение цвета, запаха и вкуса в течение 20 дней. Аналогичные образцы, хранившиеся на полке, прокисли через 15 дней со снижением значения рН с 6,8 до 6,0 и увеличением количества микроорганизмов.

Образцы с консервантом бензоат натрия, хранящиеся в холодильнике, показали наилучшую устойчивость к порче. Это является следствием антимикробной активности бензоата натрия и низкой температуре, препятствующей росту бактерий. Однако при хранении при комнатной температуре окислительные процессы способствуют их размножению. Поэтому соевое молоко с консервантами следует все же хранить при низкой температуре, чтобы увеличить срок его службы [13].

Итак, консервант бензоат натрия на отрезке времени 21 день обеспечивает наилучшую (оптимальную) сохранность, как при хранении на полке, так и в холодильнике. Это ясно указывает на то, что ингибирующая способность бензоата натрия выше, чем у метабисульфата калия. Кроме того, комбинированные консерванты (бензоат натрия и метабисульфат калия) обеспечивают также хороший уровень устойчивости продукта к порче как для хранения на полке, так и в холодильнике.

Хранение образцов соевого молока с добавлением консервантов при низкой температуре увеличивает срок годности продукта. Химические изменения, которым подвергается образец соевого молока в процессе хранения, постепенно приводят к потере цвета, запаха и вкуса. Повышение кислотности и снижение pH создает благоприятную среду для роста микроорганизмов.

Ферментация соевого молока, особенно в образцах, хранящихся на полке, была вызвана окислением органических соединений, присутствующих в продукте, и жизнедеятельностью бактерий.

Литература:

1. Кривошлыков К. М., Рощина Е. Ю. Современные тенденции рынка сои в мире и России // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. — 2021. — № 2(166). — С. 68–72.
2. Лисицин А. Б., Захаров А. Н., Исаков М. Х., Алиев М. С. Современное состояние российского рынка сои и соевых белков // Все о мясе. — 2023. — № 4. — С. 20–23.
3. Матушанская Е. Е. Модель развития отечественного рынка сои в перспективе // Моделирование и прогнозирование развития отраслей социально-экономической сферы: материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Курск, 2022. — С. 127–130.
4. Рязанова О. А., Кириличева О. Д., Шерстобитов В. А. Формирование российского рынка сои и соевых продуктов // Пищевая промышленность. 2019. № 10. С. 8–10.
5. Adams M. R., Moss M. O., Food Microbiology, Cambridge U.K, Royal Society of Chemistry, p. 18, & 255–265, 2022.
6. Ade-Omowaye B. I. O., Olajide J. O., Otunola E. T., Omotade V. A., Effect of some processing parameters on the quality characteristics of Soya bean curd, Science Focus, 2020, 7, p. 53–57.
7. Аfrоsе, S., Hоssаin, M. S., & Tsujii, H. (2020). Еffеct оf diеtаry kаrаyа sаpоnin оn sеrumаnd еgg yоlk chоlеstеrоl in lаying hеns. British pоultry sciеncе, 51(6), 797–804.
8. Bеllаlоui, N., & Mеngistu, А. (2018). Sееd cоmpоsitiоn is influеncеd by irrigаtiоn rеgimеs аnd cultivаr diffеrеncеs in sоybеаn. Irrigаtiоn Sciеncе, 26(3), 261–268
9. Delia C., Herbert E., Food facts, A study of Food Nutrition, 1st edition, Macmillan Publishers Company, London, p. 101–114, 2019.
10. Friezer W. C., Contamination, Spoilage and Preservation of Yoghurt, AVI Publishers, U. S. A., p. 13–29, 2021.
11. Momoh JE, Udobi CE, Orukotan AA. Improving the Microbial Keeping Quality of Home Made Soymilk Using a Combination of Preservatives, Pasteurization and Refrigeration. British Journal of Dairy Sciences. 2021; 2(1):1–4.
12. Odu NN, Egbo NN. Assessment of the Effect of Different Preservatives on the Keeping Quality of Soymilk Stored at Different Temperatures. Nature and Science. 2022; 10(9):1–9.
13. Okafor N., Focus on Nutritional Values of Soya Beans, Macmillan Publishers, Nigeria, p. 6–9, 2018.
14. Osuntogun B, Aboaba OO. Microbiological and Physico- chemical Evaluation of some Non-alcoholic beverages. Pak. J Nut. 2019; 3(3):188–192.
15. Peterson S., Johnson M., Food for the Orient, 1st edition, McGraw Hill publishers, London, p. 34–42, 2019.