В статье автор рассматривает растительные аналоги молока и различные технологии его производства
Ключевые слова: напитки на растительной основе, технология производства, соя.
In the article, the author examines plant analogues of milk and various technologies for its production.
Keywords : plant-based drinks, production technology, soy .
Одним из перспективных и быстроразвивающихся направлений современной перерабатывающей отрасли является производство продуктов питания с использованием растительного сырья. В связи с этим растет спрос на аналоги молочных продуктов — растительные напитки, которые в настоящее время представлены в широком ассортименте.
Напитки на растительной основе позволяют расширить рацион питания и предоставляют возможность наслаждаться вкусными, легкими и сытными напитками, которые отлично подходят тем, кто придерживается правил здорового питания для себя и своих детей, вегетарианского или спортивного образа жизни, а также диеты. Функциональные напитки, изготовленные на растительной основе, очень богаты белками и клетчаткой, они могут быть обогащены различными комплексами витаминов, что делает этот продукт ещё более привлекательным со стороны потребителя. Ориентированность на здоровое питание повышает спрос на растительные продукты, и их производство активно растет. Кроме этого, ученые обращают внимание на вред, наносимый окружающей среде животноводческими фермами.
Начиная с 2019 года многие предприятия молочной отрасли стали все чаще с интересом обращаться к производству напитков на растительной основе — в основном это было желание расширить ассортимент продукции.
Для производства напитков на растительной основе используют сельскохозяйственные культуры: пшеницу, рожь, овес, ячмень, гречиху, сою, амарант, коноплю. Биохимический состав, соотношение макро- и микронутриентов в указанных видах растений значительно различаются. Следовательно физико-химические свойства, органолептические показатели и пищевая ценность получаемых напитков будут неодинаковы (см. таблицу 1). [1]
Таблица 1
Химический состав сельскохозяйственных культур [1]
|
Вид культуры |
Содержание в семенах (зернах) растения, в пересчете на сухое вещество, % |
||||
|
Белки |
Жиры |
Углеводы |
Пищевые волокна |
Минеральные вещества |
|
|
Пшеница |
10,1–12,3 |
1,7–2,3 |
70,0–71,5 |
1,6–2,2 |
1,7–2,2 |
|
Рожь |
7,4–8,2 |
1,5–2,1 |
73,2–74,8 |
1,6–2,2 |
1,5–2,0 |
|
Ячмень |
9,5–11,2 |
2,1–2,7 |
67,0–69,0 |
3,5–4,1 |
2,5–3,0 |
|
Овес |
10,4–11,6 |
4,2–5,1 |
58,3–61,8 |
10,2–12,1 |
3,6–4,1 |
|
Соя |
35–40 |
18–27 |
15–17,3 |
6,5–13,5 |
5,0–5,5 |
В ходе исследования рынка были выявлены следующие разновидности растительных напитков:
— из орехов: миндальные, кедровые, кокосовые, из кешью, фисташек, макадамии, из бразильского ореха, грецкого ореха, пекана, каштанов и фундука;
— из зерновых и бобовых: рисовые (из белого, коричневого и дикого риса), соевые, овсяные, гречневые, гороховые, из спельты, ячменя, проса, киноа, из арахиса, теффа, амаранта и др.;
— из семечек: маковые, кунжутные, конопляные, из семян чиа, подсолнечника и тыквенных семечек.
Сегодня на полках магазинов можно найти практически все выше перечисленные виды растительных аналогов молока. Однако наиболее распространенным является соевый напиток, поскольку в нашей стране соя является широко возделываемой сельскохозяйственной культурой, которая используется во многих областях перерабатывающей промышленности. В частности, это перспективное сырье для изготовления растительных напитков. [3]
Соя — это сельскохозяйственная культура, сочетающая в своем составе высокое содержание белка со сбалансированным почти по всем аминокислотам составом; ненасыщенных жиров, содержащих в благоприятном соотношении омега-3 и омега-6 ПНЖК; витаминов; минеральных и фитопитательных веществ. Отличительной особенностью сои является высокое содержание фосфолипидов; токоферолов — биологически активных веществ, обладающих антиоксидантными свойствами. Семена сои содержат изофлавоны, которые обладают эстрогенной активностью. Углеводы сои представлены растворимыми сахарами, крахмалом и нерастворимыми структурными полисахаридами. [2]
Достаточно часто органолептические характеристики растительных напитков не отвечают запросам потребителей, что ограничивает их распространение. Предполагается, что растительные альтернативы коровьего молока должны быть их аналогами с точки зрения цвета, текстуры и пищевой ценности. Однако недостатком растительных напитков является нехарактерный привкус и запах, низкое содержание кальция, разрушение эмульсии при хранении. Поэтому промышленно вырабатываемые растительные напитки включают различные добавки, в том числе технологические, обеспечивающие стабильность эмульсионной системы продукта.
Общие этапы производства растительных напитков включают следующие технологические процессы: подготовка сырья (промывка, шелушение, замачивание, проращивание), мокрый или сухой помол, экстракция, многоступенчатая фильтрация, добавление ингредиентов, стерилизация, гомогенизация, асептическая упаковка и хранение. Для формирования сенсорных свойств напитков используют подсластители, вкусоароматические добавки; для повышения эмульсионной стабильности — стабилизаторы и эмульгаторы: лецитин, камеди, крахмалопродукты. Для улучшения стабильности напитков на растительной основе и исключения использования стабилизирующих добавок применяют инновационные технологии, в числе которых ультразвуковое воздействие, импульсные электрические поля, омический нагрев, гомогенизация при сверхвысоком и высоком давлении.
При производстве растительных напитков важной задачей является выбор рациональных методов экстракции и гомогенизации, которые обеспечат в дальнейшем коллоидную стабильность конечного продукта, а также минимизируют потребность в технологических добавках. Разрабатываемые технологии направлены на инактивацию микроорганизмов и ферментов, уменьшение размеров частиц и снижение вязкости эмульсии для повышения физической стабильности.
Ультрапастеризация — это процесс температурной обработки путем прямого впрыска пара (степенью очистки до кулинарного) в продукт при температуре 137 о С, данный процесс обеспечивает температурную обработку сохраняя все свойства продукта не разрушая структуру белка, что положительно влияет на вкусовые качества готового продукта и длительности хранения, далее продукт поступает по трубопроводам на упаковочную линию где происходит упаковка в асептических условиях.
Ультрапастеризация производится на комплексных производственных предприятиях, которые выполняют несколько этапов обработки и упаковки пищевых продуктов автоматически и последовательно: нагревание, быстрое охлаждение, гомогенизация, асептическое упаковывание.
На стадии нагревания обработанную жидкость сначала предварительно нагревают до некритической температуры (70–80 °C), а затем быстро нагревают до температуры, требуемой процессом. Существует два типа технологий нагрева: прямой, когда продукт находится в непосредственном контакте с горячим паром, и косвенный, когда продукт и теплоноситель остаются разделенными контактными поверхностями оборудования. Основными целями конструкции, как с точки зрения качества продукта, так и с точки зрения эффективности, являются поддержание высокой температуры продукта в течение максимально короткого периода и обеспечение равномерного распределения температуры.
Прямые системы нагрева
Преимущество прямых систем нагрева заключается в том, что продукт выдерживается при высокой температуре в течение более короткого периода времени, что снижает тепловое повреждение чувствительных продуктов, таких как молоко. Есть две группы прямых систем нагрева.
— На основе впрыска, где пар высокого давления впрыскивается в жидкость. Это позволяет быстро нагревать и охлаждать, но подходит только для некоторых продуктов. Поскольку продукт вступает в контакт с горячей форсункой, существует вероятность локального перегрева.
— Инфузионный, где жидкость закачивается через форсунку в камеру с паром высокого давления с относительно низкой концентрацией, обеспечивая большую площадь контакта с поверхностью. Этот метод обеспечивает почти мгновенный нагрев, охлаждение и равномерное распределение температуры, избегая локального перегрева. Подходит для жидкостей как низкой, так и высокой вязкости.
Система непрямого нагрева
В системах непрямого нагрева продукт нагревается твердым теплообменником, аналогичным тем, которые используются для пастеризации. Однако, поскольку применяются более высокие температуры, необходимо использовать более высокие давления для предотвращения кипения. Используются три типа теплообменников: пластинчатые, трубчатые, шнековые. Для более высокой эффективности вода или пар под давлением используются в качестве среды для нагрева самих теплообменников, вместе с установкой регенерации, что позволяет повторно использовать среду и экономить энергию.
Мгновенное охлаждение
После нагревания горячий продукт поступает в удерживающую трубку, а затем в вакуумную камеру, где он мгновенно теряет температуру и испаряется. Процесс, называемый мгновенным охлаждением, снижает риск термического повреждения, удаляет часть или всю избыточную воду, полученную в результате контакта с паром, и удаляет некоторые летучие соединения, которые отрицательно влияют на качество продукта. Скорость охлаждения и количество удаляемой воды определяются уровнем вакуума, который должен подвергаться тщательной калибровке.
Асептическое упаковывание
Асептическая упаковка относится к методике, в которой предварительно стерилизованное молоко асептически упаковывается в стерильную упаковку и герметично запечатывается для продления срока годности даже в условиях окружающей среды.
Проблема совершенствования технологий производства аналогов молока на растительной основе остаётся актуальной в связи с потребностью улучшать химический состав продуктов-заменителей, их физико-химические и органолептические качества. Применение тех или иных традиционных методов обработки зависит от выбора сырья и может включать или не включать такие этапы, как кислотно-щелочная обработка, вымачивание в воде, сушка, обжарка и бланширование. Также для улучшения свойств конечного продукта в процессе производства могут применяться инновационные термические и нетермические способы воздействия на продукт. [4]
Литература:
- Гапонова Л. В., Рашкин К. А., Карамнова С. А. Функциональные напитки на основе растительного сырья // Переработка молока. — 2022. — № 1 (267). — С. 68–69.
- Меренкова, С. П. Актуальные аспекты производства напитков на растительном сырье / С. П. Меренкова, Н. В. Андросова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2018. Т. 6, № 3. С. 5767.
- Тулякова Т. В., Буравова Н. А., Колесникова А. А. Растительные альтернативы традиционного молока // Вестник Медицинского института непрерывного образования. — 2023. — 3(1). С. 107–112.
- Шишкина Д. И., Штовхун А. И., Клейн Е. Э., Беркетова Л. В. Современные технологии производства альтернативного молока из растительных продуктов // Вестник ВГУИТ. — 2022. — Т. 84, № 4. — С. 141–148.
