Пищевая добавка молочный белок
Часто приходится читать и слышать, что молочный белок по каким-то причинам не подходит для бодибилдеров и что многие ведущие зарубежные атлеты вообще не используют молоко в своих диетах. Верно ли это?
То, что многие ведущие атлеты-бодибилдеры отказались от молока при формировании своих программ питания и тренировочных диет, действительно верно, а все остальное нет. Молоко как таковое исключено из рациона соревновательных бодибилдеров из-за высокого содержания жиров в этом продукте и наличия там еще целого ряда веществ, не слишком полезных для организма взрослого человека, а отнюдь не из-за “вредности” молочного белка.
Источники молочного белка
В молоке содержатся две разновидности биологически ценных белков: казеин (казеинат кальция) и сывороточные белки (альбумины и глобулины). В среднем в 100 мл коровьего молока содержится 3,2г белка. Из них 80-87% это казеин, 10-12% альбумин и 3-6% глобулин.
Сегодня многие ведущие производители спортивного питания, в том числе и российские, активно используют казеин и сывороточный белок при производстве протеиновых смесей для атлетов силовых видов спорта. Как показывают исследования, по биологической ценности казеин вплотную приближается к белку яйца и опережает по этому показателю такие общепризнанно биологически ценные продукты, как рыба и мясо.
Казеин
У нас, в России, казеин выделяется из обезжиренного молока. Для этого молоко подкисляется до величины Ph—4,5 и нагревается до температуры 37°С. Получившийся при этом сгусток промывается водой и высушивается до порошкообразного состояния. Это и есть казеин. Его можно использовать отдельно или в смесях и комбинациях с другими белками.
Казеин представлен в молоке в нескольких формах – α, β, γ. Показателем, который в наибольшей степени отличает одну форму казеина от другой, является содержание фосфора. Наибольшее количество фосфора в а-казеине (1%) и в 10 раз меньше в γ-казеине (0,1%). Основной формой казеина является α-казеин, который составляет 85 % казеина. Важнейшее свойство α-казеина в том, что при свертывании молока в сгусток переходит только α-форма, тогда как β-казеин и γ-казеин остаются в растворе.
Альбумин и глобулин
Альбумин и глобулин – сывороточные молочные белки, отличающиеся высокой биологической ценностью. Альбумин содержит в своей формуле значительное количество серы и в нем больше незаменимых аминокислот. По своим физико-химическим свойствам кристаллический лактоальбумин близок к альбумину сыворотки крови.
Сывороточные белки молока обычно выделяются методом ультрафильтрации. При пропускании обезжиренного молока через ультрамембрану сывороточные белки задерживаются на ней, в то время как остальные вещества проходят. После этого полученный сывороточно-белковый концентрат также высушивается до состояния порошка (концентрат молочного белка).
Копреципитат
По своей аминокислотной ценности казеин и сывороточные белки вполне сопоставимы. В казеине меньше метионина, а в сывороточных белках – меньше лизина. Однако в последнее время производители протеинов предпочитают использовать комбинацию казеина и сывороточных белков — так называемый копреципитат. Дело в том, что в этой белковой комбинации комплекс аминокислот, необходимых для того, чтобы начался синтез белка, содержится в наиболее оптимальной форме.
Копреципитаты получают из обезжиренного молока путем совместного осаждения казеина и сывороточных белков при одновременном действии высоких температур и коагулянта (хлорида кальция или кислоты). Комплексное осаждение белков позволяет увеличить степень использования белковых веществ молока и повысить биологическую ценность продукта, за счет улучшения сбалансированности незаменимых аминокислот, особенно серосодержащих.
Молоко, заготовляемое для производства сыров, не всегда соответствует предъявляемым требованиям, и производители вынуждены прибегать к различным способам улучшения сыропригодных свойств молока, одним из которых является применение молочно- белковых концентратов.
Одним из важных критериев, определяющих сыро-пригодность молока, является массовая доля белка, которая не стабильна по сезонам года и зависит от многих факторов, в том числе условий кормления, здоровья животных, породы скота. Стабильно высокое содержание белка в молоке является значимым фактором выработки сыра высокого качества, увеличения выхода готового продукта.
Однако не во всех регионах страны молоко, заготовляемое для производства сыров, соответствует предъявляемым требованиям, и производители вынуждены прибегать к различным способам улучшения сыропригодных свойств молока, одним из которых является применение молочно-белковых концентратов.
Во ВНИИМС в рамках научно-исследовательской работы были проведены сравнительные выработки полутвердых сыров и сырных продуктов (СП) с низкой температурой второго нагревания и массовой долей жира в пересчете на сухое вещество 50 %, с использованием для нормализации молока по белку молочно-белковой смеси, выпускаемой под торговой маркой «Милкмикс универсал».
Сухая молочно-белковая смесь «Милкмикс универсал» (МБС) представляет собой молочно-белковый продукт, в состав которого входят казеинаты и концентрат молочных белков. Цвет порошка — от белого до кремового; запах — характерный для молочных продуктов.
Физико-химический состав сухой молочно-белковой смеси «Милкмикс универсал» представлен в табл. 1.
Целью исследований было изучение особенностей применения «Милкмикс универсал» для нормализации молочной смеси по белку, получение данных по изменению качества сыров и сырных продуктов в процессе их созревания и хранения.
Таблица 1. Физико-химический состав смеси «Милкмикс универсал»
| Наименование показателя | Значение показателя |
| Массовая доля влаги, % | 4,8 |
| Массовая доля белка, % | 60±2 |
| Массовая доля жира, % | 1,8 |
| Массовая доля золы, % | 4,7 |
| Массовая доля углеводов, % | 25,3 |
| Активная кислотность, ед. pH | 6,5±0,5 |
«Милкмикс универсал» предварительно растворяли в обезжиренном молоке при температуре (45±5) °C, выдерживали в течение (40±5) мин и вносили в молочную смесь перед пастеризацией.
Молочно-жировую эмульсию массовой долей жира (25,0±5,0) %, составленную из заменителя молочного жира (ЗМЖ) и обезжиренного молока при температуре 50 °C, после диспергирования вносили в молочную смесь перед пастеризацией.
Для выработки продуктов были составлены три варианта смеси, состав которых приведен в табл. 2.
Таблица 2. Состав исследуемых смесей.
| Показатели | Вариант №1, сыр (контроль) | Вариант № 2, сыр (опыт) | Вариант № 3, СП (опыт) |
| Массовая доля белка в смеси, % | 3,1 | 3,2 | 3,2 |
| Массовая доля жира в смеси, % | 3,2 | 3,3 | 3,3 |
| в том числе ЗМЖ, % от молочного | — | — | 50 |
| Коэффициент нормализации | 1,032 | 1,031 | 1,031 |
Из смеси варианта № 1 вырабатывали сыр, который служил контролем, из смеси № 2 — опытный сыр, из смеси № 3 — опытный сырный продукт. В качестве функционально необходимых компонентов применяли производственную закваску, в состав которой входили активные кислого — и ароматообразователи (Lc. lactis, Lc cremoris, Lc. diacetilactis, Leuconostoc) и молокосвертывающий фермент животного происхождения СП-90 «Экстра». Выработанные сыры и СП созревали 30 суток и далее хранились в течение 2 мес.
В сыроделии важным фактором, определяющим впоследствии весь ход технологических операций получения сыра и биохимических процессов при его созревании, является способность молочной смеси образовывать сгусток с определенными реологическими характеристиками и способность этого сгустка к синерезису. Для получения сгустка при изготовлении полутвердых сыров и сырных продуктов применяют молокосвертывающий ферментный препарат, который является достаточно дорогим ингредиентом, составляющим до 0,5 % в себестоимости продукта. Поэтому несомненный интерес в проводимом эксперименте представляет расход используемого сычужного фермента, который определяли с помощью кружки ВНИИМС.
Результаты исследований показали, что количество сычужного фермента (г), необходимое для свертывания 100 кг молочной смеси за 30 мин, в варианте № 1 (контроль) составило (средние данные по трем повторностям) (2,37±0,13) г, а в опытных вариантах № 2 и № 3 — (2,02±0,12) г. Повышение массовой доли белка в смеси на0,1 % позволило снизить расход сычужного фермента в среднем на 15 %. Кроме того, в опытных вариантах отмечался и более интенсивный процесс синерезиса сгустка после его разрезки. Продолжительность обработки сырного зерна в опытных вариантах сократилась, и готовность зерна к формованию в вариантах № 2 и № 3 опыта наступила в среднем на 15 мин раньше, чем в контроле (вариант № 1 без МБС). Это позволило сократить продолжительность обработки зерна в сыродельной ванне практически на 20 %.
Таблица 3. Изменение массовой доли влаги в сырах и СП при созревании и хранении (средние данные по трем повторностям), %
| № варианта | Точки контроля | |||
| После прессования | 30 сут | 60 сут | 90 сут | |
| 1 | 46,1±0,2 | 42,3±0,2 | 41,4±0,2 | 40,0±0,2 |
| 2 | 45,8±0,1 | 42,3±0,2 | 41,1±0,2 | 39,9±0,2 |
| 3 | 43,3±0,2 | 41,7±0,2 | 40,8±0,2 | 39,5±0,2 |
Результаты физико-химических анализов сыров и СП после прессования, в кондиционном возрасте (после созревания) и в процессе хранения представлены в табл. 3.
В варианте № 3 после прессования отмечали меньшие значения массовой доли влаги в СП в среднем на 2,8 % при меньшей продолжительности обработки сырного зерна в сравнении с контролем (вариант № 1). В варианте № 2 при меньшей продолжительности обработки зерна в сыродельной ванне массовая доля влаги в сыре после пресса была сравнима с контролем.
По мере созревания и хранения сыров и СП значения массовых долей влаги во всех опытных вариантах отличались от контроля не более чем на 0,5-0,6 %.
Для сравнительной оценки качества готового продукта и его хранимоспособности большое значение имеет динамика активной кислотности сырной массы в процессе созревания и хранения. Результаты наблюдений представлены в табл. 4.
Таблица 4. Изменение активной кислотности в сырах и СП при созревании и хранении (средние данные по трем повторностям), ед. рН
| № варианта | Точки контроля | |||
| После прессования | 30 сут | 60 сут | 90 сут | |
| 1 | 5,3±0,01 | 5,1±0,02 | 5,1 ±0,01 | 5,2±0,01 |
| 2 | 5,4+0,01 | 5,1 ±0,01 | 5,1 ±0,02 | 5,2±0,01 |
| 3 | 5,2±0,01 | 5,1±0,02 | 5,2±0,01 | 5,2±0,02 |
Анализируя изменения активной кислотности в сырах и СП в процессе выработки, созревания и хранения, следует отметить, что значения pH практически не отличались по вариантам эксперимента. Тем не менее о большей буферной емкости сырной массы с МБС можно судить на основании последующей органолептической экспертизы, когда при идентичности физико-химических показателей (влага, pH) в контрольном образце (см. фото) было выявлено наличие самокольных трещин. В опытных образцах (варианты № 2 и № 3) они отсутствовали. Наличие самокольных трещин свидетельствует о накоплении излишков молочной кислоты, которая в свободном виде отщепляет кальций от параказеинаткальций-фосфатного комплекса, уменьшая связность сырной массы, что в период созревания при развитии газообразующей микрофлоры приводит к раскалыванию сырной массы.
Для объективной оценки расхода смеси и выхода готового продукта с помощью формул (1) и (2) была унифицирована до 45,0 % массовая доля влаги в сырах и сырных продуктах всех вариантов и определен коэффициент использования сухих веществ молочной смеси.
Приведение сыров и СП к одинаковой массовой доле влаги (45 %) для сравнения выхода продукта осуществляли по формуле
где М45% — масса сыра или СП, приведенная к массовой доле влаги, равной 45 %, кг; Мпр — масса сыра или СП после пресса, кг; В — массовая доля влаги в сыре или СП после прессования, %.
Определение коэффициента использования сухих веществ молочной смеси выполняли по формуле
где СВпр — массовая доля сухих веществ в сыре или СП, %; Мпр — масса сыра или СП после пресса, кг; СВсм — массовая доля сухих веществ в смеси, %; Мсм — масса смеси, кг.
Результаты расчетов приведены в табл. 5.
Таблица 5. Расход смеси и коэффициент использования сухих веществ молочной смеси на выработку 1 кг сыра и СП (средние данные по трем повторностям)
| Показатели | Вариант №1 | Вариант № 2 | Вариант № 3 |
| Масса смеси в ванне, кг | 205,0 | 200,3 | 203,5 |
| Массовая доля сухих веществ в смеси, % | 11,80 | 11,90 | 11,95 |
| Масса сыра, кг | 20,80 | 22,70 | 21,95 |
| Массовая доля сухих веществ сыра (100-В), % | 54,1 | 54,0 | 56,7 |
| Масса сыра массовой доли влаги 45,0 %, кг | 20,50 | 22,25 | 22,65 |
| Расход смеси на 1 кг продукта массовой доли влаги 45 %, кг | 10,00 | 9,00 | 9,05 |
| Коэффициент использования сухих веществ смеси, % | 0,465 | 0,515 | 0,515 |
Из данных табл. 5 видно, что при добавлении МБС для увеличения массовой доли белка в молочной смеси на 0,1 % расход смеси на изготовление 1 кг продукта уменьшился среднем на 10%. Средний расход смеси в варианте № 1 составил 10,0кг 1 кг сыра; средний расход в вариантах № 2 и № 3 составил 9,0 кг на 1 кг сыра и СП.
Степень использования сухих веществ молока при добавлении MБС увеличилась на 10,7 % — с 46,5% (контроль без МБС) до 51,5 % (опыт с добавлением 0,1 % МБС).
Органолептическую экспертизу сыров и СП проводили сразу после достижения кондиционного возраста (30 сут.) и далее в течение 2 мес. хранения с периодичностью контроля 1 мес.
Максимальная оценка за вкус и запах (средний балл 38,3) была получена сырами варианта № 2 (опыт). Достоинствами этих сыров были выраженный сырный вкус и сырный аромат. На втором месте по количеству баллов за вкус и запах (в среднем 37,8 балла) были СП варианта № 3. Они имели умеренно выраженный сырный вкус с легким оттенком постороннего. Контрольные сыры (вариант № 1) получили наименьшее количество баллов (в среднем 37 баллов). Основными обесценивающими характеристиками были менее выраженный сырный, более кислый вкус. Данная закономерность была характерна для всех повторностей опыта.
Балловая оценка за консистенцию сыров и СП колебалась от удовлетворительной (23 балла) до хорошей (24 балла). Но поскольку сыры вaрианта № 1 в одной из повторностей опыта получили неудовлетворительную оценку (20 баллов) в связи с по явлением самокольных трещин, то средняя оценка этих сыров также оказалась ниже (21,5 балла) по сравнению с опытными образцами (в среднем 23,75 балла).
В процессе созревания происходит протеолиз белка, который характеризуется распадом белковой молекулы и переходом ее из нерастворимого в растворимое состояние. Растворимые азотистые соединения в сырах коррелируют с сырным вкусом и запахом, поэтому в сырах и СП был исследованы общий растворимый азот и небелковые азотистые соединения.
Условно «ширина» протеолиза была выражена отношением содержания водорастворимого азота к содержанию общего азота (табл. 6). «Глубина» протеолиза была охарактеризована как отношение растворимого небелкового азота к общему растворимому азоту (табл. 7).
Из анализа данных, представленных в табл. 6, 7, следует, что интенсивность протеолиза, измеренная по содержанию растворимого небелкового азота в процентах от общего растворимого азота в опытных вариантах (№ 2 и № 3), значимо отличается от контроля (вариант № 1). В число небелковых азотистых соединений входят аминокислоты и короткоцепочечные пептиды, характеризующие степень выраженности сырного вкуса.
Таблица 6. Отношение общего растворимого азота к общему азоту, %
| № варианта | Точки контроля | ||
| После прессования | 30 сут | 60 сут | 90 сут |
| 1 | 19,5 | 20,9 | 22,1 |
| 2 | 21,3 | 21,1 | 21,4 |
| 3 | 15,7 | 16,8 | 20,5 |
Таблица 7. Отношение небелкового азота к общему растворимому азоту, %
| № варианта | Точки контроля | ||
| После прессования | 30 сут | 60 сут | 90 сут |
| 1 | 34,7 | 39,3 | 44,0 |
| 2 | 34,7 | 45,1 | 54,1 |
| 3 | 46,9 | 62,2 | 54,6 |
Проведенные исследования показатели, что при использовании молочно-белковой смеси «Милкмикс универсал» в количестве 0,1 % для нормализации смеси по белку при изготовлении полутвердого сыра и сырного продукта с низкой температурой второго нагревания наблюдались следующие результаты:Полученные данные согласуются с увеличением степени выраженности сырного вкуса в сырах и сырных продуктах вариантов № 2 и № 3 с добавлением МБС по сравнению с сырами варианта № 1.
— уменьшалось количество сычужного фермента для свертывания молочной смеси в среднем на 10 %; сократилась продолжительность обработки зерна в сыродельной ванне в среднем на 20 %;
— степень использования сухих веществ смеси увеличилась в среднем на 10,7 %; снизился расход смеси на изготовление 1 кг продукта в среднем на 10 %;
— усиливалась степень выраженности сырного вкуса и аромата опытных сыров и сырных продуктов по сравнению с контрольным вариантом.
Кроме того, результаты органолептической экспертизы подтвердили лучшую хранимоспособность сыров и сырных продуктов опытных вариантов по органолептическим показателям.
Литература:
1. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты / А.В. Гудков. — М.: Дели принт, 2003. — 779 с.
2. Трухачёв В.И. Концентраты белков молока: выделение и применение / В.И. Трухачёв, В.В. Молочников, Т.А. Орлова, РИ. Раманаускас. — Ставрополь: АГРУС, 2009. – 152 с.
В.А. Мордвинова, к. т. н., И.Л. Остроухова, к. т. н., ФГБНУ «ВНИИМС»
№3 2015 Журнал Переработка МОЛОКА
Оригинал статьи — Скачать
Вопрос улучшения качества питания населения, обеспечения оптимальной структуры потребления и повышения качества пищевых продуктов уже неоднократно поднимался на общероссийских форумах и конференциях, в том числе проводимых при поддержке Правительства РФ. В первую очередь это касается продуктов массового потребления, доступных для всех групп детского и взрослого населения и регулярно используемых в повседневном питании. К таким продуктам прежде всего относятся молоко и кисломолочные продукты.
На молочном рынке большую часть, безусловно, занимают традиционные виды продуктов, самой массовой группой является цельномолочная продукция. На ее переработку направляется почти половина заготовляемого предприятиями молока. Однако остается актуальным направление по расширению ассортимента за счет введения функциональных ингредиентов в состав продукта.
Не секрет, что молочная промышленность работает в условиях дефицита качественного молочного сырья, поэтому и выпускаемые продукты имеют низкую биологическую ценность. Выходом из сложившейся ситуации может являться использование натуральных функциональных молочных ингредиентов, например молочно-белковых концентратов (МБК). Использование концентратов молочного белка позволяет увеличить не только массовую долю белка в продукте, но и его пищевую и биологическую ценность.
Молочно-белковый концентрат-это сухой молочный продукт, содержащий от 40 до 90 % белка. Европейские производители уже давно и очень активно используют молочные белки, причем, как видно из рис. 1, в совершенно разных отраслях пищевой промышленности. Так, за год на рынке Европы появилось более 14 000 различных продуктов, содержащих данный ингредиент. Естественно, на первом месте — молочное направление и сегмент мороженого, а небольшое снижение в этих группах во второй половине текущего года можно объяснить насыщением рынка.
В каких именно молочных продуктах чаще всего применяются молочные белки?
Как видно из рис. 2, с существенным отрывом лидируют густые йогурты, а уже затем следуют сыры и кисломолочные продукты. В частности, потенциал для развития последней группы эксперты видят в расширении направления обогащенных продуктов. Активнее всего в молочной отрасли действуют производители из Испании и Франции -14,3 и 13,2 % европейских новинок в 2013-2014 гг. соответственно.
На Россию пока приходится только 2,5 %, однако и в нашей стране очевидна положительная тенденция. Эксперты прогнозируют увеличение потребления именно современных продуктов, обогащенных витаминами, пищевыми волокнами, растительными и животными белками. Объем этих продуктов будет расти в связи с развитием концепции здорового питания.
Следуя успешному опыту европейских коллег, российские предприятия также переходят на использование молочных белков. Крупным дистрибьютором этих ингредиентов в России является ГК «Союзоптторг», которая уже около 5 лет поставляет молочные белки на отечественный рынок. В частности, для производства кисломолочных напитков, например питьевого йогурта с улучшенной консистенцией и приятными вкусовыми свойствами, предлагается концентрат растворимых молочных белков «Promilk 802 FB». Формирование вкуса и консистенции кисломолочных продуктов зависит от ряда факторов: состава используемой закваски, качества исходного сырья, содержания СОМО и главным образом белка. Использование в рецептуре молочных белков позволяет улучшить структуру, получить более плотную консистенцию, предотвратить отделение сыворотки при хранении, улучшить вкус (сливочность продукта).
Присутствие «Promilk 802 FB» обозначается на упаковке как «молочный белок», что подтверждает натуральность конечного продукта.
Для обеспечения необходимой консистенции сметаны и сметанного продукта с массовой долей жира 10-15 % рекомендован молочный белок «Promilk 870». Он характеризуется высоким содержанием функционального молочного белка (около 87 %), обладает особыми гелеобразующими и загущающими свойствами. Его использование не противоречит требованиям нормативных правовых актов РФ: на упаковке маркируется как «молочный белок». Применение «Promilk 870» вместо комплексных стабилизаторов и загустителей также дает положительные результаты, используемые в рецептуре 4-6 кг стабилизатора на основе крахмалов можно заменить натуральным молочным ингредиентом.
Современный потребитель заботится о своем здоровье, правильном питании, поэтому тщательно изучает состав продуктов и отдает предпочтение товарам с «чистой этикеткой». Особенно это касается продуктов питания, которые мы приобретаем ежедневно, в том числе кисломолочных. Применение молочных белков позволяет производителю вырабатывать качественный продукт даже при условии нестабильного сырья. Поэтому очевидно, что перспективы рынка концентрата молочных белков в России очень широкие.
журнал «Молочная промышленность», №11, 2014