Технологія збагачення молочних продуктів А2 каротиноїдами морквяного порошку

Марина Самілик; Роман Цирулик

doi:10.31866/2616-7468.7.1.2024.305964

Автор(и)

Марина Самілик Сумський національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-4826-2080
Роман Цирулик Сумський національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-4896-4891

DOI:

https://doi.org/10.31866/2616-7468.7.1.2024.305964

Ключові слова:

збагачене молоко А2, йогурт А2, морквяний порошок, показники якості, каротиноїди, клітковина

Анотація

Актуальність. Молоко є доступним для споживання, популярним і поживним харчовим продуктом, у складі якого присутні різноманітні важливі макроелементи та біологічно активні сполуки, зокрема каротиноїди. Каротиноїди, які містяться в харчових продуктах, мають низьку біодоступність, розчинність і стабільність. Високий вміст жиру та унікальний жировий склад молочних продуктів можна використовувати для подолання проблеми низької біодоступності каротиноїдів, характерної для фруктів і овочів. Тому вживання збагачених молочних продуктів може бути потенційним засобом збільшення доставки каротиноїдів в організм людини.

Метою дослідження є розроблення технології збагачення молочних продуктів А2 каротиноїдами морквяного порошку. Було виготовлено дослідні зразки молока А2 з масовою часткою жиру (3,2 %): контроль (без добавок); зразок 1 (збагачене морквяним порошком у кількості 10 %); зразок 2 (збагачене морквяним порошком у кількості 20 %). Морквяний порошок вносили у молоко, ретельно перемішували протягом 10 хв та піддавали гомогенізації під тиском 100-110 МПа, після чого фільтрували. Відокремлену при фільтруванні молока морквяну мезгу у кількості 10 та 20 % до маси продукту використовували для збагачення йогуртів.

Методи дослідження. У дослідних зразках молока за допомогою стандартних методик визначали органолептичні, фізико-хімічні показники за ДСТУ EN ISO 1211:2022 (Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості, 2023), мікробіологічні показники за ДСТУ 7357:2013 (Мінекономрозвитку України, 2014), ДСТУ 7089:2009 (Держспоживстандарт України, 2011) та вміст каротиноїдів (хімічним методом). Також досліджували зміну активної кислотності йогуртів у процесі їх зберігання методом прямої потенціометрії.

Результати. Встановлено, що додавання морквяного порошку позитивно впливає на органолептичні показники якості молока та призводить до збільшення у їх складі масової частки білка на 0,03–0,04 %. При додаванні 10 % морквяного порошку концентрація каротиноїдів зростає на 0,163 мг / 100 мл, а при додаванні 20 % – на 0,553 мг / 100 мл. У разі застосування гомогенізації під високим тиском при збагаченні молока морквяним порошком забезпечується його мікробіологічна стабільність. Збагачення йогуртів морквяною мезгою призводить до підвищення у їх складі вмісту харчових волокон та дозволяє підвищити рівень рН готового продукту. Активна кислотність збагачених йогуртів перебуває в межах норми протягом всього терміну зберігання.

Висновки та обговорення результатів. Збагачення молока морквяним порошком із застосуванням гомогенізації під високим тиском призводить до зростання концентрації каротиноїдів у молоці, яка забезпечує майже 5 % добової потреби організму.

Біографії авторів

Марина Самілик, Сумський національний аграрний університет

Кандидатка технічних наук

Роман Цирулик, Сумський національний аграрний університет

Аспірант

Посилання

Abid, Y., Azabou, S., Jridi, M., Khemakhem, I., Bouaziz, M., & Attia, H. (2017). Storage stability of traditional Tunisian butter enriched with antioxidant extract from tomato processing byproducts. Food Chemistry, 233, 476–482. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.125 [in English].

Alothman, M., Hogan, S. A., Hennessy, D., Dillon, P., Kilcawley, K. N., O’Donovan, M., Tobin, J., Fenelon, M. A., & O’Callaghan, T. F. (2019). The "grass-fed" milk story: Understanding the impact of pasture feeding on the composition and quality of bovine milk. Foods, 8(8), Article 350. https://doi.org/10.3390/foods8080350 [in English].

Bernstein, P. S., Li, B., Vachali, P. P., Gorusupudi, A., Shyam, R., Henriksen, B. S., & Nolan, J. M. (2016). Lutein, zeaxanthin, and meso-zeaxanthin: The basic and clinical science underlying carotenoid-based nutritional interventions against ocular disease. Progress in Retinal and Eye Research, 50, 4–66. https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2015.10.003 [in English].

Cho, W. Y., Kim, D. H., Lee, H. J., Yeon, S. J., & Lee, C. H. (2020). Quality characteristic and antioxidant activity of yogurt containing olive leaf hot water extract. CyTA – Journal of Food, 18(1), 43–50. https://doi.org/10.1080/19476337.2019.1640797 [in English].

Conboy Stephenson, R., Ross, R. P., Stanton, C. (2021). Carotenoids in milk and the potential for dairy based functional foods. Foods, 10(6), Article 1263. https://doi.org/10.3390/foods10061263 [in English].

Derzhspozhyvstandart Ukrainy. (2011). Moloko i molochni produkty. Metodyka pidrakhovuvannia kilkosti mezofilnykh aerobnykh ta fakultatyvno-anaerobnykh mikroorhanizmiv, drizhdzhiv i plisenevykh hrybiv za dopomohoiu plastyn [Milk and dairy products. Method for enumeration of mesophilic aerobian and facultative anaerobe microorganisms, yeast and mould mushroom by means of plate] (DSTU 7089:2009) [in Ukrainian].

Derzhspozhyvstandart Ukrainy. (2011). Moloko koroviache pytne. Zahalni tekhnichni umovy [Drinking cow milk. General technical specifications] (DSTU 2661:2010) [in Ukrainian].

Early, R. (2012). Dairy products and milk-based food ingredients. In D. Baines & R. Seal (Eds.), Natural Food Additives, Ingredients and Flavourings (pp. 417–445). Woodhead. https://doi.org/10.1533/9780857095725.2.417 [in English].

Flores-Mancha, M. A., Ruíz-Gutiérrez, M. G., Sánchez-Vega, R., Santellano-Estrada, E., & Chávez-Martínez, A. (2021). Effect of encapsulated beet extracts (Beta vulgaris) added to yogurt on the physicochemical characteristics and antioxidant activity. Molecules, 26(16), Article 4768. https://doi.org/10.3390/molecules26164768 [in English].

Granato, D., Barba, F. J., Bursać Kovačević, D., Lorenzo, J. M., Cruz, A. G., & Putnik, P. (2020). Functional foods: Product development, technological trends, efficacy testing, and safety. Annual Review of Food Science and Technology, 11, 93–118. https://doi.org/10.1146/annurev-food-032519-051708 [in English].

Guan, Y., Zhou, L., Bi, J., Yi, J., Liu, X., Chen, Q., Wu, X., & Zhou, M. (2016). Change of microbial and quality attributes of mango juice treated by high pressure homogenization combined with moderate inlet temperatures during storage. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 36, 320–329. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.07.009 [in English].

Kopec, R. E., & Failla, M. L. (2018). Recent advances in the bioaccessibility and bioavailability of carotenoids and effects of other dietary lipophiles. Journal of Food Composition and Analysis, 68, 16–30. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2017.06.008 [in English].

Lastra-Ripoll, S. E., Quintana, S. E., & García-Zapateiro, L. A. (2023). Yogurt enriched with mango peel extracts (Mangifera indica) in chitosan–xanthan gum dispersions: Physicochemical, rheological, stability, and antioxidant activity. Fluids, 8(10), Article 259. https://doi.org/10.3390/fluids8100259 [in English].

Mashurabad, P. C., Palika, R., Jyrwa, Y. W., Bhaskarachary, K., & Pullakhandam, R. (2017). Dietary fat composition, food matrix and relative polarity modulate the micellarization and intestinal uptake of carotenoids from vegetables and fruits. Journal of Food Science and Technology, 54, 333–341. https://doi.org/10.1007/s13197-016-2466-7 [in English].

Meléndez-Martínez, A. J., Mandić, A. I., Bantis, F., Böhm, V., Borge, G. I. A., Brnčić, M., Bysted, A., Cano, M. P., Dias, M. G., Elgersma, A., Fikselová, M., García-Alonso, J., Giuffrida, D., Gonçalves, V. S. S., Hornero-Méndez, D., Kljak, K., Lavelli, V., Manganaris, G. A., Mapelli-Brahm, P., … O’Brien, N. (2022). A comprehensive review on carotenoids in foods and feeds: Status quo, applications, patents, and research needs. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(8), 1999–2049. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1867959 [in English].

Minekonomrozvytku Ukrainy. (2014). Moloko ta molochni produkty. Metody mikrobiolohichnoho kontroliuvannia [Milk and milk products. Methods of microbiological monitoring] (DSTU 7357:2013) [in Ukrainian].

O’Callaghan, T. F., Sugrue, I., Hill, C., Ross, R. P., & Stanton, C. (2019). Nutritional aspects of raw milk: A beneficial or hazardous food choice. In L. A. Nero & A. F. de Carvalho (Eds.), Raw Milk: Balance Between Hazards and Benefits (pp. 127–148). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-810530-6.00007-9 [in English].

Rodríguez-Roque, M. J., de Ancos, B., Sánchez-Vega, R., Sánchez-Moreno, C., Cano, M. P., Elez-Martínez, P., Martín-Belloso, O. (2016). Food matrix and processing influence on carotenoid bioaccessibility and lipophilic antioxidant activity of fruit juice-based beverages. Food & Function, 7(1), 380–389. https://doi.org/10.1039/c5fo01060h [in English].

Salmerón, I. (2017). Fermented cereal beverages: From probiotic, prebiotic and synbiotic towards Nanoscience designed healthy drinks. Letters in Applied Microbiology, 65(2), 114–124. https://doi.org/10.1111/lam.12740 [in English].

Šeregelj, V., Pezo, L., Šovljanski, O., Lević, S., Nedović, V., Markov, S., Tomić, A., Čanadanović-Brunet, J., Vulić, J., Šaponjac, V. T., & Ćetković, G. (2021). New concept of fortified yogurt formulation with encapsulated carrot waste extract. LWT – Food Science and Technology, 138, Article 110732. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110732 [in English].

Shori, A. B. (2020). Proteolytic activity, antioxidant, and α-Amylase inhibitory activity of yogurt enriched with coriander and cumin seeds. LWT – Food Science and Technology, 133, Article 109912. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109912 [in English].

Stinco, C. M., Szczepańska, J., Marszałek, K., Pinto, C. A., Inácio, R. S., Mapelli-Brahm, P., Barba, F. J., Lorenzo, J. M., Saraiva, J. A., & Meléndez-Martínez, A. J. (2019). Effect of high-pressure processing on carotenoids profile, colour, microbial and enzymatic stability of cloudy carrot juice. Food Chemistry, 299, Article 125112. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125112 [in English].

Toti, E., Chen, C.-Y. O., Palmery, M., Villaño Valencia, D., & Peluso, I. (2018). Non-provitamin A and provitamin A carotenoids as immunomodulators: Recommended dietary allowance, therapeutic index, or personalized nutrition? Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Spec. Iss., Article 4637861. https://doi.org/10.1155/2018/4637861 [in English].

Ucci, M., Di Tomo, P., Tritschle, F., Cordone, V. G. P., Lanuti, P., Bologna, G., Di Silvestre, S., Di Pietro, N., Pipino, C., & Mandatori, D., Formoso, G., & Pandolfi, A. (2019). Antiinflammatory role of carotenoids in endothelial cells derived from umbilical cord of women affected by gestational diabetes mellitus. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Spec. Iss., Article 8184656. https://doi.org/10.1155/2019/8184656 [in English].

Ukrainian Scientific Research and Training Center of Standardization, Certification and Quality Problems. (2023). Moloko. Vyznachennia vmistu zhyru. Hravimetrychnyi metod (etalonnyi metod) [Milk. Determination of fat content. Gravimetric method (Reference method)] (DSTU EN ISO 1211:2022) [in Ukrainian].

Vervoort, L., Van der Plancken, I., Grauwet, T., Verlinde, Ph., Matser, A., Hendrickx, M., & Van Loey, A. (2012). Thermal versus high pressure processing of carrots: A comparative pilot-scale study on equivalent basis. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 15, 1–13. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2012.02.009 [in English].