Показатели качества мороженого при проведении ферментативного гидролиза лактозы

Мороженое является популярной разновидностью молочной продукции, содержащей до 6% лактозы. В связи с непереносимостью лактозы значительной частью потребителей и возможностью ее кристаллизации при хранении готового продукта, существует необходимость снижения содержания этого нутриента в составе данного продукта.  Целью исследований является изучение влияния процесса гидролиза лактозы в мороженом с массовой долей жира 15% и с различной массовой долей сухого обезжиренного молочного остатка на технологически значимые и органолептические показатели его качества. Основными объектами исследования служили образцы мороженого, подвергнутые гидролизу лактозы на стадии созревания смеси. Массовая доля жира в образцах составляла 15%, а массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка — 7, 10, 12 и 15%. Состав сахаров определяли с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии, динамическую вязкость смесей и консистенцию мороженого — реологическими методами, дисперсность структурных элементов — микроcкопированием. Установлено влияние массовой доли сухого обезжиренного остатка при проведении гидролиза лактозы на показатели качества смеси и мороженого. По мере увеличения массовой доли сухого молочного остатка с 7 до 15% отмечено повышение остаточного содержания лактозы с 0,2 до 1,1% и динамической вязкости смеси в 1,3 раза, а также понижение криоскопической температуры на 0,6–0,8 °C и повышение термоустойчивости. Массовая доля плава через 2 ч выдерживания снизилась до 4,7–0,7%. Также уменьшились значения показателей консистенции — твердость, клейкость, адгезионная сила и жесткость — в 1,1– 1,7 раза (при массовой доле сухого обезжиренного молочного остатка 7 и 10%). Образцы мороженого, подвергнутые гидролизу лактозы, отличались высокой дисперсностью структурных элементов, характерной для традиционного продукта, а также улучшением показателей текстуры и повышением ощущения сладости. Комплекс исследований по изучению показателей качества мороженого с массовой долей жира 15% показал, что изменение массовой доли СОМО при проведении ферментативного гидролиза лактозы приводит к формированию различающихся структурномеханических и органолептических показателей, что необходимо учитывать при составлении ассортимента и при разработке рецептурного состава низколактозных продуктов.

1. Alves, A.B., Santos Junior, W.F. dos., Faria, W.C.S., Nascimento, E., Lanzarin, M., Siqueira, P.B. et al. (2021). Development, characterization, and shelf-life of lactose-free artisan ice cream produced with different bases. Research, Society and Development, 10(9), Article e3210912712. http://doi.org/10.33448/rsd-v10i9.12712

2. Szilagyi, A., Ishayek, N. (2018). Lactose Intolerance, Dairy Avoidance, and Treatment Options. Nutrients, 10(12), Article 1994. https://doi.org/10.3390/nu10121994

3. Batista, R.A.B., Assunção, D.C.B., de Oliveira Panaforte, F.R., Japur, C.C. (2018). Lactose in processed foods: Evaluating the availability of information regarding its amount. Ciência & Saúde Coletiva, 23(12), 4119–4128. https://doi.org/10.1590/1413–812320182312.21992016 (In Portuguese)

4. Dekker, P.J., Koenders, D., Bruins, M.J. (2019). Lactose-free dairy products: Market developments, production, nutrition and health benefits. Nutrients, 11(3), Article 551. https://doi.org/10.3390/nu11030551

5. Brown-Esters, O.N., Namara, P.M., Savaiano, D.A. (2012). Dietary and biological factors influencing. International Dairy Journal, 22(2), 98–103. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2011.09.010

6. Khrundin, D.V., Ponomarev, V. Ya, Yunusov, E. Sh. (2022). Fermented oat milk as a base for lactose-free sauce. Foods and Raw Materials, 10(1), 155–162. https://doi.org/10.21603/2308–4057–2022–1–155–162

7. Dominici, S., Marescotti, F., Sanmartin, C., Macaluso, M., Taglieri, I., Venturi, F., et al. (2022). Lactose: Characteristics, food and drug-related applications, and its possible substitutions in meeting the needs of people with lactose intolerance. Foods, 11(10), Article 1486. https://doi.org/10.3390/foods11101486

8. Mullan, M. (2023). Controlling the hardness of ice cream, gelato and similar frozen desserts. Food Science and Technology. https://doi.org/10.1002/fsat.3510_3.x (unpublished data)

9. Syed, Q.A., Anwar, S., Shukat, R., Zahoor, T. (2018). Effects of different ingredients on texture of ice cream. Journal of Nutritional Health & Food Engineering, 8(6), 422–432. https://doi.org/10.15406/jnhfe.2018.08.00305

10. Ademosun, A.O. (2021). Glycemic properties of soursop-based ice cream enriched with moringa leaf powder. Foods and Raw Materials, 9(2), 207–214. https://doi.org/10.21603/2308–4057–2021–2–207–214

11. Shafique, B., Mahmood, S., Alam, M.Q., Saeed, W. (2019). Dynamic concerns of protein ice-cream: An analysis. Acta Scientifci Nutritional Health, 3(11), 73–78. https://doi.org/10.31080/ASNH.2019.03.0490

12. Ibrahim, S.A., Gyawali, R., Awaisheh, S.S., Ayivi, R.D., Silva, R.C., Subedi, K. et al. (2021). Fermented foods and probiotics: An approach to lactose intolerance. Journal of Dairy Research, 88(3), 357–365. https://doi.org/10.1017/s0022029921000625

13. Ahmed, J.A.O., Ali H., El-Zubeir, I.E.M. (2020). The effect of lactose hydrolysis on rheological, physical and sensory characteristics of frozen yoghurt. International Journal of Latest Research in Science and Technology, 9(1), 9–14.

14. Skryplonek, K., Henriques, M., Gomes, D., Viegas, J., Fonseca, C., Pereira, C. et al. (2019). Characteristics of lactose-free frozen yogurt with κ-carrageenan and corn starch as stabilizers. Journal of Dairy Science, 102(9), 7838–7848. https://doi.org/10.3168/jds.2019–16556

15. Tsuchiya, A.C., da Silva, A. da G.M., Brandt, D., Kalschne, D.L., Drunkler, D.A., Colla, E. (2017). Lactose reduced ice cream enriched with whey powder. Semina-Ciencias Agrarias, 38(2), 749–758. http://doi.org/10.5433/1679–0359.2017v38n2p749

16. Арсеньева, Т.П., Яковлева, Ю.А., Максотова, Р.М., Оразбек, А.О. (2012). Низколактозное сливочное мороженое для диабетиков. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств, 1, Статья 11.

17. Osmak, T., Mleko, S., Bass, O., Mykhalevych, A., Kuzmyk, U. (2021). Enzymatic hydrolysis of lactose in concentrates of reconstituted demineralized whey, intended for ice cream production. Ukrainian Food Journal, 10(2), 277–288. https://doi.org/10.24263/2304–974X-2021–10–2–6

18. Nivetha, A., Mohanasrinivasan, V. (2–3 May, 2017). Mini review on role of β-galactosidase in lactose intolerance. The 14th International Conference on Science, Engineering the Technology (14th ICSET2017), 263(2), Article 022046. https://doi.org/10.1088/1757–899x/263/2/022046

19. Matak, K.E., Wilson, J.H., Duncan, S.E., Wilson, E.J., Hackney, C.R., Sumner, S.S. (2003). The influence of lactose hydrolysis on the strength and sensory characteristics of vanilla ice cream. Transactions of the ASABE, 46(6), 1586–1593. https://doi.org/10.13031/2013.15621

20. Abbasi, S., Saeedabadian, A. (2015). Influences of lactose hydrolysis of milk and sugar reduction on some physical properties of ice cream. Journal of Food Science and Technology, 52, 367–374. https://doi.org/10.1007/s13197–013–1011–1

21. Rosolen, M.D., Gennari, A., Volpato, G., de Souza, C.F.V., (2015). Lactose hydrolysis in milk and dairy whey using microbial β-galactosidases. Enzyme Research, 2015, Article 806240. https://doi.org/10.1155/2015/806240

22. Adhikari, K., Dooley, L.M., Chambers IV, E., Bhumiratana, N. (2010). Sensory characteristics of commercial lactose-free milks manufactured in the United States. LWT — Food Science and Technology, 43(1), 113–118. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2009.06.017

23. de Medeiros, A.C., Filho, E.R.T, Bolini, H.M.A. (2019). Impact of natural and artificial sweeteners compounds in the sensory profile and preference drivers applied to traditional, lactose-free, and vegan frozen desserts of chocolate flavor. Journal of Food Science, 84(10), 2973–2982. https://doi.org/10.1111/1750–3841.14806

24. Özdemir, C., Arslaner, A., Özdemir, S., Uğurlu, G. (2018). Ice-Cream Production from Lactose-Free UHT Milk. Journal of Food Science and Engineering, 8, 210–214. http://doi.org/10.17265/2159–5828/2018.05.003

25. Гурский, И.А., Творогова, А.А. (2022). Влияние концентратов сывороточных белков на технологические и органолептические показатели качества мороженого. Техника и технология пищевых производств, 52(3), 439–448. https://doi.org/10.21603/2074–9414–2022–3–2376

26. Alvárez, V.B., Wolters, C.L., Vodovotz, Y., Ji, T. (2005). Physical properties of ice cream containing milk protein concentrates. Journal of Dairy Science, 88(3), 862–871. https://doi.org/10.3168/jds.S0022–0302(05)72752–1

27. Tvorogova, A.A., Gurskiy, I.A., Shobanova, T.V., Smykov, I.T. (2023). Effect of protein concentrates and isolates on the rheological, structural, thermal and sensory properties of ice cream. Current Research in Nutrition and Food Science, 11(1), 294–306. http://doi.org/10.12944/CRNFSJ.11.1.22

28. Baer, R.J., Keating, K.R. (1987). Determination of ice cream mix freezing points: A comparison of methods. Journal of Dairy Science, 70(3), 555–558. https://doi.org/10.3168/jds.S0022–0302(87)80040–1

29. Milliatti, M.C., Lannes, S.C. da S. (2018). Impact of stabilizers on the rheological properties of ice creams. Food Science and Technology, 38(4), 733–739. https://doi.org/10.1590/fst.31818

30. Junior, E.D., Lannes, S.C. (2011). Effect of different sweetener blends and fat types on ice cream properties. Food Science and Technology International, 31(1), 217–220. https://doi.org/10.1590/S0101–20612011000100033

31. Chang, Y., Hartel, R.W. (2002). Stability of air cells in ice cream during hardening and storage. Journal of Food Engineering, 55(1), 59–70. https://doi.org/10.1016/S0260–8774(01)00242–4

32. Hagiwara, T., Hartel, R.W. (1996). Effect of sweetener, stabilizer, and storage temperature on ice recrystallization in ice cream. Journal of Dairy Science, 79(5), 735–744. https://doi.org/10.3168/jds.S0022–0302(96)76420–2

33. Guo, M., Wang, G. (2016). Whey protein polymerisation and its applications in environmentally safe adhesives. International Journal of Dairy Technology, 69(4), 481–488. http://doi.org/10.1111/1471–0307.12303

34. Goff, H.D., Hartel, R.W. (2013). Ice Cream. Boston, MA: Springer, 2013.

35. Roy, S., Hussain, S.A., Prasad, W.G., Khetra, Y. (2021). Quality attributes of high protein ice cream prepared by incorporation of whey protein isolate. Applied Food Research, 2(1), Article 100029. https://doi.org/10.1016/j.afres.2021.100029

36. Koeferli, C.R.S., Piccinali, P., Sigrist, S. (1996). The influence of fat, sugar and nonfat milk solids on selected taste, flavor and texture parameters of a vanilla icecream. Food Quality and Preference, 7(2), 69–79. https://doi.org/10.1016/0950–3293(95)00038–0