Разработка технологической схемы напитков с инулином
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Инулин, соединение, извлеченное из корня цикория, является коммерчески важным фруктаном с полностью доказанной пребиотической функцией. Одним из преимуществ для здоровья человека является тот факт, что ферментация бактериями приводит к образованию короткоцепочечных органических кислот, которые включают эффект снижения липидов и холестерина и, следовательно, возможное снижение риска гипертонии [7, 8]. Также было высказано предположение, что абсорбция лактата в толстой кишке усиливает абсорбцию ионов, таких как Fe, Mg, Ca и цинк, и способствует как иммунной системе, так и пищеварительному здоровью [9, 10, 11]. Хотя некоторые продукты, содержащие пребиотики, не потребляются в достаточных количествах, считается, что инулин составляет от 5 до 15 г / день в течение нескольких недель [12, 4]. Одним из вариантов улучшения потребления пребиотиков является обогащение часто потребляемых продуктов [13]. Преимущество пребиотических соединений, таких как инулин, заключается в том, что они могут быть добавлены к широкому спектру широко потребляемых продуктов благодаря их технологическим и пребиотическим свойствам, таким как йогурты, хлопья, десерты, питательные батончики, напитки, мороженое и другие [14]. Многие из них уже доступны на рынке. В этой главе кратко обсуждаются история и характеристики инулина, разнообразие продуктов, в которых он использовался в качестве пребиотического и функционального ингредиента, концентрации, используемые в нем, и тесты, которые были проведены на обогащенных продуктах. Инулин - это общий термин, который включает все фруктаны с прямой цепью, состоящие из фруктозильных звеньев, связанных β-D (2-1) связью [32, 33]. Наряду с фруктоолигосахаридами, лактулозой и олигосахаридами это одно из наиболее изученных соединений, пребиотический эффект которого был доказан в тестах in vitro и in vivo [34]. Это соединение, являющееся углеводным резервом многих растений, было впервые извлечено из корня Inulahelenum немецким ученым Роузом в 1804 году, а затем названо инулином в 1918 году [35]. Инулин входит в состав так называемых фруктановых соединений и присутствует во фруктах и овощах, наиболее распространенными источниками которых являются пшеница, лук, бананы, спаржа, цикорий, чеснок и лук-порей, и это соединение, которое было испытано в больших дозах на животных без сообщается о токсических эффектах [36]. Растение, которое использовалось в промышленности для экстракции фруктана типа инулина, - это цикорий, растение из семейства Compositae, свежим корнем которого является нефракционированный инулин, состоящий из глюкозы, фруктозы, сахарозы и небольших олигосахаридов [32]. Фруктаны имеют химическую структуру, состоящую из фруктозильных звеньев с концевой группой глюкозы, и могут быть линейными или разветвленными. На высших растениях можно наблюдать пять групп: инулин, леван, смешанный леван, неосерии инулина и леваносерия. Инулин состоит из фруктозильных звеньев с линейной связью β-D (2-1) [33]. Инулин - это природный неструктурный углевод, который содержится в луке-порее, луке, пшенице, спарже (Asparagus officianalis), топинамбуре (Helianthus tuberosus) и корне цикория (Cichoriumintybus). Около 36 000 растений из разных родов содержат инулин в качестве запаса энергии или в качестве осморегулятора, который обеспечивает устойчивость к холоду. Два вида, которые в настоящее время используются промышленностью для производства инулина, представляют собой композиты: топинамбур (Helianthus tuberosus) и цикорий (Cichoriumintybus), последний из которых является наиболее часто используемым источником. В цикории инулин хранится в виде запасенного углевода в мясистом корне, что составляет 15–20% инулина; таким образом, его можно рассматривать как концентрированный источник инулина. Инулин цикория содержит до 10% моно- и дисахаридов, в основном сахарозы и фруктозы, а содержание олигосахаридов составляет около 30% [33]. Содержание инулина в некоторых источниках представлено в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Содержание инулина в нескольких источниках пищи [37] Источник инулина г/100 г Сырая мякоть лука 1,1-7,5 Клубень топинамбура 16,0-20,0 Корень цикория 35,7-47,6 Спаржа лекарственная 2,0-3,0 Чеснок 9,0-16,0 Пшеница 1,0-3,8 Ячмень 0,5-1,0 Инулин представляет собой полидисперсную смесь молекул с одинаковой основной химической структурой, которую можно обозначить как GFn, где G представляет собой глюкозильный фрагмент, F представляет собой фруктозильный фрагмент, а n представляет собой количество фруктозильного фрагмента, связанного b (2,1) связью (рисунок 1.1). Молекула глюкозы обычно находится в конце каждой цепи фруктозы и связана (1,2) связью, как в сахарозе. Степень полимеризации инулина обычно колеблется от 2 до 60. Наличие связи b (2,1) мешает перевариванию инулина, как типичного углевода, и отвечает за его пониженное содержание калорий и воздействие пищевых волокон [7]. Рисунок 1.1. Структура инулина, n = 2-60 [7] Пребиотический потенциал может быть оценен по ферментативной активности соединений, основанных на популяции бифидобактерий и лактобацилл, родных для толстой кишки. Это проявляется в изменениях кишечной флоры, уменьшении количества патогенных бактерий и метаболической активности в продукции здоровых метаболитов [9]. Активность инулина в качестве пребиотика была широко подтверждена многочисленными исследованиями, в которых сообщалось о селективной ферментации бифидогенными бактериями [10]. К числу показателей, которые чаще всего оцениваются и которые связаны с пребиотическим потенциалом, относятся изменения, происходящие в составе микробной популяции и образование короткоцепочечных жирных кислот (пропионат, бутират, ацетат) [4]. Как пребиотический ингредиент, инулин прошел обширные испытания на его резистентность в верхних отделах кишечного тракта и его специфическую способность ферментировать бифидобактерии. Исследования in vitro с использованием анаэробных культур с фекальным илом человека в качестве источника углерода фруктозы, инулина, крахмала и олигофруктозы, инулина и олигофруктозы показали значительное увеличение количества бифидобактерий после 12 часов инкубации [3]. Росси и соавторы изучили инулин и фруктоолигосахариды в качестве источника углерода в культуре периодической ферментации с использованием чистых штаммов Bifidobacterium и фекального ила и обнаружили, что бутират является основным продуктом ферментации инулина в культуре фекального ила. Результаты тестов SHIME (симулятор кишечной микробной экосистемы человека) для инулина показали значительное увеличение бифидобактерий и значительно более высокую продукцию бутирата и пропионата [3]. Исследования in vivo на субъектах, получавших инулин методом илеостомы, показали 86% восстановления терминальной подвздошной кишки [4]. Анализ кала группы мышей, которым вводили инулин, соевые олигосахариды и фруктоолигосахариды, а затем были представлены пробиотические бактериальные культуры (Lactobacillus acidophilus, L. casei и Bifidobacteriumlactis), показал, что ФОС, инулин и соевые олигосахариды увеличивают время удерживания [5]. Инулин также широко используется в качестве контроля для оценки новых ингредиентов. Сантьяго и Лопес [4] оценили пребиотическое действие фруктанов из Agave angustifolia путем количественного определения увеличения бифидобактерий и продукции короткоцепочечных жирных кислот, установив, что фруктаны агавы более эффективны, чем некоторые коммерческие инулины. Однако исследования, использующие фруктану агавы в качестве пребиотиков, являются недавними, и проблемы, связанные с исследованиями in vivo, все еще возникают. Из вышеизложенного и многих других сообщений ясно, что пища с добавками инулина обладает не только пребиотическим потенциалом, но и способностью улучшать сенсорные и физико-химические свойства пищи. Оценивали влияние инулина и олигофруктозы как заменителя жира на качественные показатели при приготовлении хлеба быстрого приготовления (лепешек). Результаты эксперимента показали, что со смесью маргарина (3,53%), олигофруктозы (10%) сахарной пудры (0,55%) и инулина (5,92%) был получен продукт, аналогичный контрольному, при достижении снижения содержания жира и сахара. Инулин в концентрациях 50%, 75% и 100% использовался в качестве заменителя жира при приготовлении кексов [3]. Влияние на текстуру и сенсорные свойства продукта было оценено, и результаты показали, что с увеличением процентного содержания инулина также повышается плотность влаги и мякиша. Поскольку более высокие концентрации инулина в значительной степени негативно влияют на чувствительные свойства продукта, был сделан вывод, что концентрация инулина до 50% может привести к продукту, аналогичному контрольному. Hempel и другие использовали в качестве пребиотического ингредиента в вафельном крекере, сироп инулина, изготовленный из клубней топинамбура в его коммерческой форме и ультрафильтрованный для изменения содержания свободного сахара и минералов, оба были лиофилизированы. При изготовлении вафель использовались различные виды муки (пшеница, пшеница, полбы, рис и смеси). Результаты показали, что ультрафильтрационный сироп предотвращал образование соединений, влияющих на цвет вафель. Также стало ясно, что для сохранения сенсорных качеств и физических характеристик продукта необходимо поддерживать баланс между лечением инулином и заменой муки. Инулин используется в качестве заменителя жира в большинстве хлебобулочных изделий и печенья, причем в больших пропорциях, чем в других продуктах.
Технология производства инулина
Общеизвестно, что инулин является достаточно распространённым в природе полисахаридом. Многие фрукты и овощи, широко потребляемые в современном питании, содержат большое количество инулина. Однако промышленное значение имеют лишь те источники, которы...
Открыть главуПатентный поиск по технологии
Анализ существующих способов производства инулина позволил выявить ряд перспективных технологий полифруктанов, в частности, инулина[3]. Известен способ получения инулина из клубней топинамбура, включающий его кристаллизацию и сушку. В известном спосо...
Список литературы
1. Abou-Arab AE, Abou-Arab A, Abu-Salem MF. Physico-chemical assessment of natural sweeteners steviosides produced from Stevia rebaudiana Bertoni plant. African Journal of Food Science. 2014;4:269–281. 2. American Public Health Association . Compendium of Methods for the Microbiological Examination of Foods. 3. Washington DC: APHA Inc.; 2012. 3. AOAC (2010) Official methods of analysis. 17th ed, Association of Official Agricultural Chemists, Washington, DC 4. Awney HA, Massoud MI, El-Maghrabi S. Long-term feeding effects of stevioside sweetener on some toxicological parameters of growing male rats. J Appl Toxicol. 2015;31:431–438. 5. Bekhit AA, Fahmy HTY. Design and synthesis of some substituted 1H-Pyrazolyl-Oxazolidines or 1H-Pyrazolyl-Thiazolidines as anti-inflammatory-antimicrobial agents. Arch Pharm Pharm Med Chem. 2013. 6. Cadena RS, Cruz AG, Netto RR, Castro WF, Faria JAF, Bolini HMA. Sensory profile and physicochemical characteristics of mango nectar sweetened with high intensity sweeteners throughout storage time. Food Res Int. 2013;54:1670–1679. 7. Справочник по производству консервов. Т. 4. — М.: Пищевая пром-сть, 1974. 654 с. 8. Cardello HM, Da-Silva MA, Damasio MH. Measurement of the relative sweetness of stevia extract, aspartame and cyclamate/saccharin blend as compared to sucrose at different concentrations. Plant Foods Hum Nutr. 2017;54:119–130. 9.Gennaro S, Birch GG, Parke SA, Stancher B. Studies on the physicochemical properties of inulin and inulin oligomers. Food Chem. 2010;68:179–183. 10. Chang SS, Cook JM. Stability studies of stevioside and rebaudioside A in carbonated beverages. J Agric Food Chem. 2013. 11. Peressini D, Sensidoni A. Effect of soluble dietary fibre addition on rheological and breadmaking properties of wheat doughs. J Cereal Sci. 2016;49:190–201. 12. Purlis E. Browning development in bakery products. A review. J Food Eng. 2010;99:239–249. 13. Rocha IFO, Bolini HMA. Passion fruit juice with different sweeteners: sensory profile by descriptive analysis and acceptance. Food Sci Nutr. 2015;3:129–139. 14. Santipanichwong R, Suphantharika M. Carotenoids as colorants in reduced-fat mayonnaise containing spent brewer’s yeast b-glucan as a fat replacer. Food Hydrocoll. 2017;21:565–574. 15. Schiffman SS, Sattely-Miller EA, Graham BG, Zervakis J, Butchko HH, Stargel WW. Effect of repeated presentation on sweetness intensity of binary and ternary mixtures of sweeteners. Chem Senses. 2013;28:219–229. 16. Soejarto DD, Compardre CM, Medon PJ, Kamath SK, Kinghorn AD. Potential sweetening agents of plant origin II Field search for sweet tasting stevia species. Econ Bot. 2013;37:71–75. 17.Young ND, Wilkens K. 2017. Study of descriptive analysis of rebaudioside A, aspartame and sucrose in water at room temperature, Unpublished results. The Coca-Cola Company, Atlanta, GA, USA 18.Zahn S, Pepke F, Rohm H. Effect of inulin as a fat replacer on texture and sensory properties of muffins. Int J Food Sci Technol. 2010;45:2531–2537. 19.ГОСТ 28188-2014. Напитки безалкогольные. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2015. - 10 с. 20. ГОСТ 6687.4-86 Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности. - М.: Стандартинформ, 1987. - 6 с. 21. ГОСТ 6687.2-90 Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения сухих веществ. - М.: Стандартинформ, 1990. - 7 с. 22. ГОСТ 31643-2012 Продукция соковая. Определение аскорбиновой кислоты методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. - М.: Стандартинформ, 2012. - 8 с. 23. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения 24. СанПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» 25.Справочник по производству консервов. Т. 4. — М.: Пищевая пром-сть, 1974. 654 с 26. Техническом регламенте Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» 27. Флауменбаум Б. Л. Основы консервирования пищевых продуктов. М., Лег. и пищ. пром-сть. 1982
