ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7234| Title: | Розробка технології функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин |
| Authors: | Осипенкова, Ірина Іванівна Кам'янецький, Вадим Іванович |
| Keywords: | біологічно-активні речовини;функціональний напій;органолептичні показники;стевія |
| Issue Date: | 26-Jan-2026 |
| Abstract: | Магістерська робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю 181– Харчові технології, освітня програма «Харчові технології»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2026. Метою даної магістерської роботи є розробка та обґрунтування рецептур функціональних безалкогольних овочевих напоїв на основі гарбуза з використанням ароматичних добавок та натуральних цукрозамінників. Об’єктом дослідження є овочеві соки та їх поєднання для створення збалансованих за смаком і функціональною цінністю напоїв. Предметом дослідження є технологічні та рецептурні рішення для отримання напоїв з високою біологічною цінністю та привабливими органолептичними характеристиками. У роботі розроблено три варіанти овочевих напоїв: 1. Освіжаючий зелений– на основі гарбуза, огірка та шпинату з ароматичною корекцією лимонним соком та м’ятою. Для підсолодження використано сік топінамбура. 2. Солодко-пряний– поєднання гарбуза, моркви та селери з імбирем і корицею. Цукрозамінником виступає мед. 3. Яскравий та кислуватий– комбінація гарбуза, буряка та огірка з лимонною цедрою і кропом, підсолоджена стевією |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7234 |
| Appears in Collections: | 181 Харчові технології (Харчові технології) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ-Кам'янецький_2026.pdf Restricted Access | Магістерська робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю 181– Харчові технології, освітня програма «Харчові технології»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2026. Метою даної магістерської роботи є розробка та обґрунтування рецептур функціональних безалкогольних овочевих напоїв на основі гарбуза з використанням ароматичних добавок та натуральних цукрозамінників. Об’єктом дослідження є овочеві соки та їх поєднання для створення збалансованих за смаком і функціональною цінністю напоїв. Предметом дослідження є технологічні та рецептурні рішення для отримання напоїв з високою біологічною цінністю та привабливими органолептичними характеристиками. У роботі розроблено три варіанти овочевих напоїв: 1. Освіжаючий зелений– на основі гарбуза, огірка та шпинату з ароматичною корекцією лимонним соком та м’ятою. Для підсолодження використано сік топінамбура. 2. Солодко-пряний– поєднання гарбуза, моркви та селери з імбирем і корицею. Цукрозамінником виступає мед. 3. Яскравий та кислуватий– комбінація гарбуза, буряка та огірка з лимонною цедрою і кропом, підсолоджена стевією | 1.72 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
АНОТАЦІЯ Кам’янецький В.І. Розробка технології функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин Магістерська робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітня програма «Харчові технології» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2026. Метою даної магістерської роботи є розробка та обґрунтування рецептур функціональних безалкогольних овочевих напоїв на основі гарбуза з використанням ароматичних добавок та натуральних цукрозамінників. Об’єктом дослідження є овочеві соки та їх поєднання для створення збалансованих за смаком і функціональною цінністю напоїв. Предметом дослідження є технологічні та рецептурні рішення для отримання напоїв з високою біологічною цінністю та привабливими органолептичними характеристиками. У роботі розроблено три варіанти овочевих напоїв: 1. Освіжаючий зелений – на основі гарбуза, огірка та шпинату з ароматичною корекцією лимонним соком та м’ятою. Для підсолодження використано сік топінамбура. 2. Солодко-пряний – поєднання гарбуза, моркви та селери з імбирем і корицею. Цукрозамінником виступає мед. 3. Яскравий та кислуватий – комбінація гарбуза, буряка та огірка з лимонною цедрою і кропом, підсолоджена стевією. Ключові слова: біологічно-активні речовини, функціональний напій, органолептичні показники, гарбуз, селера, стевія. 4 ANNOTATION Kamianetsky V.I. Development of technology for functional vegetable beverages with increased content of biologically active substances Master's thesis for the degree of Master in specialty 181 - Food Technology, educational program "Food Technology" - Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2026. The purpose of this master's thesis is to develop and substantiate recipes for functional soft vegetable drinks based on pumpkin using aromatic additives and natural sugar substitutes. The object of research is vegetable juices and their combination to create drinks that are balanced in taste and functional value. The subject of research is technological and prescription solutions for obtaining drinks with high biological value and attractive organoleptic characteristics. Three variants of vegetable drinks have been developed in the work: 1. Refreshing green – based on pumpkin, cucumber and spinach with aromatic correction with lemon juice and mint. Jerusalem artichoke juice was used for sweetening. 2. Sweet spicy – combination of pumpkin, carrot and celery with ginger and cinnamon. Honey is a sugar substitute. 3. Bright and sour – combination of pumpkin, beetroot and cucumber with lemon zest and dill, sweetened with stevia. Key words: biologically active substances, functional drink, organoleptic indicators, pumpkin, celery, stevia. 5 ЗМІСТ ВСТУП……………………………………………………………… 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ…… 10 1.1 Функціональні напої та їх значення у сучасному харчуванні ……... 10 1.2 Овочева сировина як джерело біологічно активних речовин 13 1.2.1 Основні групи біологічно активних речовин овочів та їх фізіологічна дія 15 1.2.2 Вплив технологічних процесів на збереження біологічно активних речовин 18 1.2.3 Використання цукрозамінників при виготовленні функціональних напоїв 19 1.3 Показники якості, безпечності та функціональної ефективності овочевих напоїв 23 2. ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ………………………. 29 2.1 Методика виконання роботи………………………………………. 29 2.2 Об’єкти дослідження………………………………………………... 33 2.3 Методи дослідження……………………………………………….. 35 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА……………………………… 38 3.1 Фізико-хімічна характеристика сировини………………………….. 38 3.2 Розроблення рецептури функціональних овочевих напоїв……….. 45 3.3 Фізико-хімічна характеристика напоїв…………………………….. 52 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА……………………………………….. 55 4.1 Принципова технологічна виготовлення функціональних овочевих напоїв ………………………………………………………………… 55 4.2 Дослідження критичних контрольних точок HACCP……………. 60 4.3. Органолептична оцінка напоїв…………………………………….. 62 4.3 Розрахунок соціально-економічної ефективності………………….. 66 ВИСНОВКИ……………………………………………………….. 69 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ …………………….. 71 6 ВСТУП Сутність теорії здорового харчування спрямована на споживання продуктів, які підвищують стійкість організму до захворювань, узгоджують та регулюють різноманітні фізіологічні процеси в організмі, що дозволяє людині довгий час вести активний спосіб життя. Сучасна світова індустрія функціональних напоїв включає виробництво молочних і соєвих напоїв, соків, газованих напоїв, енергетичних і спортивних напоїв, холодного чаю, порошкоподібних напівфабрикатів тощо. В цілому, функціональні властивості харчових продуктів визначаються біологічними та фармакологічними властивостями їх складових інгредієнтів. Вони повинні мати природне походження, вживатися перорально, як звичайна їжа, бути безпечними з погляду збалансованого харчування, корисними для здоров'я, мати точно визначені фізико-хімічні показники. Не дивлячись на існуючий широкий асортимент оздоровчих напоїв, багато вчених продовжують активно працювати в цьому напрямку, адже проблема їх створення не втратила своєї актуальності. Функціональні овочеві напої з підвищеним вмістом біологічно активних речовин є перспективним напрямком розвитку харчової промисловості з огляду на зростаючий попит на продукти оздоровчого та профілактичного призначення. Сучасні тенденції харчування орієнтовані на споживання натуральних продуктів, які не лише забезпечують організм енергією, а й сприяють підтриманню здоров’я, підвищенню імунітету та зниженню ризику розвитку неінфекційних захворювань. Овочева сировина є цінним джерелом біологічно активних речовин, зокрема вітамінів (С, групи В, β-каротину), мінеральних елементів, поліфенольних сполук, флавоноїдів, харчових волокон та природних антиоксидантів. Регулярне споживання напоїв на основі овочів сприяє нормалізації обміну речовин, детоксикації організму, покращенню 7 функціонального стану шлунково-кишкового тракту та серцево-судинної системи. Перспективність виробництва функціональних овочевих напоїв також зумовлена можливістю цілеспрямованої корекції їх складу залежно від очікуваного оздоровчого ефекту. Збагачення напоїв екстрактами рослинної сировини, пребіотиками, органічними кислотами або антиоксидантними комплексами дозволяє створювати продукти з імуномодулюючими, антиоксидантними, гепатопротекторними та протизапальними властивостями. Це відкриває широкі можливості для профілактики функціональних порушень та підтримки здоров’я різних груп населення. З позиції оздоровчого ефекту важливим є застосування сучасних щадних технологій переробки, які забезпечують максимальне збереження біологічно активних речовин. Використання ультразвукової екстракції, високого тиску, мембранних процесів та мінімальної термічної обробки дозволяє підвищити біодоступність корисних компонентів і зберегти природну харчову цінність напоїв. Таким чином, виробництво функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин є перспективним напрямком з точки зору оздоровчого харчування, оскільки поєднує профілактичний ефект, натуральність складу та технологічні можливості створення продуктів, орієнтованих на підтримання та зміцнення здоров’я населення. Мета роботи. Розробка функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин Для досягнення поставленої мети було вирішено наступні завдання: ‒ обґрунтувати застосування овочевої сировини у виробництві функціональнихо напоїв; ‒ обґрунтувати застосування цукрозамінників при виробництві овочевих функціональних напоїв; ‒ дослідити фізико-хімічні показники сировини; 8 ‒ розробити три рецептури овочевого функціонального напою з використанням гарбуза; ‒ підібрати цукрозамінник рослинного походження; ‒ розробити технології овочевих функціональних напоїв на основі гарбуза; ‒ дослідити отриманий напій за органолептичними та фізико- хімічними показниками. Об’єкт дослідження: технологія овочевого функціонального напою підвищеної біологічної цінності, Предмет дослідження: біологічно-активні речовини, біологічно цінні рослини, овочева сировина, овочеві функціональні напої. Методи дослідження: стандартизовані та спеціальні фізико-хімічні, органолептичні, аналітичні, експериментально-статистичні методи аналізу сировини, матеріалів, готового напою. Наукова новизна роботи. Науково обґрунтовано технологію овочевих напоїв функціонального призначення. Апробація результатів роботи. Основні результати досліджень доповідались і обговорювались на: 9-ій Міжнародній науково-практичній конференції «Інтеграційні та інноваційні напрями розвитку харчової промисловості» (Черкаси, 2025 рр.). 9 РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ 1.1. Функціональні напої та їх значення у сучасному харчуванні У наукових дослідженнях останніх десятиліть функціональне харчування розглядається як один із ключових напрямів профілактичної медицини та нутриціології. Зміна способу життя, зростання частки рафінованих продуктів у раціоні та зниження рівня споживання натуральної рослинної їжі призвели до поширення дефіциту мікронутрієнтів і біологічно активних речовин. У зв’язку з цим актуалізується потреба у продуктах, які поряд із забезпеченням енергетичних потреб організму виконують регуляторну та захисну функції. Функціональні напої відносяться до категорії харчових продуктів, споживання яких спрямоване не лише на задоволення фізіологічної потреби в рідині, а й на підтримку нормальної життєдіяльності організму та профілактику аліментарно-залежних захворювань. У науковій літературі функціональні напої визначають як продукти, що містять біологічно активні компоненти (вітаміни, мінеральні речовини, харчові волокна, антиоксиданти, поліфеноли), здатні впливати на обмінні процеси та імунний статус людини [1–3]. За останні роки спостерігається суттєве зростання ринку функціональних напоїв у світі та в Україні, що зумовлено збільшенням інтересу населення до здорового способу життя, профілактики хронічних захворювань і підвищенням споживчої культури [4–6]. Особливо актуальними є овочеві напої, які завдяки низькому вмісту простих цукрів і високому вмісту антиоксидантів можуть ефективно включатися в дієтичні та профілактичні раціони [7, 8]. Функціональні напої займають особливе місце серед таких продуктів, оскільки рідка форма сприяє швидкому засвоєнню фізіологічно активних 10 компонентів і дозволяє ефективно коригувати харчовий статус різних груп населення. Аналіз наукових джерел свідчить, що функціональні напої визначаються як харчові продукти, збагачені інгредієнтами, здатними чинити позитивний вплив на одну або кілька функцій організму людини. При цьому обов’язковою умовою є науково обґрунтована ефективність таких компонентів та їх безпечність при регулярному споживанні. У роботах вітчизняних і зарубіжних дослідників наголошується, що функціональні напої не є лікарськими засобами, однак їх систематичне споживання сприяє зниженню ризику розвитку хронічних неінфекційних захворювань та підтриманню фізіологічного гомеостазу. Значна увага у літературі приділяється дослідженню складу функціональних напоїв. Найбільш поширеними біологічно активними речовинами є вітаміни, мінеральні елементи, поліфенольні сполуки, флавоноїди, каротиноїди, органічні кислоти, харчові волокна, пребіотики та пробіотики. Рослинні напої характеризуються високим вмістом природних антиоксидантів, які забезпечують захист клітин від окисного стресу. Харчові волокна та пребіотики сприяють нормалізації мікробіоценозу кишечника, покращенню процесів травлення та зниженню глікемічного навантаження. На основі узагальнення експериментальних та клінічних досліджень встановлено, що функціональні напої чинять комплексний оздоровчий вплив на організм. Антиоксидантні напої знижують інтенсивність вільнорадикальних процесів, що є одним із факторів розвитку серцево- судинних і нейродегенеративних захворювань. Функціональні напої з вмістом пробіотичних культур і пребіотиків сприяють відновленню кишкової мікрофлори, підвищенню імунної резистентності організму та покращенню загального самопочуття. Окремі дослідження підтверджують їх позитивний вплив на ліпідний обмін і регуляцію маси тіла. 11 Аналітичний огляд літератури показує, що функціональні напої рослинного походження, зокрема овочеві, мають значні переваги порівняно з традиційними солодкими напоями. Вони характеризуються нижчою енергетичною цінністю, відсутністю синтетичних добавок та високим вмістом мікронутрієнтів. Овочеві напої рекомендовані для включення до раціонів осіб із порушеннями обміну речовин, підвищеним рівнем холестерину та зниженим імунітетом. Їх використання відповідає принципам здорового та збалансованого харчування. Окремий напрям досліджень присвячений використанню вторинних продуктів переробки рослинної сировини як джерела біологічно активних речовин. Вичавки, висівки, шроти містять значну кількість харчових волокон, фенольних сполук та мінеральних елементів. Наукові публікації підтверджують доцільність залучення такої сировини до виробництва функціональних напоїв, що дозволяє підвищити їх біологічну цінність та реалізувати принципи безвідходних і ресурсозберігаючих технологій. У сучасних дослідженнях підкреслюється важливість застосування інноваційних технологій, спрямованих на збереження біологічно активних речовин. Традиційна теплова обробка може призводити до втрат вітамінів і антиоксидантів, що знижує функціональну цінність продукту. Використання ультразвукової екстракції, високого гідростатичного тиску, мембранних технологій та ферментативної обробки дозволяє підвищити екстракцію цінних компонентів та їх біодоступність. Таким чином, аналіз літературних джерел свідчить, що функціональні напої є важливим компонентом сучасного харчування та ефективним засобом профілактики аліментарно зумовлених захворювань. Їх розробка базується на науково обґрунтованому доборі сировини, біологічно активних інгредієнтів і сучасних технологій виробництва. Отримані дані підтверджують перспективність подальших досліджень, 12 спрямованих на створення нових видів функціональних напоїв із підвищеним вмістом біологічно активних речовин та оцінку їх оздоровчого ефекту. 1.2. Овочева сировина як джерело біологічно активних речовин Овочева сировина є одним із найбільш цінних джерел біологічно активних речовин (БАР), що зумовлює її широке використання у функціональному харчуванні. За даними наукових досліджень, овочі містять значну кількість вітамінів (аскорбінову кислоту, токофероли, вітаміни групи В), мінеральних елементів, каротиноїдів, поліфенольних сполук та харчових волокон [9, 10]. Капрельянц Л. В. та Дорохович А. М. зазначають, що біологічно активні речовини рослинної сировини перебувають у природно збалансованих комплексах, що забезпечує їх високу біодоступність і фізіологічну ефективність при використанні у складі харчових продуктів, зокрема напоїв [9]. Сімахіна Г. О. та Стеценко Н. О. довели, що овочева сировина є стабільним джерелом аскорбінової кислоти та Р-активних речовин, які зберігають свою активність за умови застосування щадних технологій переробки [11]. У працях зарубіжних і вітчизняних учених значна увага приділяється дослідженню антиоксидантних властивостей овочів. Shahidi F. та Ambigaipalan P. встановили, що поліфенольні сполуки та каротиноїди овочевої сировини ефективно нейтралізують вільні радикали та знижують рівень окисного стресу в організмі [15]. Дослідження показують, що буряк, морква, гарбуз, томати та листові овочі характеризуються високою антиоксидантною активністю, що робить їх перспективною сировиною для створення функціональних напоїв антиоксидантної дії [14, 17]. Barba F. J. та співавтори довели, що овочеві напої, отримані з використанням сучасних методів обробки, зберігають значну частину біологічно активних компонентів [20]. 13 Аналіз літературних джерел свідчить, що овочева сировина активно використовується у виробництві функціональних безалкогольних напоїв. Corbo M. R. та Bevilacqua A. зазначають, що овочеві соки є перспективною основою для функціональних напоїв завдяки низькій калорійності, високому вмісту БАР та відсутності надлишку простих цукрів [17]. Вітчизняні дослідники Ткаченко Н. А. та Кузьменко О. М. у своїх роботах обґрунтували доцільність використання морквяного, бурякового та гарбузового соків для створення напоїв профілактичного призначення, зазначивши їх позитивний вплив на органолептичні та функціональні властивості готової продукції [18]. Окремий напрям наукових досліджень присвячений розробці ферментованих овочевих напоїв. Granato D. та співавтори встановили, що овочеві соки є сприятливим середовищем для розвитку пробіотичних культур, що дозволяє створювати напої з комбінованою антиоксидантною та пробіотичною дією [14]. Арпуль О. В., Жукова Н. В. та Усатюк О. М. досліджували можливість збагачення безалкогольних напоїв рослинними екстрактами, отриманими з овочевої та лікарської рослинної сировини, та довели ефективність такого підходу з точки зору підвищення біологічної цінності продукту [19]. Сучасні наукові підходи передбачають залучення вторинної овочевої сировини (вичавок, пюре, концентратів) до виробництва функціональних напоїв. Mudgil D. та Barak S. показали, що вторинна рослинна сировина є цінним джерелом харчових волокон і фенольних сполук, які можуть ефективно використовуватись для підвищення функціональної спрямованості напоїв [16]. Використання вторинної овочевої сировини відповідає принципам сталого розвитку та ресурсозбереження, що також підкреслюється у сучасних наукових публікаціях [13]. Таким чином, аналіз наукових джерел свідчить, що овочева сировина є перспективним і науково обґрунтованим джерелом біологічно активних 14 речовин для виробництва функціональних напоїв. Роботи вітчизняних і зарубіжних учених підтверджують доцільність використання овочевих соків, пюре та екстрактів у складі напоїв оздоровчого та профілактичного призначення. 1.2.1. Біологічно активні речовини овочевих напоїв та їх фізіологічна дія До основних груп БАР овочевих напоїв належать: ‒ антиоксиданти (поліфеноли, каротиноїди, вітамін с), що зменшують оксидативний стрес і захищають клітини від пошкодження; ‒ харчові волокна, що покращують функціонування травної системи та мікробіоценоз кишечника; ‒ мінеральні елементи та вітаміни, які підтримують обмін речовин, імунітет та енергетичний баланс . Біологічно активні речовини овочевих напоїв представлені різними групами органічних сполук, кожна з яких має специфічні властивості і впливає на фізіологічні процеси організму. Однією з основних груп є поліфеноли, до яких належать флавоноїди, фенольні кислоти, таніни та лігнани. Ці сполуки містяться у таких овочах, як цибуля, броколі, шпинат, буряк та зелений перець і забезпечують антиоксидантний захист, підтримують серцево-судинну систему, знижують запальні процеси та регулюють обмін речовин. Каротиноїди, включаючи β‑каротин, лютеїн та зеаксантин, зустрічаються в моркві, гарбузі, помідорах і червоному перці, визначають забарвлення овочів і виконують функції антиоксидантів, попередників вітаміну А, сприяють зміцненню імунної системи, здоров’ю шкіри та підтримці зору. Вітаміни, такі як аскорбінова кислота, токофероли, тіамін, рибофлавін, ніацин та фолієва кислота, присутні у зеленому перці, броколі, шпинаті, томатах і капусті і беруть участь у регуляції метаболізму, підтримці імунітету, антиоксидантному захисті та нормальному 15 функціонуванні органів і тканин. Харчові волокна, що включають клітковину, пектин та геміцелюлози, знаходяться у буряку, моркві, гарбузі та селері і сприяють нормалізації травлення, підтримці кишкової мікрофлори, регуляції рівня глюкози і холестерину, а також виведенню токсичних речовин. Органічні кислоти, серед яких яблучна, лимонна та щавлева, містяться в помідорах, буряку, шпинаті та селері, забезпечують підтримку кислотно-лужного балансу, покращують засвоєння мінералів і стимулюють травлення. Сірковмісні сполуки, такі як глюкозиніти та алліцин, що зустрічаються у капусті, цибулі та часнику, володіють протизапальною та антибактеріальною активністю, зміцнюють серцево-судинну систему і імунітет. Глікозиди та інші фітонутрієнти, зокрема антоціани та сапоніни, присутні у червоному буряку, баклажані та червоному перці і забезпечують антиоксидантний захист, підтримку роботи серця і судин та регуляцію обміну речовин. Комплексне поєднання різних класів біологічно активних речовин у складі овочевих напоїв дозволяє створювати продукти з високою функціональною цінністю, здатні підтримувати загальний стан організму, нормалізувати травлення, зміцнювати імунну систему, знижувати ризик розвитку хронічних захворювань і забезпечувати комплексну антиоксидантну підтримку. Біологічно активні речовини овочевих напоїв складають різноманітну групу природних сполук, які не належать до основних нутрієнтів, проте виконують важливі регуляторні та оздоровчі функції в організмі людини. До їх складу входять поліфеноли, каротиноїди, вітаміни, харчові волокна, органічні кислоти, сірковмісні сполуки, глікозиди та інші фітонутрієнти. Поліфеноли, представлені флавоноїдами, фенольними кислотами, танінами та лігнанами, містяться у цибулі, броколі, шпинаті, буряку та зеленому перці і сприяють захисту клітин від окисного стресу, зниженню запальних процесів, підтримці серцево-судинної системи та регуляції обміну речовин. Каротиноїди, такі як β‑каротин, лютеїн та зеаксантин, що надають овочам забарвлення і присутні в моркві, гарбузі, помідорах та червоному перці, 16 мають антиоксидантну активність, беруть участь у підтримці зору, зміцненні імунітету та стану шкіри. Вітаміни, включаючи аскорбінову кислоту, токофероли, тіамін, рибофлавін, ніацин та фолієву кислоту, що містяться у зеленому перці, броколі, шпинаті, томатах та капусті, забезпечують підтримку обміну речовин, зміцнюють імунну систему, підвищують антиоксидантний захист та сприяють нормальному функціонуванню тканин і органів. Харчові волокна, такі як клітковина, пектин та геміцелюлоза, що присутні у буряку, моркві, гарбузі та селері, беруть участь у нормалізації травлення, підтримці здорової мікрофлори кишечника, регулюють рівень глюкози та холестерину, сприяють виведенню токсичних речовин і підтримці обміну поживних речовин. Органічні кислоти, включаючи яблучну, лимонну та щавлеву, що містяться в помідорах, буряку, шпинаті та селері, підтримують кислотно-лужний баланс організму, покращують біодоступність мінеральних речовин, стимулюють травлення та активізують метаболічні процеси. Сірковмісні сполуки, такі як глюкозиніти та алліцин, що зустрічаються у капусті, цибулі та часнику, володіють протизапальними та антибактеріальними властивостями, зміцнюють серцево-судинну систему, стимулюють імунітет і захищають організм від патогенних мікроорганізмів. Глікозиди та інші фітонутрієнти, серед яких антоціани та сапоніни, що містяться у червоному буряку, баклажані та червоному перці, забезпечують антиоксидантний захист, підтримують роботу серця і судин, регулюють обмін речовин та сприяють загальному оздоровленню організму. Комбінування різних овочевих соків і екстрактів у складі напоїв дозволяє створювати функціональні продукти з високою біологічною цінністю, здатні комплексно впливати на організм людини, забезпечуючи одночасне надходження антиоксидантів, вітамінів, мінералів, харчових волокон та специфічних фітонутрієнтів. Такі напої сприяють профілактиці хронічних захворювань, підтримці імунної системи, нормалізації травлення та метаболічних процесів, зміцненню серцево-судинної системи та 17 загальному оздоровленню організму. Завдяки цьому овочеві напої стають важливим елементом сучасного функціонального харчування, поєднуючи користь свіжої сировини з доступністю продукту для широкого кола споживачів. 1.2.2. Вплив технологічних процесів на збереження біологічно активних речовин Збереження біологічно активних речовин у овочевих напоях значною мірою залежить від технологічних процесів, що застосовуються при їх виробництві. Традиційні методи термічної обробки, такі як пастеризація та стерилізація, призводять до часткової деградації чутливих компонентів. Наприклад, аскорбінова кислота руйнується під дією високих температур і кисню, що зменшує антиоксидантний потенціал напою. Каротиноїди, такі як β‑каротин та лютеїн, при тривалому нагріванні та світловому впливі можуть втрачати стабільність і частково переходити у неактивні ізомери. Поліфеноли та антоціани чутливі до підвищеної температури, змін pH та тривалого зберігання, що знижує їх здатність захищати клітини від окисного стресу. Харчові волокна, хоча і більш термостабільні, при інтенсивній термічній обробці можуть частково руйнуватися та змінювати свої структурні властивості. Для збереження біологічно активних речовин у сучасних функціональних овочевих напоях застосовуються щадні технології. Холодне пресування дозволяє отримати соки та напої без нагрівання, зберігаючи вітаміни, поліфеноли, каротиноїди та інші фітонутрієнти в максимальній концентрації. Ультразвукова екстракція підвищує вихід розчинних поліфенолів та антиоксидантів із рослинної сировини, одночасно зберігаючи термочутливі компоненти. Мембранні методи, такі як ультрафільтрація та нанофільтрація, дозволяють видаляти мікробіологічні забруднення без нагрівання, що запобігає втраті вітамінів і каротиноїдів. Використання 18 високого гідростатичного тиску забезпечує стерилізацію готових напоїв при низьких температурах, що значно покращує збереження термочутливих сполук. Мікрохвильова та інфрачервона обробка, у порівнянні з класичною термічною обробкою, скорочує час нагрівання і тим самим знижує руйнування антиоксидантів та вітамінів. Окрім вибору технології обробки, на збереження біологічно активних речовин впливає і умови зберігання. Напої, що зберігаються при низьких температурах та в темній герметичній упаковці, зберігають більшу частину антиоксидантів, вітамінів, каротиноїдів та поліфенолів протягом тривалого часу. Додатково застосування контролю рН, мінімізація контактів із киснем та використання антиоксидантних добавок можуть підвищити стабільність чутливих компонентів. Таким чином, вплив технологічних процесів на збереження біологічно активних речовин у овочевих напоях є визначальним для їхньої функціональної цінності. Використання щадних методів обробки, сучасних технологій екстракції та оптимізація умов зберігання дозволяє отримати продукти з максимальною концентрацією вітамінів, поліфенолів, каротиноїдів, харчових волокон та інших фітонутрієнтів, що забезпечує комплексний оздоровчий ефект і високий антиоксидантний потенціал. 1.2.3 Використання цукрозамінників при виготовленні функціональних напоїв В сучасних умовах стрімко кількість населення, що хворіє на діабет другого типу та ожиріння. Основними причинами цього є шкідливі харчові звички та зниження фізичної активності. Такі метаболічні розлади стали помітною проблемою для галузі охорони здоров’я, причому як в промислових країнах, так і в тих, що знаходяться на шляху розвитку [21]. Хворі на цукровий діабет, змушені відмовлятися від харчових продуктів і напоїв із високим вмістом легкозасвоюваних вуглеводів та 19 цукрів. Проте для людини, яка усе своє життя ласувала солодощами, психологічно дуже важко дотримуватись такого обмеження, і вона інколи спокушається солоденькими стравами та напоями [22]. Для забезпечення потреб цієї категорії населення, в першу чергу, необхідно розширювати асортимент продукції, яка була б смачною та корисною [21]. Найбільш поширеним напрямком досліджень сучасної харчової науки є виготовлення продуктів, у яких замість сахарози частково або повністю використовуються цукрозамінники. Цукрозамінники або підсолоджувачі, які використовуються при виготовленні функціональних напоїв можуть бути різними за природою та походженням. Найчастіше використовують такі штучні підсолоджувачі, як сукралоза, ацесульфам калію та аспартам. Проте, в умовах сьогодення більшої популярності набувають натуральні підсолоджувачі [23]. Серед широкого різноманіття натуральних цукрозамінників все більшої уваги здобуває стевієя. Стевія відноситься до багаторічних, тропічних культур і нараховує 180 видів у світі. Зі 180 видів стевії листя тільки одного виду Stevіа rebaudiana Веrtonі мають високу ступінь солодкості та використовується для виробництва натуральних цукрозамінників. Це пояснюється тим, що листя даного виду стевії виробляють дитерпенові глікозиди – стевіозид і ребаудіозиди. Вони непоживні, нетоксичні та можуть замінити сахарозу, будучи в 300 разів солодшими за неї [24]. Для роздрібної торгівлю стевію випускають у формі розсипного листя, листя у фільтр-пакетах, а також у складі різноманітних фіточаїв та цукрознижувальних зборів. В харчовій промисловості її використовують у вигляді сухого екстракту – стевіозиду, який є харчовою добавкою E 960. Стевіозид має різні форми випуску: таблетки, сироп та порошок. Це дозволяє застосовувати його не тільки в технології напоїв, а й підчас приготування різноманітних страв, оскільки зберігає свої лікувальні властивості та приємний інтенсивно-солодкий смак навіть під час теплової обробки за 20 температури 200 С [25]. Екстракт стевії використовують у технологіях настоїв, компотів, сиропів та маринадів. Велика кількість досліджень підтвердили абсолютну безпечність такого компоненту, як натурального підсолоджувача [26]. Так, розроблений безалкогольний напій лікувально-профілактичного значення до рецептури якого входить вишневий сік, екстракт стевії та концентрат сироватки. Даний напій не містить цукру, проте характеризується підвищеним вмістом мінеральних речовин, амінокислот, вітамінів, флавоноїдів. Його можна рекомендувати для широкого кола споживачів, в тому числі людей, що страждають на цукровий діабет, ожиріння, та інші захворювання, за яких необхідно обмежувати вживання цукру [27]. Розроблена рецептура напою, що включає екстракт на основі квітів липи серцелистої, до складу якого входять вітамін С, дубильні речовини, β- каротин, ефірна олія. При виготовленні напою для діабетиків розробники пропонують замінити цукор на натуральний цукрозамінник ‒ стевію [28]. Іншим рослинним продуктом, який все частіше використовують у якості природного цукрозамінника є топінамбур. Саме ця екологічно чиста та високофункціональна рослинна культура може стати заміною дорогих імпортних харчових добавок. Так, розробляються технології виробництва різноманітних молочних напоїв, йогуртів та десертів до рецептури яких входять порошок або екстракт топінамбуру [29]. Споживачі називають топінамбур по-різному - сонячний корінь, дикий соняшник, єрусалимський артишок, земляна груша. Він має унікальний хімічний склад: містить до 3 % білка, до 20 % мінеральних солей, достатньо велику кільксть вітамінів: В1, С, каротину. Мінеральні речовини представлені такими найважливішими макроелементами, як калій та магній, та мікроелементами – залізом і цинком. Доскладу вуглеводів топінамбура входить розчинний полісахарид інулін, який під час зберігання перетворюється в фруктозу, що і обумовлює його солодкий смак. Інулін підвищує імунологічний статус організму. Поряд з чистим інуліном у 21 бульбах топінамбура міститься велика кількість інулідів – полімерів фруктози з меншим ступенем полімеризації. Окрім того, бульби топінамбуру багаті пектином, дієтичною клітковиною, органічними кислотами [30]. У харчовій промислості топінамбур використовують у вигляді пюре, сиропів, соку, порошків. Так, розроблена технологія виготовлення квасового напою з топінамбура. Цей напій є цінним, найдешевшим та доступним джерелом інуліну та рекомендований для споживання хворим на цукровий діабет [31]. Іншими авторами [31] рекомендовано для створення напоїв підвищеної біологічної цінності використовувати топінамбур і горіхові екстракти у композиціях з фруктовими соками і пюре. Доведено, що для максимального витягання соку з топінамбуру зі збереженими біологічно цінними речовинами необхідно проводити бланшування неочищених бульб. Розроблені рецептурні композиції напоїв дозволять урізноманітнити щоденний раціон людини, збагатити організм біологічно активними речовинами і підвищити його стійкість до захворювань. Ще одним природним цукрозамінником, який найчастіше використовують при виготовленні безалкогольних напоїв є бджолиний мед [ 32]. Головними складовими хімічного складу меду є вуглеводи: фруктоза і глюкоза. Крім них, він містить до 3 % сахарози і близько 9 % інших цукрів, як то меліцитоза, мальтоза тощо. Підвищують харчову цінність макроелементи, що представлені солями натрію, кальцію, калію, магнію, йоду, сірки, фосфору, хлору. Є також і мікроелементи – залізо, кобальт, марганець, мідь, йод, бром, селен, молібден, хром, бор, цинк, осмій, нікель. Органічні кислоти представлені винною, яблучною, щавлевою, молочною, лимонною. Вони значно підвищують засвоюваність меду. Вітаміни в меді представлені вітамінами групи В, С, Н, Е, К, А, є ферменти – діастаза, каталаза, інвертаза, кисла фосфатаза . Отже, проведений огляд наукової літератури констатує, що сучасні науковці та виробники постійно працюють над удосконаленням рецептур, та 22 постійно розширюють кількість відомих корисних інгредієнтів функціональних напоїв. Це сприяє збільшенню їх асортименту та розширенню показання до їх вживання. 1.3. Показники якості, безпечності та функціональної ефективності овочевих напоїв Показники якості, безпечності та функціональної ефективності овочевих напоїв є комплексними і визначаються як фізико-хімічними, так і біологічними характеристиками продукту. До основних показників якості належать органолептичні властивості, включаючи смак, запах, колір та консистенцію, які формують споживчу привабливість напою та впливають на його прийнятність для різних категорій споживачів. Фізико-хімічні параметри, такі як рН, вміст сухих речовин, цукрів, кислотність, концентрація мінеральних речовин, харчових волокон і розчинних поліфенолів, визначають стабільність продукту, його енергетичну цінність та здатність зберігати біологічно активні речовини під час виробництва та зберігання. Для функціональних овочевих напоїв особливо важливим є збереження каротиноїдів, вітамінів, поліфенолів та інших фітонутрієнтів, які безпосередньо визначають оздоровчий ефект продукту. Показники безпечності овочевих напоїв включають контроль мікробіологічної чистоти, відсутність патогенних бактерій, дріжджів та пліснявих грибків, а також мінімальний вміст токсичних сполук, таких як нітрати, пестициди, важкі метали та продукти окислення. Забезпечення безпечності досягається шляхом застосування стерилізації, пастеризації, ультрафільтрації, високого гідростатичного тиску, а також контролю умов зберігання та пакування. Такі технології дозволяють не лише знищити мікроорганізми, але й мінімізувати втрати термочутливих компонентів, таких як аскорбінова кислота, каротиноїди та антоціани, що забезпечує збереження функціональної цінності продукту. 23 Функціональна ефективність овочевих напоїв оцінюється за вмістом біологічно активних речовин та здатністю продукту надавати позитивний вплив на організм споживача. Поліфеноли та антоціани, зберігаючи свою антиоксидантну активність, сприяють нейтралізації вільних радикалів, підтримці серцево-судинної системи та зниженню запальних процесів. Каротиноїди, включаючи β‑каротин і лютеїн, забезпечують антиоксидантний захист, підтримують зір, імунітет та стан шкіри. Вітаміни, такі як аскорбінова кислота, токофероли та фолієва кислота, беруть участь у метаболізмі, зміцнюють імунну систему та підвищують антиоксидантний потенціал організму. Харчові волокна та пектини регулюють травлення, сприяють нормалізації кишкової мікрофлори, контролюють рівень глюкози та холестерину. Сірковмісні сполуки, зокрема алліцин та глюкозиніти, підвищують протизапальну активність, підтримують серцево-судинну систему та імунітет, тоді як глікозиди та сапоніни забезпечують додатковий антиоксидантний захист і регуляцію обміну речовин. Технологічні процеси мають ключовий вплив на збереження цих компонентів. Традиційні методи нагрівання, тривала пастеризація чи стерилізація можуть призводити до часткової деградації аскорбінової кислоти та каротиноїдів, а зміни рН і тривале зберігання можуть знижувати концентрацію поліфенолів і антоціанів. Сучасні щадні технології, такі як холодне пресування, ультразвукова екстракція, мембранні методи, високий гідростатичний тиск, мікрохвильова та інфрачервона обробка, дозволяють зберегти вітаміни, каротиноїди та поліфеноли у більшій кількості, підвищуючи антиоксидантний потенціал і функціональну ефективність напою. Оптимізація умов зберігання, зокрема низька температура, герметичність упаковки та захист від світла, додатково сприяє збереженню чутливих компонентів. Таким чином, комплексна оцінка показників якості, безпечності та функціональної ефективності овочевих напоїв дозволяє створювати продукти, що максимально зберігають біологічно активні речовини і 24 забезпечують комплексний оздоровчий ефект. Врахування цих факторів на всіх етапах виробництва, від вибору сировини до готового продукту, є ключовим для забезпечення стабільності біологічно активних речовин, тривалого терміну зберігання та високої споживчої цінності напоїв. Показники якості овочевих напоїв з позиції системи HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) оцінюються комплексно, з урахуванням фізико-хімічних, мікробіологічних, органолептичних і функціональних характеристик продукції. HACCP передбачає ідентифікацію потенційних небезпек на всіх етапах виробництва, визначення критичних контрольних точок та встановлення допустимих меж параметрів для забезпечення безпечності та стабільності продукту. До ключових показників якості відносяться органолептичні характеристики, фізико-хімічні властивості, мікробіологічна чистота, відсутність токсичних і шкідливих речовин, а також збереження біологічно активних речовин. Органолептичні показники, такі як колір, запах, смак і консистенція напою, оцінюються на всіх етапах виробництва. Колір контролюється під час приймання та підготовки сировини, а також після пастеризації чи фасування, оскільки зміни можуть свідчити про окислення каротиноїдів чи поліфенолів. Запах і смак визначають на етапах пресування, змішування та термічної обробки, що дозволяє своєчасно виявляти дефекти, пов’язані з псуванням сировини або неправильним регулюванням технологічних параметрів. Консистенція контролюється шляхом визначення вмісту сухих речовин, в’язкості та розчинності компонентів, що є важливим для забезпечення стабільності продукту при зберіганні та транспортуванні. Фізико-хімічні показники включають рН, кислотність, вміст сухих речовин, цукрів, мінеральних речовин та харчових волокон. Критичними контрольними точками у цьому випадку є етапи підготовки сировини, екстракції, змішування та пастеризації, оскільки зміни температури, тривалість нагрівання або додавання кислот можуть впливати на стабільність поліфенолів, каротиноїдів і вітамінів. Для контролю цих параметрів 25 застосовуються фізико-хімічні методи аналізу, включаючи вимір рН, титриметрію, визначення сухих речовин методом сушіння та спектрофотометричний контроль антиоксидантної активності. Мікробіологічна безпечність є одним з ключових показників якості. Контроль включає перевірку на відсутність патогенних бактерій (Salmonella spp., Listeria monocytogenes), дріжджів, пліснявих грибків та загальної мікробної чисельності. Критичними контрольними точками тут є приймання та сортування сировини, етапи термічної або безтермічної обробки, фасування та упаковка. Для забезпечення мікробіологічної чистоти застосовуються методи стерилізації, пастеризації, ультрафільтрації та високого гідростатичного тиску, а також контроль умов зберігання і герметичності упаковки. Ще одним важливим аспектом є контроль хімічних показників безпечності, що включає перевірку вмісту нітратів, пестицидів, важких металів та продуктів окислення. Критичними контрольними точками у цьому випадку є вибір сировини та умови її зберігання до обробки, оскільки накопичення шкідливих речовин може відбуватися на полі чи під час транспортування. Лабораторний контроль проводиться за допомогою хроматографічних та спектрофотометричних методів. Функціональна ефективність оцінюється за збереженням біологічно активних речовин і здатністю продукту надавати оздоровчий ефект. Поліфеноли, каротиноїди, вітаміни, харчові волокна та сірковмісні сполуки контролюються на етапах обробки, пастеризації та фасування. Критичними параметрами є температура та час обробки, контакт з киснем, рН та освітленість, оскільки вони безпосередньо впливають на антиоксидантну активність, стабільність вітамінів і каротиноїдів, а також на здатність волокон підтримувати нормальну роботу травного тракту. Збереження цих компонентів оцінюється за допомогою спектрофотометрії, хроматографії та визначення антиоксидантної активності різними методами. Таким чином, впровадження принципів HACCP у виробництво 26 овочевих напоїв забезпечує системний контроль всіх етапів технологічного процесу, дозволяє своєчасно ідентифікувати критичні точки, де можуть виникати ризики для безпечності та якості продукції, та визначати методи контролю для збереження функціональної цінності (табл. 1.1). Такий підхід забезпечує виготовлення безпечних, стабільних і функціонально ефективних овочевих напоїв, що відповідають сучасним вимогам споживачів і стандартам функціонального харчування. Таблиця 1.1 – Показники якості овочевих напоїв з позиції системи HACCP Група показників Конкретні показники Небезпечний фактор (HACCP) Метод контролю Органолептичні Смак, запах, колір, Біологічний, Дегустація, консистенція хімічний візуальний контроль Фізико-хімічні pH, масова частка сухих речовин, кислотність Мікробіологічний Лабораторні аналізи Мікробіологічні КМАФАнМ, дріжджі, Мікробіологічні плісняви, патогени Біологічний дослідження Токсикологічні Нітрати, пестициди, важкі метали Хімічний Хроматографія, спектрофотометрія Безпечність Відсутність сторонніх Контроль сировини, домішок Фізичний фільтрація Стабільність Термін зберігання, осад Біологічний Випробування при зберіганні Забезпечення якості та безпечності овочевих напоїв є одним із ключових завдань при їх виробництві, особливо з урахуванням зростаючих вимог до функціональних харчових продуктів. У зв’язку з цим доцільним є впровадження системи аналізу небезпечних факторів та контролю у критичних точках (HACCP), яка дозволяє ідентифікувати, оцінити та попередити потенційні ризики на всіх етапах технологічного процесу. Показники якості овочевих напоїв у системі HACCP розглядаються з урахуванням можливих біологічних, хімічних та фізичних небезпечних факторів. На етапі приймання сировини особливу увагу приділяють органолептичним показникам, вмісту нітратів та відсутності ознак 27 мікробіологічного псування, оскільки саме рослинна сировина є основним джерелом потенційної небезпеки. Даний етап визначається як критична контрольна точка, а перевищення гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин є підставою для відбракування сировини. Під час миття та підготовки овочів основними ризиками є фізичні забруднення та вторинне мікробіологічне обсіменіння. Контроль на цьому етапі здійснюється шляхом візуальної оцінки та дотримання санітарно- гігієнічних вимог, при цьому ККТ, як правило, не встановлюється. Етапи подрібнення та екстракції мають важливе значення для формування фізико-хімічних показників напою, зокрема показника pH, який безпосередньо впливає на мікробіологічну стабільність продукту. Контроль кислотності дозволяє мінімізувати ризики розвитку патогенної мікрофлори та є однією з критичних контрольних точок. Найбільш значущою ККТ у технології виробництва овочевих напоїв є термічна обробка, оскільки вона спрямована на знищення або інактивацію мікроорганізмів. Дотримання встановлених температурно-часових режимів пастеризації забезпечує мікробіологічну безпечність готового продукту. На етапі розливу та пакування контроль зосереджений на забезпеченні герметичності тари та недопущенні вторинного забруднення. Порушення герметичності може призвести до погіршення якості та скорочення терміну зберігання напою, тому даний етап також розглядається як критична контрольна точка. Під час зберігання готової продукції здійснюється контроль температурних умов та стабільності показників якості. Хоча цей етап не завжди відноситься до ККТ, недотримання рекомендованих умов зберігання може спричинити розвиток мікробіологічних процесів і погіршення органолептичних властивостей напою. Таким чином, застосування системи HACCP при виробництві овочевих напоїв дозволяє забезпечити стабільну якість, безпечність та відповідність продукції сучасним нормативним вимогам, а також підвищити споживчу цінність функціональних напоїв. 28 РОЗДІЛ 2. ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 2.1 Методика виконання роботи Метою даної роботи є розробка технології функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин. В умовах сучасного розвитку харчової промисловості особливої актуальності набуває створення продуктів функціонального призначення, спрямованих на збереження та покращення здоров’я населення. Зміна харчових звичок, підвищення рівня хронічних неінфекційних захворювань, дефіцит вітамінів, мінеральних речовин та антиоксидантів у раціонах харчування зумовлюють необхідність розробки нових видів харчових продуктів з підвищеною біологічною цінністю. Овочева сировина є цінним джерелом біологічно активних речовин, зокрема вітамінів, фенольних сполук, каротиноїдів, органічних кислот, харчових волокон та природних антиоксидантів. Водночас традиційні технології переробки овочів часто супроводжуються значними втратами цих сполук унаслідок термічної обробки, окисних процесів та механічного впливу. Це обмежує функціональну ефективність готової продукції та знижує її харчову цінність. Розробка технології функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин є перспективним напрямом, оскільки напої характеризуються високою засвоюваністю, зручністю споживання та можливістю цілеспрямованого збагачення фізіологічно цінними компонентами. Крім того, використання сучасних технологічних підходів дозволяє оптимізувати процеси екстракції та стабілізації біологічно активних речовин, забезпечуючи їх максимальне збереження протягом виробництва і зберігання. Актуальність даної роботи також зумовлена необхідністю забезпечення 29 високого рівня безпечності функціональних напоїв відповідно до вимог системи HACCP та міжнародних стандартів якості. Поєднання підвищеної біологічної цінності з гарантованою безпечністю є ключовою умовою конкурентоспроможності нових продуктів на ринку функціонального харчування. Таким чином, розробка технології функціональних овочевих напоїв з підвищеним вмістом біологічно активних речовин є актуальним науково- практичним завданням, що відповідає сучасним тенденціям розвитку харчових технологій та потребам споживачів у здоровому та повноцінному харчуванні. Гарбуз (Cucurbita pepo L.) є цінною харчовою та функціональною сировиною, що широко використовується у виробництві овочевих продуктів. Основу для розробки функціональних напоїв обрано саме гарбуз через його високу біологічну цінність, ніжну консистенцію та універсальність у поєднанні з іншими овочами та фруктами. Основні компоненти та корисні властивості гарбуза: 1. Каротиноїди (β-каротин, α-каротин, лютеїн) Природні антиоксиданти, які зменшують окислювальний стрес і захищають клітини від пошкодження вільними радикалами. Перетворюються в організмі на вітамін A, що важливо для зору, імунітету та стану шкіри. 2. Вітаміни групи B та вітамін C. Підтримують обмін речовин, роботу нервової системи та підвищують резистентність організму до інфекцій. 3. Мінеральні речовини (калій, магній, фосфор) Забезпечують нормалізацію серцево-судинної діяльності, водно-сольового балансу та функції м’язів. 4. Харчові волокна (пектин, клітковина) Сприяють нормалізації роботи травного тракту, зниженню рівня холестерину та регуляції рівня глюкози в крові. 5. Низький вміст калорій і помірна солодкість дозволяють 30 використовувати гарбуз як базу для напоїв, що підходять для дієтичного та функціонального харчування. Причини вибору гарбуза для функціональних напоїв: Легко подрібнюється та подається у вигляді пюре, що спрощує технологічний процес. Добре поєднується з різними овочами, ягодами та прянощами, дозволяючи створювати різні смакові профілі (освіжаючий, солодко-пряний, кислуватий). Висока концентрація біологічно активних речовин робить напій функціональним, зберігаючи корисні властивості навіть після технологічної обробки. Таким чином, використання гарбуза як основи забезпечує високий рівень біологічної цінності, функціональної спрямованості та універсальності смаку розроблених овочевих напоїв. Опис компонентів функціональних овочевих напоїв: Освіжаючий зелений напій (гарбуз, огірок, шпинат, лимон, м’ята, топінамбур): Огірок – багатий водою, мінеральними солями та вітамінами; сприяє зволоженню організму та підтримці водно-сольового балансу. Шпинат – джерело хлорофілу, фолієвої кислоти та антиоксидантів; нормалізує травлення і підтримує роботу серцево-судинної системи. Лимонний сік – високий вміст вітаміну C та органічних кислот; покращує засвоєння нутрієнтів та надає напою легкої кислинки. М’ята – містить ефірні олії та поліфеноли; покращує смак, сприяє травленню та має тонізуючий ефект. Топінамбур – джерело інуліну (пребіотика); стимулює роботу кишківника та нормалізує мікрофлору. Солодко-пряний напій (гарбуз, морква, селера, імбир, кориця, мед): Морква – багата каротиноїдами та вітаміном A; підтримує зір, імунітет та антиоксидантний захист організму. 31 Селера – містить ефірні олії, мінерали та вітаміни; сприяє детоксикації та покращує обмінні процеси. Імбир – джерело фенольних сполук (гінгеролів); стимулює травлення, має протизапальні та антиоксидантні властивості. Кориця – містить поліфеноли; покращує смак та сприяє регуляції глюкози в крові. Мед – натуральний підсолоджувач; містить ферменти, антиоксиданти та мікроелементи, підвищує біологічну цінність напою. Яскравий кислуватий напій (гарбуз, буряк, огірок, лимон, кріп, стевія): Буряк – джерело беталаїнів, антиоксидантів та мінералів; підтримує серцево-судинну систему та сприяє детоксикації. Огірок – зволожує організм та забезпечує баланс мінералів. Лимонний сік – вітамін C, органічні кислоти, підтримка засвоєння нутрієнтів. Кріп – містить флавоноїди та ефірні олії; надає аромат і покращує травлення. Стевія – низькокалорійний підсолоджувач; дозволяє збалансувати смак без додаткових цукрів. Всі компоненти підібрані таким чином, щоб не тільки формувати бажаний смак напою, а й підвищувати його функціональну спрямованість, збагачуючи продукт антиоксидантами, вітамінами, мінералами та пребіотиками. Для вирішення поставлених завдань нами було розроблено схему проведення досліджень. На першому етапі було вивчено хімічний склад і корисні властивості рослинної сировини. Другим етапом роботи було розроблено рецептуру овочевих функціональних напоїв та визначенню органолептичні, фізико-хімічні показників. Метою другого досліду було розробка рецептури овочевих напоїв, у яких цукор замінений цурозамінниками. У якості цукрозамінників використовували сік топінамбура, бджолиний мед, та стевію. 32 Розроблений напій буде корисним хворим на цукровий діабет, а також усім іншим групам населення, та сприятиме підвищенню імунітету, очищенню організму та схудненню. 2.2 Об’єкти дослідження Метою даної магістерської роботи є розробка та обґрунтування рецептур функціональних безалкогольних овочевих напоїв на основі гарбуза з використанням ароматичних добавок та натуральних цукрозамінників. Об’єктом дослідження є овочеві соки та їх поєднання для створення збалансованих за смаком і функціональною цінністю напоїв. Предметом дослідження є технологічні та рецептурні рішення для отримання напоїв з високою біологічною цінністю та привабливими органолептичними характеристиками. У роботі розроблено три варіанти овочевих напоїв: 1. Освіжаючий зелений – на основі гарбуза, огірка та шпинату з ароматичною корекцією лимонним соком та м’ятою. Для підсолодження використано сік топінамбура. 2. Солодко-пряний – поєднання гарбуза, моркви та селери з імбирем і корицею. Цукрозамінником виступає мед. 3. Яскравий та кислуватий – комбінація гарбуза, буряка та огірка з лимонною цедрою і кропом, підсолоджена стевією. В проведених дослідженнях за харчову основу було обрано м’якоть гарбуза. Даний вибір обумовлено обсягом виробництва та споживання соків населенням України та доступністю вихідної сировини. М’якоть гарбуза містить широкий спектр харчових та біологічно активних компонентів, що визначають її високу функціональну цінність. Основним компонентом є вода (85–90 %), що забезпечує низьку калорійність і високу соковитість продукту. Вуглеводи становлять 4–8 %, з яких значну частину складають природні цукри – глюкоза, фруктоза та сахароза, а також пектини та інші харчові волокна (0,5–1,5 %), які сприяють нормалізації 33 роботи травного тракту. Вміст білка низький (0,5–1 %), проте м’якоть містить важливі амінокислоти, зокрема аргінін і глютамін, що підтримують обмінні процеси. Жири присутні у незначній кількості (0,1–0,3 %), що робить гарбуз дієтичним продуктом. До складу вітамінів входять β‑каротин, який забезпечує потужну антиоксидантну дію та перетворюється в організмі на вітамін А, важливий для зору та імунної системи, вітамін C (10–20 мг на 100 г), який захищає клітини від окисного стресу, та вітаміни групи B, що підтримують енергетичний обмін і функції нервової системи. Мінеральні речовини включають калій (200–300 мг/100 г), магній, кальцій, фосфор та залізо, які беруть участь у нормальному метаболізмі та підтримці серцево- судинної діяльності. Крім того, м’якоть містить фенольні сполуки та інші антиоксиданти, зокрема каротиноїди та флавоноїди, що захищають клітини від ушкодження вільними радикалами. Органічні кислоти, такі як лимонна та яблучна, регулюють кислотність та сприяють збереженню біологічно активних речовин у продукті. Поєднання води, вуглеводів, харчових волокон, вітамінів та мінералів робить м’якоть гарбуза оптимальною основою для функціональних овочевих напоїв, а при м’якій термічній обробці її склад добре зберігається, зберігаючи антиоксидантну активність. У магістерському дослідженні розглянуто використання природних замінників цукру – топінамбура, меду та стевії – у напоях на основі гарбуза як засобу підвищення функціональної цінності продукту. Топінамбур містить інулін, що сприяє нормалізації роботи шлунково- кишкового тракту та підтримці нормального рівня глюкози в крові; мед забезпечує антиоксидантний та імуномодулюючий ефект; стевія характеризується низькою калорійністю та здатністю регулювати обмін речовин, що робить її перспективним компонентом для функціональних та дієтичних напоїв. Використання цих замінників цукру дозволяє зменшити калорійність напою, зберегти природний солодкий смак та підвищити його біологічну 34 цінність, що важливо для розробки сучасних здорових і функціональних харчових продуктів. Такі напої є перспективними для споживання людьми з діабетом, оскільки не викликають різких коливань рівня глюкози в крові і можуть бути включені до раціону з урахуванням медичних рекомендацій. 2.3 Методи дослідження Органолептичні показники безалкогольних напоїв визначали дегустаційним методом відповідно до ДСТУ 7099:2009. У досліджуваних зразках безалкогольних напоїв були визначені, колір, смак запах. Кожному показнику якості напоїв присвоювалась оцінка за п'ятибальною шкалою. Максимальна оцінка зразка безалкогольного напою за всіма органолептичними показниками дорівнювала 20 балам. Фізико-хімічні показники безалкогольних напоїв повинні відповідати вимогам, встановленим у ДСТУ 4069, зокрема, масова частка розчинних сухих речовин в напоях повинна бути не менше 9%, масова частка титрованих кислот – 0,1-1,6; рН не більше 3,7. Масову частку сухих речовин визначали рефрактометричним методом за ДСТУ 4855:2007. Вміст екстрактивних речовин (ЕР) у водних екстрактах визначали рефрактометричним методом, вміст аскорбінової кислоти — йодометричним методом, активну кислотність — потенціометричним методом. Загальну кислотність визначали титруванням лугу в присутності фенолфталеїну за ДСТУ 7102:2009. Визначення антиоксидантної активності проводили з використанням методу вимірювання антиоксидантної активності, який заснований на зміні окисно-відновного потенціалу. Метод визначення масової частки вітаміну С. Масову частку вітаміну С у зразках, що досліджуються, визначають за 35 допомогою титрометричного методу. В рослинній сировині вітамін С або аскорбінова кислота зустрічається у трьох формах: L-аскорбінова кислота, дегідроаскорбінова та зв’язана аскорбінова кислота. L-аскорбінова кислота становить 95 % загального вмісту аскорбінової кислоти і має С-вітамінну активність. Метод визначення вмісту L-аскорбінової кислоти ґрунтується на окисновідновлювальній реакції, що відбувається між аскорбіновою кислотою та індикатором 2,6-дихлорфеноліндофенолом (реактивом Тільманса). Під час титрування кислотної витяжки розчином індикатора аскорбінова кислота окислюється в дегідроаскорбінову кислоту, а індикатор, при відновлюванні, переходить у безбарвну форму. Титрована рідина залишається безбарвною до того часу, доки не закінчиться окислення аскорбінової кислоти. Перша крапля надлишку індикатора надає їй блідорожевого забарвлення С6Н8О6 + С12Н6NO2C12Na = C5H6O6 + C12H6NO6C12Na. Хід визначення Точність методу залежить від застосування техніки аналізу. Всі операції, що пов’язані з отриманням середньої проби, подрібненням наважки, її розтиранням тощо, мають виконуватися якнайшвидше. Процес розтирання не повинен бути тривалістю понад 10 хв.) Під час підготування середньої проби до аналізу рослинну сировину подрібнюють. Після подрібнення та перемішування з підготовленої проби середнього зразка беруть наважку до 1–5 г (з точністю 0,01 г), переносять її до порцелянової ступки, доливають 20...30 см3 1%-го розчину соляної кислоти та розтирають товкачиком до виникнення однорідної маси. При цьому для кращого розтирання додають пісок. Потім суміш без втрат переносять до мірної колби на 100 см3 , споліскуючи ступку та товкачик 1 %-м розчином щавлевої кислоти. Рівень у колбі доводять до позначки 1 %-м розчином щавлевої кислоти, старанно перемішують та фільтрують у суху колбу. 5 см3 фільтрату, за допомогою 36 піпетки, переносять у колбу і титрують з мікаскорбінова кислота натрієва сіль 2,6-дихлорфеноліндофенол дегідроаскорбінова кислота лейкоформа 2,6- феноліндофенол (безбарвна) 11 робюретки розчином 2,6- дихлорфеноліндофенола концентрації 0,001 моль/дм3 до утворення рожевого стійкого кольору. Масову частку аскорбінової кислоти (мг в 100 г продукту) розраховують за формулою: Х = ��∙��∙��1 �� , 2 ∙�� де Х – масова частка аскорбінової кислоти, мг в 100 г; V – oб’єм розчину 2,6-дихлорфеноліндофенолу, який витрачено на титрування витяжки, см3 ; T – кількість аскорбінової кислоти, яка відповідає 1 см3 2,6- дихлорфеноліндофенолу, мг; V1 – oб’єм витяжки, виготовленої з наважки продукту, що досліджується, см3; V2 – oб’єм витяжки, взятої для титрування, см3 ; M – маса наважки продукту, г; 100 – перерахунок, мг в 100 г продукту. Таким чином визначено методики дослідження фізико-хімічних показників овочевих напоїв функціонального призначення. 37 РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 3.1. Фізико-хімічна характеристика сировини Гарбуз Мускат де Прованс – мускатний сорт, рекомендований для дитячого та дієтичного харчування. Вегетаційний період 120–125 днів. Плід видовжено-циліндричної форми, помаранчового кольору, з середньою масою 3 – 4 кг. М’якоть темно-помаранчова, щільна, соковита, хрустка, солодка. Сорт характеризується високою транспортабельністю та доброю лежкістю. Відноситься до сортів універсального призначення. Плоди використовують у свіжому вигляді, для виробництва соку, у вареному та смаженому вигляді Відсотковий вміст вітамінів та мінеральних речовин у габузі наведено в таблиці 3.1. Таблиця 3.1 – Хімічний склад гарбуза Вітаміни Мінеральні речовини назва вміст на 100 г назва вміст на 100 г В6, мг 0,13 калій, мг 205 В9, мкг 14,20 магній, мг 15,0 Е, мг 0,50 мідь, мг 19,0 РР, мг 0,80 фтор, мкг 86,0 С, мг 8,50 фосфор і кальцій, мг 24,5 Морква Лагуна F1 – стабільний гібрид середнього терміну достигання європейської якості, з високою врожайністю, дуже смачний, із ярким солодким смаком. Соковитий. Коренеплоди – видовженої форми з округленими кінцями, з гладкою шкіркою, довжиною до 20 см; серцевина виражена слабо, м'якоть ніжна, червонувато-оранжевого коліру. На верхівці коренеплодів зміна кольору (антоціанового або зеленого) не спостерігається. Період зберігання за температури 1–2 °С, відносній вологості повітря 85–90 % до 5–6 місяців. Харчова цінність моркви наведено в таблиці 3.2. 38 Таблиця 3.2 – Харчова цінність моркви сирої на 100 г Назва компонентів Вміст компонентів Білки, г 1,0 Вуглеводи, г 7,34 у т.ч. цукор, г 5,6 Жири, г 0,22 у т.ч. насичені жирні кислоти, г 0,04 поліненасичені жирні кислоти, г 0,12 Органічні кислоти, г 0,25 Волокна, г 3,51 Кальцій, мг 45,16 Каротин, мг 12 – 14 Вітамін С, мг 5,0 Вода, г 88,2 Калорійність, ккал/кдж 35/148 Глікемічний індекс 35 Буряк Бордо – середньостиглий сорт столового буряка універсального типу, призначений для безпосереднього вживання в їжу, а за пізньої сівби – для зберігання. Дозріває за 110 – 115 днів. Характеризується середньою висотою кущів. Коренеплід округлий, вирівнений за формою, середньою вагою до 200 гр. Поверхня гладка з яскраво-червоним забарвленням. Колір м’якоті темно-червоний, без виражених кілець. М’якоть соковита та смачна. Харчова цінність сирого буряку наведено в таблиці 3.3. Таблиця 3.3 – Харчова цінність буряка сирого на 100 г Назва компонентів Вміст компонентів Білки, г 1,6 Вуглеводи, г 10,0 у т.ч. цукор, г 7,0 Жири, г 0,2 Органічні кислоти, г 0,06 Волокна, г 2,80 Кальцій, мг 4 Β-каротин, мг 0,01 Вітамін С, мг 10,0 Вітамін В 9, мкг 13,0 Вода, г 86,0 Калорійність, ккал/кдж 52/219 Глікемічний індекс 19,1 39 Селера Діамант – сорт кореневої селери, підходить для механізованого збирання. Має вегетаційний період 140 днів. Коренеплоди мають гарний товарний вигляд: красиву круглу форму, гладку поверхню, масу 1,8 – 1,9 кг. Не утворюють бічні черешки та добре чистяться. М’якоть м’ясиста, білого кольору, при чому, колір зберігається після термічної обробки, з відмінними смаковими якостями. Використовують у свіжому вигляді, для заморожування, переробки та тривалого зберігання. Харчова цінність коренеплодів селери наведено в таблиці 3.4. Таблиця 3.4 – Харчова цінність коренеплодів селери, на 100 г Назва компонентів Вміст компонентів Білки, г 1,34 Вуглеводи, г 7,34 у т.ч. цукор, г 2,52 Жири, г 0,29 у т.ч. насичені жирні кислоти, г 0,08 поліненасичені жирні кислоти, г 0,17 Органічні кислоти, г 0,1 Волокна, г 3,39 Кальцій, мг 72,94 Вітамін РР, мг 0,85 Вітамін С, мг 8 Вода, г 91,0 Калорійність ккал/кдж 44/183 Глікемічний індекс 15 Шпинат сорт Боа (Boa) цінується за нейтральний, приємний смак із ледь помітною кислинкою, соковитість та ніжну, округлу, темно-зелену листву, що робить його універсальним для свіжого вживання (салати) та переробки, оскільки він не має різкого смаку і чудово поєднується з іншими продуктами. Харчова цінність листя шпинату наведено в таблиці 3.5. Огірок сорту «Гектор» – це партенокарпічний, самозапильний сорт, придатний для вирощування як у теплицях, так і у відкритому ґрунті. Плоди мають циліндричну форму, середню довжину 12–15 см, насичено-зелений колір та гладку шкірку. М’якоть щільна, хрустка і не має гіркоти. Сорт характеризується високою та стабільною врожайністю, плоди формуються 40 одночасно, що полегшує збір. «Гектор» ранньостиглий — перший урожай можна отримати через 40–45 днів після появи сходів. Сорт стійкий до поширених захворювань, таких як борошниста роса та огіркова мозаїка, а також добре переносить перепади температури. Використовується як для свіжого споживання, так і для приготування салатів та консервування. Харчова цінність огірка наведена в таблиці 3.6. Таблиця 3.5 – Харчова цінність листя шпинату, на 100 г Назва компонентів Вміст компонентів (на 100 г) Білки, г 2,9 Вуглеводи, г 3,6 у т.ч. цукор, г 0,4 Жири, г | 0,4 у т.ч. насичені жирні кислоти, г | | ~0,06 поліненасичені жирні кислоти |, г - Органічні кислоти, г - Волокна, г 2,2 Кальцій, мг 99 Вітамін C, мг 28 Вітамін РР (ніацин), мг ~0,7 Вода, г ~91 Калорійність, ккал/кДж 23 / 96 Глікемічний індекс низький (~15–30) Таблиця 3.6 – Харчова цінність огірка свіжого, на 100 г Показник Значення на 100 г Енергетична цінність, ккал 15 Білки, г 0,7 Жири, г 0,1 Вуглеводи, г 3,6 Харчові волокна, г 0,5 Цукри, г 1,7 Вода, г 95 Кальцій, мг 16 Магній, мг 13 Калій, мг 147 Вітамін C, мг 3,2 Фосфор, мг 24 Залізо, мг 0,3 Вітамін A (ретинол), МЕ 105 Вітамін K, мкг 16,4 41 |Топінамбур сорту «Патат» – має вегетаційний період 5 місяців, підходить для вирощування в південних регіонах. Сорт вважається стійким до посухи та заморозків, але потребує постійного додаткового зрошення. Бульби великі (маса 55...75 г), з глибокими, але маленькими вічками, білого кольору з гладкою шкіркою, відрізняються підвищеною цукристістю. Харчова цінність топінамбуру наведена в таблиці 3.7. Таблиця 3.7 – Харчова цінність топінамбуру, на 100 г Назва компонентів Вміст компонентів Білки, г 2,5 Вуглеводи, г 17,0 у т.ч. цукор, г 10,0 Жири, г 0,01 у т.ч. насичені жирні кислоти, г 0,003 поліненасичені жирні кислоти, г 0,004 Органічні кислоти, г 0,16 Волокна, г 1,6 Кальцій, мг 14,0 Каротин, мкг 12,0 Вітамін С, мг 4,0 Вітаміни грпи В, мг 33,0 Вода, г 78,0 Калорійність ккал/кдж 72/301 Глікемічний індекс 15 Стевіозид (стевіол глікозид) – глікозид із екстракту рослини роду Стевія (Stevia). Зареєстрований у харчовій промисловості в якості харчової добавки Е960. Замінник цукру рослинного походження. Має коефіцієнт солодкості 300. Хімічна формула наведена на рисунку 3.1. Рис.3.1 – Хімічна формула стевіол глікозиду 42 Калорійність 0–2 ккал/100 г залежно від ступеню очищення. В рідкому середовищі не піддається бродінню, добре розчинний у воді та етанолі. Стевіозид із ступенем очищення понад 80% являє собою порошок білого до жовтуватого коліру, кристалічної структури, з низькою гігроскопічністю. Щільність – 1,53 г/см3. Термостабільний до 95 °С. Температура плавлення 198 °С, температура кипіння 963,3 ℃. Смак дуже солодкий, специфічний, який відрізняється від смаку цукру, з притаманною незначною гірчинкою після смаку. Запах відсутній. Мед – це густа солодка маса, яка виробляється бджолами з нектару квітів. В меді міститься 0,3 г білків, 0,3 г органічних кислот, немає жирів та 82,4 г вуглеводів. Калорийність 330 ккал (1382 кДж). Глікемічний індекс є високим та становить 90 од. Кислота лимонна або цитринова кислота (2-оксіпропіонат – 1,2,3 – трикарбонова кислота), яка отримана органічним синтезом та має емпиричну формулу С6Н8О7·2Н2О (рис. 3.2) вважають харчовою добавкою Е 330. В Україні дозволено застосування дану харчову добавку, тому що її безпеку для здоров’я людини підтверджена всіма організаціями, контролюючими виробництво харчових продуктів. Рис. 3.2 – Хімічна формула лимонної кислоти Лимонна кислота має вигляд безбарвних кристалів або білого порошку без грудок. Смак – кислий, без стороннього присмаку. Не має запаху. Консистенція повинна бути сипучою та сухою, на дотик не липкою. Механічні домішки – не допускаються. Нормативні фізико-хімічні показниками лимонної кислоти наведені у таблиці 3.8. 43 Таблиця 3.8 – Фізико-хімічні показниками лимонної кислоти Найменування показника Норма, % Масова частка лимонної кислоти моногідрата 99,5–100,5 Масова доля вологи 7,5–8,8 Масова частка сульфатної золи, не більше 0,05 Масова частка сульфатів, не більше 0,015 Масова частка оксалатів, не більше 0,01 Імбир – це надзвичайно корисний інгредієнт для напоїв, який додає не лише пікантного смаку, а й численні фізіологічні переваги. Він містить біологічно активні речовини, зокрема гингероли, шогаоли, ефірні олії та антиоксиданти, які надають йому виражені протизапальні та імуностимулюючі властивості. У напоях імбир сприяє покращенню травлення, стимулює вироблення шлункового соку і допомагає зменшувати відчуття нудоти. Його антиоксидантний ефект підтримує захист клітин від окисного стресу, а легкий термогенний ефект може сприяти прискоренню обміну речовин. Імбир також покращує циркуляцію крові та знімає втому, що робить його цінним компонентом функціональних напоїв. Додавання імбиру до фруктових, овочевих чи трав’яних напоїв підсилює їх аромат, гостроту смаку та корисність, роблячи напій не лише освіжаючим, а й підтримуючим здоров’я. Кориця – це ароматна і корисна спеція, яка робить напої не лише смачними, а й функціональними. Вона містить коричні альдегіди, антиоксиданти та ефірні олії, що надають їй протизапальні, антибактеріальні та імуностимулюючі властивості. У напоях кориця допомагає покращувати травлення, стимулює обмін речовин та нормалізує рівень цукру в крові. Вона сприяє розслабленню та гарному настрою, додаючи напою теплий, приємний аромат і легку пряність. Завдяки своїм антиоксидантним властивостям кориця підтримує захист клітин від окисного стресу і зміцнює імунну систему. Додавання кориці до овочевих напоїв підсилює смак, аромат і користь, роблячи напій більш 44 привабливим для споживачів, які цінують здоровий спосіб життя. Кріп – це ароматна та корисна зелень, яка додає напоям свіжий смак і функціональні властивості. Він містить вітаміни А, С, К, мінерали (калій, кальцій, магній), ефірні олії та антиоксиданти, що надають йому протизапальні, бактерицидні та загальнозміцнюючі властивості. У напоях кріп сприяє покращенню травлення, зменшенню здуття та спазмів у шлунково-кишковому тракті, підтримує роботу серцево-судинної системи і обмін речовин. Його свіжий аромат робить напій більш освіжаючим, а легка пряність – збалансованим і приємним для смаку. Додавання кропу до овочевихнапоїв підсилює корисність, аромат і освіжаючий ефект, роблячи напій більш здоровим та функціональним. М’ята – це ароматна трава, яка додає напоям освіжаючий смак і численні корисні властивості. Вона містить ефірні олії (ментол, ментон), антиоксиданти, вітаміни та мінерали, що надають м’яті протизапальні, спазмолітичні та заспокійливі властивості. У напоях м’ята сприяє поліпшенню травлення, зменшенню здуття та спазмів, освіженню дихання і легкому заспокійливому ефекту. Вона робить напій більш освіжаючим, ароматним та приємним для смаку, додаючи відчуття прохолоди. Додавання м’яти до овочевих напоїв підсилює корисність, аромат і освіжаючий ефект, роблячи напій функціональним. 3.2 Розробка рецептури овочевих функціональних напоїв з підвищеним вмістом біологічно-активних речовин За результатами теоретичних досліджень та практичних розрахунків нами було розроблено рецептурний склад трьох функціональних напоїв з підвищеним вмістом біологічно-активних речовин на основі овочевої сировини (табл. 3.9): ‒ освіжаючий (зелений), ‒ солодко-пряний, 45 ‒ яскравий кислуватий. Таблиця 3.9 – Склад овочевих функціональних напоїв Назва напою Освіжаючий (зелений) Солодко-пряний Яскравий кислуватий Гарбуз, огірок, Гарбуз, морква, Гарбуз, буряк, Склад шпинат, лимон, селера, імбир, огірок, лимон, кріп, м’ята, топінамбур кориця, мед стевія Найбільш легкий за Має найвищу Відзначається смаком та насиченість смаку та інтенсивним Порівняльна калорійністю; аромату; кольором і характеристика характеризується характеризується кислуватим смаком; високим вмістом підвищеним вмістом високий вміст хлорофілу та інуліну каротиноїдів і беталаїнів і фенольних сполук вітаміну C Детоксикаційна дія, Антиоксидантна та Антиоксидантний та Функціональне нормалізація імуномодулююча тонізуючий ефект, призначення травлення, дія, стимуляція підтримка серцево- пребіотичний ефект обмінних процесів судинної системи Рецептури функціональних овочевих напоїв (на 1 л) представлені в таблицях 3.10–3.12 Таблиця 3.10 – Напій «Освіжаючий (зелений)» Інгредієнт Кількість,г Гарбуз 350 Огірок 250 Шпинат 80 Топінамбур 120 Лимон 30 М’ята 10 Вода 160 Разом 1000 Таблиця 3.11 – Напій «Солодко-пряний» Інгредієнт Кількість, г Гарбуз 400 Морква 250 Селера 120 Імбир 15 Кориця 1 Мед 40 Вода 174 Разом 1000 46 Таблиця 3.12 – Напій «Яскравий кислуватий» Інгредієнт Кількість, г Гарбуз 300 Буряк 250 Огірок 200 Лимон 35 Кріп 10 Стевія (екстракт) 5 Вода 200 Разом 1000 Для приготування овочевих функціональних напоїв усю сировину ретельно миють під проточною водою, видаляючи забруднення та залишки пестицидів. Листові та пряні трави (шпинат, м’ята, кріп) промивають окремо, обрізають жорсткі стебла і надлишок води видаляють. Лимони очищають від шкірки та видаляють кісточки для забезпечення однорідного смаку. Коренеплоди (буряк, морква, топінамбур) при необхідності бланшують 1–2 хвилини у киплячій воді для пом’якшення тканини та збереження інтенсивного кольору. Після підготовки овочі та фрукти нарізають на дрібні шматки або кубики та подрібнюють у соковижималці або іншому подрібнювачі до пюреподібної консистенції. У подрібнену масу додають ароматичні та функціональні компоненти відповідно до рецептури: для «Освіжаючого (зеленого)» напою – гарбуз, огірок, шпинат, топінамбур, лимон і м’ята; для «Солодко-пряного» – гарбуз, морква, селера, імбир, кориця та мед; для «Яскравого кислуватого» – гарбуз, буряк, огірок, лимон, кріп і стевія. Додавання меду, стевії та спецій проводять після основного змішування для збереження аромату і біологічно активних властивостей. Отриману суміш розводять питною водою до вихідного об’єму 1 дал (10 л), перемішують до однорідної консистенції і за необхідності корегують масову частку сухих речовин (6–10 %) та рівень кислотності (pH 3,6–4,6). Для забезпечення мікробіологічної безпечності напої пастеризують при низьких температурах (60–70 °C) протягом 15–20 хвилин, після чого охолоджують до 4–6 °C. Напої розливають у скляні або харчові пластикові 47 ємності та зберігають у холодильнику при 4–6 °C. Термін зберігання свіжих напоїв без консервантів складає до 48 годин. Таким чином, технологічний процес забезпечує отримання напоїв з однорідною консистенцією, збереженням смакових і функціональних властивостей, високою біологічною активністю та помірною енергетичною цінністю. 3.2. Фізико-хімічні показники овочевих функціональних напоїв Дослідження кислотності напою Таблиця 3.13 – Показники титрованої та активної кислотності досліджуваних зразків напоїв Напій Титрована Активна кислотність кислотність, pH Спостереження Освіжаючий Легко кислуватий (зелений) 0,25–0,40 3,8–4,2 смак, освіжаючий аромат М’яка кислинка, Солодко-пряний 0,20–0,35 4,2–4,6 відчутний солодкий та пряний смак Інтенсивна кислинка, Яскравий кислуватий 0,35–0,55 3,6–4,0 яскравий колір, характерний смак буряка та лимону За результатами експериментального дослідження кислотності овочевих функціональних напоїв, можна виділити особливості кожного зразка. Яскравий кислуватий напій має найвищу кислотність – титрована кислотність 0,35–0,55 % та активну кислотність pH 3,6–4,0, що зумовлює виразну кислувату нотку та інтенсивний смак, характерний для буряка та лимону. Освіжаючий (зелений) напій характеризується середнім рівнем кислотності (0,25–0,40 % титрована, pH 3,8–4,2), що надає йому м’яку кислинку та освіжаючий аромат, зберігаючи легкість і природну свіжість смаку. Солодко-пряний напій має найнижчу кислотність – 0,20–0,35 % титрована та pH 4,2–4,6, що забезпечує більш м’який смак з відчутним 48 солодкувато-пряним відтінком. З позиції органолептичних властивостей та функціональної спрямованості найбільш збалансованим за смаком та прийнятним для щоденного споживання є «Освіжаючий (зелений)» напій, оскільки він поєднує помірну кислотність, легкий смак та високу біологічну активність. Напій «Яскравий кислуватий» підійде для любителів більш інтенсивної кислинки і насиченого смаку, а «Солодко-пряний» – для тих, хто надає перевагу солодким та пряним відтінкам. Середня титрована кислотність, % 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 Освіжаючий (зелений) Солодко-пряний Яскравий кислуватий Рис. 3.3 – Середнє значення титрованої кислотності напоїв Дослідження масової частки сухих речовин У результаті гравіметричного визначення масової частки сухих речовин було отримано експериментальні дані, узагальнені в таблиці 3.14. Найвищу масову частку сухих речовин має Солодко-пряний напій (10,2 %), що обумовлено наявністю меду, моркви та спецій, які збільшують концентрацію розчинних речовин. Яскравий кислуватий напій займає проміжну позицію (8,7 %), а Освіжаючий (зелений) – найменшу (6,5 %), що відповідає його легкому смаку та високому вмісту води. 49 Таблиця 3.14 – Масова частка сухих речовин у дослідних зразках напоїв № Назва напою Склад Порівняльна Функціональне зразка характеристика призначення Гарбуз, Найбільш легкий за смаком та Детоксикаційна Освіжаючий огірок, дія, нормалізація 1 (зелений) шпинат, 6,5 калорійністю; лимон, м’ята, високий вміст травлення, хлорофілу та пребіотичний топінамбур інуліну ефект Має найвищу Гарбуз, насиченість смаку Антиоксидантна 2 Солодко- морква, та аромату; та пряний селера, імбир, 10,2 підвищений вміст імуномодулююча кориця, мед каротиноїдів і дія, стимуляція фенольних сполук обмінних процесів Інтенсивний колір і Антиоксидантний 3 Яскравий Гарбуз, буряк, кислуватий смак; та тонізуючий кислуватий огірок, лимон, 8,7 високий вміст ефект, підтримка кріп, стевія беталаїнів і серцево-судинної вітаміну C системи Результати дослідження вмісту цукрів у досліджуваних зразках представлені у таблиці 3.15. Таблиця 3.15 – Вміст цукрів у дослідних зразках напоїв Зразок 1: Зразок 3: Показник (n=3) Освіжаючий Зразок 2: Яскравий (зелений) Солодко-пряний кислуватий Загальні розчинні речовини 4,20 ± 0,20 8,50 ± 0,40 5,80 ± 0,30 Загальні цукри, г/100 мл (у перерахунку на сахарозу) 2,10 ± 0,10 6,80 ± 0,20 3,40 ± 0,15 Відновлювальні цукри, г/100 мл 1,85 ± 0,05 5,20 ± 0,15 2,90 ± 0,10 Зразок «Освіжаючий»: Має найнижчі показники цукру. Основна частина розчинних речовин тут – це не цукри, а інулін з топінамбуру та органічні кислоти лимону. Це підтверджує його статус як «найлегшого за калорійністю». 50 Масова частка сухих речовин, % Зразок «Солодко-пряний»: Має найвищі показники за всіма пунктами. Це зумовлено використанням меду (багатого на глюкозу та фруктозу) та моркви, яка сама по собі є джерелом природних цукрів. Тут переважають відновлювальні цукри. Зразок «Яскравий кислуватий»: Показник цукру помірний. Хоча у складі є буряк (джерело сахарози), використання стевії дозволяє тримати низьку калорійність, оскільки стевіозиди дають солодкість, але не додають маси цукрів. Використання стевії та топінамбуру дозволяє створити напої з низьким глікемічним індексом (Зразки 1 та 3). Високий рівень відновлювальних цукрів у «Солодко-пряному» напої свідчить про швидку енергетичну цінність завдяки меду. Різниця між °Brix та загальними цукрами в «Зеленому» напої підтверджує високий вміст БАР (біологічно активних речовин), що не є цукрами. Аналіз розроблених напоїв з позиції діабетичного харчування є надзвичайно важливим, оскільки використання овочевої сировини та альтернативних підсолоджувачів робить їх безпечнішою альтернативою традиційним солодким напоям. При розробці рецептур особливу увагу приділено глікемічному навантаженню напоїв. Нижче наведено аналіз кожного зразка: Зразок 1 (Освіжаючий зелений) – Найнижчий глікемічний індекс. Діабетична цінність: Завдяки використанню топінамбуру, напій містить інулін – природний полісахарид, який не підвищує рівень глюкози в крові. Інулін сприяє природному зниженню цукру та покращує чутливість до інсуліну. Перевага: Мінімальний вміст швидких вуглеводів ($2,1$ г/100 мл) дозволяє включати цей напій у раціон діабетиків 1-го та 2-го типу практично без обмежень. Зразок 2 (Солодко-пряний) – Помірна доступність (з обережністю). Діабетична цінність: Містить мед, який має нижчий глікемічний індекс, 51 ніж білий цукор, проте все одно є джерелом глюкози та фруктози. Втім, наявність кориці та імбиру частково компенсує цей вплив, оскільки ці спеції відомі своєю здатністю покращувати вуглеводний обмін. Перевага: Наявність клітковини з морквяного та селерового соку сповільнює всмоктування цукрів, що запобігає різким стрибкам глюкози порівняно зі звичайними газованими напоями. Зразок 3 (Яскравий кислуватий) – Ідеальний баланс. Діабетична цінність: Використання стевії як підсолоджувача робить цей напій практично безвуглеводним з точки зору глікемічного відгуку. Стевіозиди мають нульовий калораж і не впливають на рівень інсуліну. Перевага: Буряк та лимон забезпечують напій антиоксидантами, які захищають судини від пошкоджень (діабетичної ангіопатії), що є критично важливим для хворих на діабет. 3.3. Харчова та біологічна цінність розроблених овочевих напоїв Харчова та біологічна цінність розроблених овочевих напоїв оцінювалася експериментально з урахуванням їхнього рецептурного складу, масової частки основних нутрієнтів та енергетичної цінності. Дослідження проводилися для трьох зразків напою – «Освіжаючий (зелений)», «Солодко- пряний» та «Яскравий кислуватий», які відрізнялися складом сировини, але мали оптимізовану калорійність та функціональні властивості. Основним макронутрієнтом усіх напоїв є вуглеводи, що представлені природними цукрами овочів (глюкоза, фруктоза) та пребіотичними полісахаридами, такими як інулін у топінамбурі. Вуглеводи виконують функцію швидкодоступного джерела енергії та забезпечують помірну енергетичну цінність продукту. Так, у «Освіжаючому (зеленому)» напої вміст цукрів становить 2,0–2,8 г/100 г, що забезпечує енергетичний внесок приблизно 8–11 ккал на 100 г продукту. У «Солодко-пряному» напої, завдяки меду та моркві, вміст цукрів підвищений до 4,5–6,0 г/100 г, що формує енергетичну цінність 18–24 ккал/100 г. «Яскравий кислуватий» напій має 52 помірний рівень природних цукрів – 2,5–3,5 г/100 г, з енергетичною цінністю 10–14 ккал/100 г. Білки та жири представлені у мінімальних кількостях (0,8–1,5 г білків та 0,1–0,5 г жирів на 100 г), що зумовлює легкий характер напоїв та низьку калорійність. Біологічна цінність напоїв визначається вмістом вітамінів, мінеральних речовин та біоактивних компонентів овочів. «Освіжаючий (зелений)» напій містить високий рівень хлорофілу та інуліну, що забезпечує детоксикаційний та пребіотичний ефект, а також помірний вміст вітаміну C (8–12 мг/100 г). «Солодко-пряний» характеризується підвищеним вмістом каротиноїдів та фенольних сполук, що надає антиоксидантну та імуномодулюючу дію. «Яскравий кислуватий» напій багатий на беталаїни буряка та вітамін C (12–18 мг/100 г), що зумовлює антиоксидантний та тонізуючий ефект і підтримку серцево-судинної системи. Розрахунок харчової та біологічної цінності розроблених напоїв представлений у таблиці 3.16. Таблиця 3.16 – Харчова та біологічна цінність овочевих функціональних напоїв Показник Освіжаючий Яскравий (зелений) Солодко-пряний кислуватий Енергетична цінність, ккал/100 г 22–28 38–45 25–32 Білки, г/100 г 0,8–1,2 1–1,5 0,8–1,2 Жири, г/100 г 0,1–0,3 0,1–0,5 0,1–0,2 Вуглеводи, г/100 г 5–6 7–9 5–6 Вміст цукрів, г/100 г 2–2,8 4,5–6,0 2,5–3,5 Вміст харчових волокон, % 1,2–1,8 1,0–1,5 1,3–2,0 Вітамін C, мг/100 г 8–12 6–10 12–18 Детоксикація, Антиоксидантна та Антиоксидантний та Біологічна дія пребіотичний ефект, імуномодулююча тонізуючий ефект, антиоксидантна дія дія, стимуляція підтримка серцево- обміну речовин судинної системи Мікроелементи Калій, магній, залізо Калій, кальцій, Калій, магній, магній, залізо фолієва кислота 53 Таким чином, розроблені овочеві функціональні напої поєднують помірну енергетичну цінність з високою біологічною активністю, що робить їх придатними для щоденного споживання як здорові та функціональні продукти харчування. 54 РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 4.1. Принципово-технологічна схема Принципово-технологічна схема виготовлення напою «Освіжаючий (зелений)» представлена на рисунку 4.1. Підготовка сировини (гарбуз, топінамбур, огірок, шпинат моркви ▼ Подрібнення та отримання соку ▼ Внесення настою м'яти (екстракція при 800С ▼ Купажування та деаерація Пастеризація (80°C) Розлив ▼▼ Рис. 4.1 – Принципово-технологічна схема виготовлення напою «Освіжаючий (зелений)» Подана схема відображає послідовність технологічних операцій виробництва овочевого напою (соку) з додаванням настою м’яти. Технологічний процес розпочинається з підготовки сировини, яка 55 включає гарбуз, топінамбур, огірок, шпинат і моркву. На цьому етапі здійснюють інспектування, миття, очищення та, за необхідності, попереднє подрібнення сировини з метою забезпечення її санітарно-гігієнічної безпечності та підвищення ефективності подальшої переробки. Наступним етапом є подрібнення сировини та отримання соку, що забезпечує руйнування клітинних структур рослинної тканини та максимальний перехід водорозчинних біологічно активних речовин у рідку фазу. Далі здійснюють внесення настою м’яти, який попередньо отримують шляхом екстракції при температурі 80 °С. Цей етап спрямований на збагачення напою ароматичними речовинами, фенольними сполуками та іншими біологічно активними компонентами, а також на формування характерних органолептичних властивостей продукту. Після цього проводять купажування та деаерацію, під час яких відбувається ретельне змішування всіх компонентів рецептури та видалення розчиненого повітря. Деаерація сприяє зниженню окиснювальних процесів, підвищенню стабільності кольору, смаку та харчової цінності напою. Наступною операцією є пастеризація при температурі 80 °С, що забезпечує інактивацію вегетативних форм мікроорганізмів та ферментів, подовжує термін зберігання продукції і гарантує її мікробіологічну безпечність за умови мінімального впливу на біологічно активні речовини. Завершальним етапом технологічного процесу є розлив готового напою у підготовлену тару з подальшим герметичним закупорюванням, що забезпечує збереження якості та безпечності продукції протягом встановленого терміну зберігання. Принципово-технологічна схема виготовлення напою «Солодко- пряний» зображена на рисунку 4.2. Подана схема ілюструє технологічну послідовність виробництва морквяного напою функціонального призначення з додаванням меду та настоїв прянощів. 56 ▼ Підготовка та бланшування моркви Отримання соку та додавання меду (при 400С) ▼ Внесення настою прянощів (імбир, кориця) ▼ Гомогенізація (для стабільності каротину Пастеризація (85°C) Розлив ▼▼ Рис. 4.2 – Принципово-технологічна схема виготовлення напою «Солодко- пряний» Технологічний процес розпочинається з підготовки та бланшування моркви. На цьому етапі сировину інспектують, миють, очищають і піддають бланшуванню, що забезпечує інактивацію окиснювальних ферментів, зниження початкового мікробіологічного обсіменіння та підвищення доступності каротиноїдів. Наступним етапом є отримання морквяного соку та додавання меду при температурі близько 40 °С. Такий температурний режим дозволяє рівномірно розчинити мед у соку, зберігаючи його біологічно активні речовини та запобігаючи термічній деградації ферментів і ароматичних компонентів. Далі здійснюють внесення настою прянощів (імбиру та кориці), що сприяє формуванню характерних органолептичних властивостей напою та збагаченню його фенольними сполуками, ефірними оліями й 57 антиоксидантами. Після цього проводять гомогенізацію, основною метою якої є підвищення фізичної стабільності продукту, зокрема рівномірний розподіл жировмісних фракцій і каротину, а також запобігання розшаруванню напою під час зберігання. Наступною операцією є пастеризація при температурі 85 °С, що забезпечує знищення вегетативних форм мікроорганізмів, інактивацію залишкової ферментативної активності та подовження терміну придатності готового продукту за збереження його харчової та біологічної цінності. Завершальним етапом є розлив напою у підготовлену тару з подальшим герметичним закупорюванням, що гарантує мікробіологічну безпечність та стабільність якості продукції протягом усього терміну зберігання. Принципово-технологічна схема виготовлення напою «Яскравий кислуватий» представлена на рис. 4.3. ▼ Отримання соку (Буряк, огірок, гарбуз) Відстоювання та фільтрація бурякового соку ▼ Внесення стевії та лимонного соку (pH 4.0) Тонка фільтрація суміші ▼ Пастеризація (75°C) Розлив ▼▼ Рис. 4.3 – Принципово-технологічна схема виготовлення напою «Яскравий кислуватий» 58 Подана схема відображає технологічний процес виробництва комбінованого овочевого напою на основі бурякового соку з додаванням огіркового та гарбузового соків, стабілізованого за рахунок кислотного регулювання. Процес розпочинається з отримання соків із буряка, огірка та гарбуза, що передбачає підготовку сировини, механічне подрібнення та віджим. Особливу увагу приділяють буряковому соку, який характеризується підвищеним вмістом зважених частинок і пігментів. На наступному етапі здійснюють відстоювання та фільтрацію бурякового соку, метою яких є видалення грубодисперсних частинок, зниження каламутності та покращення органолептичних властивостей продукту. Цей етап також сприяє підвищенню стабільності напою під час зберігання. Далі проводять внесення стевії та лимонного соку з доведенням активної кислотності суміші до pH 4,0. Регулювання кислотності є критичним технологічним прийомом, що забезпечує мікробіологічну стабільність продукту, покращує смаковий профіль та сприяє збереженню природного забарвлення бурякового соку. Після коригування рецептури здійснюють тонку фільтрацію суміші, яка дозволяє отримати однорідний, прозорий або слабокаламутний напій із стабільними фізико-хімічними показниками та зниженою схильністю до осадоутворення. Наступним етапом є пастеризація при температурі 75 °С, що забезпечує інактивацію вегетативних форм мікроорганізмів і ферментів за умов мінімального термічного впливу на біологічно активні речовини, зокрема беталаїни та вітамінні компоненти. Завершальною операцією технологічного процесу є розлив готового напою у підготовлену тару з подальшим герметичним закупорюванням, що гарантує безпечність, стабільність якості та збереження функціональних властивостей продукції протягом встановленого терміну зберігання. 59 4.2 Дослідження критичних контрольних точок HACCP Критичні контрольні точки відображені в таблицях 4.1–4.3. Таблиця 4.1 Критичні контрольні точки (HACCP) при виробництві напою «Освіжаючий (зелений)» Етап Потенційні Критичні Коригувальні процесу ККТ небезпеки межі Моніторинг дії Відповідність Підготовка ККТ 1 Біологічні, НД, миття Вхідний Відбракування, сировини хімічні, фізичні питною контроль, повторне водою огляд миття Подрібнен ня та Мікробіологічне Санітарний Санітарний та Санітарна отримання ККТ 2 та фізичне стан технічний обробка, соку забруднення обладнання контроль ремонт Екстракція Збереження T ≥ 80 °C, Контроль настою ККТ 3 мікрофлори дотримання температури і Повторна м’яти часу часу екстракція Купажуван Повторне Контроль ня та ККТ 4 обсіменіння, Мінімальний режиму Повторна деаерація окиснення вміст кисню деаерації деаерація Пастериза ККТ 5 Виживання T = 80 °C, Безперервний ція мікроорганізмів витримка температурний Повторна контроль пастеризація Контамінація, Стерильність Контроль тари Розлив ККТ 6 сторонні тари, та Відбракування включення герметичність закупорювання продукції Таблиця 4.2. Критичні контрольні точки (HACCP) для напою «Солодко пряний» Етап ККТ Потенційні процесу небезпеки Критичні межі Моніторинг Коригувальні дії 1 2 3 4 5 6 Якість Підготовка Патогенні мікроорганізм сировини Вхідний контроль, Відбракування та бланшуван ККТ 1 и, нітрати, згідно НД; контроль сировини, ня моркви сторонні дотримання режиму температури і повторне домішки часу бланшування бланшування Отримання Мікробіологіч Температура соку та не не вище 40°С; Контроль Корекція додавання ККТ 2 забруднення, санітарний температури, температури, меду руйнування стан санітарний зупинка (40 °С) БАВ меду обладнання контроль процесу 60 Продовження таблиці 4.2 1 2 3 4 5 6 Внесення настою Контамінація Дотримання прянощів ККТ 3 мікрофлорою, рецептури та Контроль Корекція (імбир, порушення режимів дозування і рецептури, дозування настоювання якості настою заміна настою кориця) Окиснення Герметичність Контроль Повторна Гомогеніза ція ККТ 4 каротину, системи, параметрів гомогенізація, повторне стабільні техобслуговув обсіменіння параметри гомогенізації ан-ня Виживання Температура Пастериза патогенних 85 °С, Безперервний Повторна ція (85 °С) ККТ 5 мікроорганіз- витримка за контроль пастеризація, мів регламентом температури утилізація Розлив і Вторинна Стерильність тари, Контроль тари закупорюв ККТ 6 контамінація, негерметич- герметичність та Відбракування ання ність закупорюван- закупорюван- продукції ня ня Таблиця 4.3. Критичні контрольні точки (HACCP) для напою «Яскравий кислуватий» Етап Потенційні Коригувальні процесу ККТ небезпеки Критичні межі Моніторинг дії 1 2 3 4 5 6 Отримання Патогенні Відповідність соків мікроорганізм сировини НД; Вхідний Відбракування (буряк, ККТ 1 и, нітрати, санітарний контроль, сировини, огірок, сторонні стан візуальний санітарна гарбуз) домішки обладнання огляд обробка Відстоюва Недостатнє Дотримання ння та видалення часу Контроль Повторна фільтрація ККТ 2 осаду, відстоювання прозорості та фільтрація, бурякового мікробіологічн та тривалості корекція соку і ризики ефективності процесу режиму фільтрації Внесення Недостатня стевії та кислотність, лимонного ККТ 3 мікробіологічн pH 4,0 ± 0,1 Контроль pH Додаткове соку (pH а кожної партії коригування кислотності 4,0) нестабільність Залишкові Тонка зважені Однорідність Візуальний Заміна фільтрація ККТ 4 частинки, напою, контроль, фільтрів, суміші повторне відсутність контроль стану повторна обсіменіння осаду фільтрів фільтрація Пастериза ція (75 °C) ККТ 5 Виживання Температура Безперервний Повторна патогенних 75 °C, контроль пастеризація 61 Продовження таблиці 4.2 1 2 3 4 5 6 Мікроорганіз- витримка за мів регламентом температури або утилізація Розлив і Вторинна Стерильність Контроль закупорюв ККТ 6 контамінація, тари, санітарного Відбракування ання негерметичніст герметичність стану та продукції ь тари закупорювання герметичності 4.3. Органолептична оцінка напоїв Органолептичну оцінку розроблених овочевих напоїв проводили з урахуванням вимог чинних нормативних документів шляхом дегустаційного аналізу за основними показниками: зовнішній вигляд, колір, аромат, смак та консистенція. 1. Напій «Освіжаючий (зелений)» – овочевий напій з гарбуза, топінамбура, огірка, шпинату та моркви з настоєм м’яти Досліджуваний напій характеризується однорідною консистенцією, без сторонніх включень та ознак розшарування. Колір – світло-зелений з жовтуватим відтінком, властивий суміші використаної рослинної сировини. Аромат – свіжий, виражений овочевий, з чітко відчутними м’ятними нотами, без сторонніх запахів. Смак – гармонійний, освіжаючий, помірно солодкуватий, з легкою трав’янистою ноткою та приємним післясмаком. Загалом напій оцінюється як органолептично збалансований і привабливий для споживача. 2. Напій «Солодко-пряний» – морквяний напій з медом та настоєм прянощів (імбир, кориця) Морквяний напій має рівномірну, стабільну консистенцію, без осаду та видимого розшарування. Колір – інтенсивно помаранчевий, характерний для продуктів із високим вмістом каротиноїдів. Аромат – насичений, солодкувато-пряний, з гармонійним поєднанням медових та пряних відтінків. Смак – м’який, збалансований, солодкий із легкою гостротою імбиру та теплою пряною ноткою кориці, без надмірної терпкості. Напій відзначається 62 високими органолептичними показниками та вираженою функціональною спрямованістю. 3. Напій «Яскравий кислуватий» – комбінований овочевий напій на основі бурякового соку з додаванням огіркового та гарбузового соків, стевії та лимонного соку Досліджуваний напій характеризується прозорою або слабокаламутною консистенцією, без механічних домішок. Колір – насичений червоно- фіолетовий, типовий для бурякового соку, стабільний протягом зберігання. Аромат – чистий, овочевий, з легкими цитрусовими нотами. Смак – кисло- солодкий, освіжаючий, з помірною солодкістю стевії та збалансованою кислотністю (pH ≈ 4,0), без характерної бурякової «землистості». Напій має приємний післясмак і високу споживчу привабливість. За результатами органолептичної оцінки встановлено, що всі розроблені овочеві напої відповідають вимогам до якості функціональних напоїв, мають гармонійні органолептичні властивості, стабільну консистенцію та привабливі смакові характеристики, що підтверджує доцільність обраних рецептур і технологічних режимів. Органолептичну оцінку розроблених овочевих напоїв проводили з урахуванням вимог чинних нормативних документів шляхом дегустаційного аналізу за 5-бальною шкалою за основними показниками: зовнішній вигляд, колір, аромат, смак та консистенція. Таблиця 4.4. – Бальна оцінка смаку напоїв Показник Освіжаючий Яскравий (зелений) Солодко-пряний кислуватий Зовнішній вигляд 5 5 4 Колір 5 5 5 Аромат 5 5 4 Смак 4 5 5 Консистенція 5 5 4 Середній бал 4,8 5,0 4,4 Графічне відображення результатів проведення органолептичної 63 оцінки розроблених зразків представлено на рисунках 4.1–4.3. Рис. 4.1 – Напій Освіжаючий (зелений) Рис. 4.2 – Напій Солодко-пряний ї Рис. 4.3 – Напій Яскравий кислуватий На рисунку 4.4 зображено фотографії розроблених зразків. 64 Рис. 4.4 – Зовнішній вигляд розроблених напоїв За результатами дегустаційної оцінки встановлено, що найвищі органолептичні показники має напій «Солодко-пряний», який отримав максимальні бали за всіма досліджуваними показниками (середній бал — 5,0), що свідчить про високу гармонійність смаку, аромату та стабільність консистенції. Напій «Освіжаючий (зелений)» характеризується високим рівнем споживчої привабливості (середній бал – 4,8), незначне зниження оцінки за показником «смак» пояснюється наявністю легкої трав’янистої нотки, притаманної зеленій рослинній сировині. Напій «Яскравий кислуватий» отримав дещо нижчий середній бал (4,4), що зумовлено менш вираженими показниками зовнішнього вигляду та консистенції, однак він відзначається високою смаковою привабливістю та збалансованою кислотністю. 4.4 Розрахунок соціально-економічної ефективності Підвищення біологічної цінності напоїв дозволяє виділити економічний ефект та ефект у сфері споживання. Економічне обґрунтування 65 доцільності широкого впровадження розробок із вдосконалення рецептурного складу напоїв базується на зіставленні майбутніх вигод та витрат, що пов’язані з виготовленням цієї продукції. Економічна ефективність полягає в перевищенні доходів від виробництва й реалізації продукції над витратами у вартісному виразі порівняно з традиційною продукцією. Позитивними результатами у сфері споживання можна вважати розширення асортименту напоїв, які є прийнятними за цінами та мають поліпшені якісні характеристики, а також зменшення негативного впливу на стан здоров’я споживачів. Перевищення доходів від виробництва й реалізації продукції над витратами у вартісному вираженні порівняно з традиційною продукцією характеризує економічну ефективність та конкурентоспроможність інноваційних товарів. Розширення асортименту напоїв, які є прийнятними за цінами та мають поліпшені якісні характеристики, а також зменшення негативного впливу на стан здоров’я споживачів можна вважати позитивними результатами у сфері споживання напоїв. Економічне обґрунтування доцільності широкого впровадження розробок з удосконалення рецептурного складу напоїв базується на зіставленні майбутніх вигод та витрат, пов’язаних із виготовленням цієї продукції. Ціна є найважливішим чинником, що визначає доходи від реалізації та прибутку. Тому на першому етапі розраховується ціна запропонованого напою для порівняння з аналогічним, який задовольняє потреби того самого сегмента споживчого ринку. Основою оптово-відпускних цін виробничих підприємств є собівартість продукції, склад якої визначається Положенням (стандартом) бухгалтерського обліку 16 «Витрати», затвердженим Наказом Міністерства фінансів України від 31.12.1999 р. № 318, а також методичними рекомендаціями з формування собівартості продукції (робіт, послуг) у промисловості, затвердженими Наказом Міністерства промислової політики України від 09.07.2007 р. № 373. Початковим моментом визначення 66 собівартості є розрахунки вартості сировини та матеріалів, які є основою продукції. Вартість сировини є найбільш вагомою складовою собівартості, на яку припадає 60,0–65,0% від загальної величини витрат із виробництва та реалізації напоїв. Через відсутність точної інформації про такі елементи витрат, як оплата праці, відрахування на соціальні заходи, вартість палива й електроенергії на виробничі потреби, амортизаційні відрахування, витрати на утримання й експлуатацію основних засобів і оренду приміщень, загальновиробничі та загальногосподарські витрати, розрахунки робили за укрупненими показниками, орієнтуючись на собівартість виробництва продуктів-аналогів та враховуючи зміни в технологічному процесі. При цьому виділено окремо змінні та постійні витрати відповідно до змін обсягу виробництва та умов діяльності. Частка інших витрат із виробництва та реалізації напою в загальній собівартості дорівнює в середньому 38,0% (35,0% із них є змінними), що враховано в її розрахунках для аналогу. Уведення до рецептурного складу мультинутрієнтного функціонального напою екстрактів меліси зумовлює релевантність витрат на трудові й енергоресурси, пов’язані з виготовленням цього екстракту. Розмір збільшення цих витрат розраховано, виходячи з особливостей технологічного процесу, часу на здійснення операцій подрібнення та екстрагування, температури підігрівання, енергопотужності обладнання, питомої ваги цих витрат у собівартості, що загалом дорівнює 0,9 грн на 1 дал. На цю величину скореговані змінні витрати на виробництво функціональних напоїв. Величина прибутку в розрахунках ціни напоїв приймалася на рівні 18,0% до собівартості, як є на аналогічних виробництвах. Результати розрахунків собівартості та відпускних цін напоїв наведено в табл. 4.5. Доцільно збагачувати безалкогольні напої поєднуючи фрукти і пряно- ароматичну рослинну сировину. З економічної точки зору данні інгредієнти є недорогими і не потребують високих затрат при виробництві соку. 67 Таблиця 4.5 – Розрахунки собівартості та ціни мультинутрієнтного функціонального напою , грн. на 1 л Назва показника Освіжаючий Солодко- Яскравий (зелений) пряний кислуватий Вартість сировини 67,84 50,05 51,98 Інші виробничі та комерційні витрати 25,78 19,02 19,75 у т. ч. змінні 10,31 7,61 7,90 постійні 15,47 11,41 11,85 Повна собівартість 93,62 69,07 71,73 Прибуток 16,85 12,43 12,91 Вартість за оптовими цінами 110,47 81,50 84,64 Податок на додану вартість (ПДВ) 22,09 16,30 16,93 Відпускна ціна 1 л 132,56 97,80 101,57 Спосіб отримання нового функціонального продукту не відрізняється технологічно, він має нову рецептуру, тоді як технологічні параметри збережено. Щодо сировини, на основі якої буде створюватись продукт, то вона є доступною і має прийнятну ціну, що є позитивним для фінансової сторони питання. На сьогодні Україна має необхідні економічні умови для створення безалкогольних напоїв профілактичної та оздоровчої дії. Основні з них такі: значні природні ресурси плодово-овочевої сировини, дикорослих рослин, що потенційно придатні для використання у виробництві напоїв, завдяки високому вмісту різноманітних біологічно активних речовин; підвищений попит на оздоровчу продукцію споживачів різних верств населення у зв'язку із бажанням споживати корисну продукцію, яка позитивно впливає на всі функції організму людини; досить широкі експортні можливості нових безалкогольних напоїв, які виготовляють виключно із натуральної сировини, які насичують організм усіма необхідними компонентами, і які доступні за ціною. Реалізація розробленого функціонального напою із підвищеними якісними характеристиками та збагаченого БАР за отриманою ціною позитивно вплине на попит споживачів. 68 ВИСНОВКИ 1. У ході виконання магістерської роботи проведено комплекс експериментальних і технологічних досліджень, спрямованих на розроблення та обґрунтування технології виробництва функціональних овочевих напоїв з підвищеною харчовою та біологічною цінністю. 2. Здійснено фізико-хімічну характеристику вихідної рослинної сировини, яка показала її відповідність вимогам чинної нормативної документації за показниками вологості, активної кислотності, вмісту сухих речовин та основних поживних компонентів. Отримані результати підтвердили доцільність використання обраної сировини для виробництва функціональних напоїв. 3. На основі аналізу літературних джерел та експериментальних досліджень розроблено рецептури функціональних овочевих напоїв, що забезпечують оптимальне поєднання органолептичних властивостей та функціональної ефективності. Підібрані співвідношення компонентів сприяють підвищенню вмісту біологічно активних речовин у готовій продукції. 4. Проведено фізико-хімічну оцінку готових напоїв, яка засвідчила стабільність їх показників якості. Встановлено, що досліджувані зразки характеризуються прийнятним рівнем кислотності, вмістом сухих речовин та відповідають вимогам до безалкогольних функціональних напоїв. 5. У технологічній частині роботи розроблено принципову технологічну схему виготовлення функціональних овочевих напоїв, яка включає раціональні етапи підготовки сировини, подрібнення, екстрагування, змішування, термічної обробки та фасування. Запропонована схема забезпечує збереження біологічно активних речовин і стабільну якість готового продукту. 6. На основі системного підходу ідентифіковано критичні контрольні точки (ККТ) за системою HACCP на ключових етапах технологічного процесу. Визначено потенційні небезпечні фактори, встановлено критичні межі та 69 заходи моніторингу, що дозволяє гарантувати безпечність функціональних овочевих напоїв. 7. Проведено органолептичну оцінку розроблених напоїв методом дегустаційного аналізу. За показниками зовнішнього вигляду, кольору, аромату, смаку та консистенції всі зразки отримали високі дегустаційні бали, що свідчить про їхню споживчу привабливість і доцільність впровадження у виробництво. 8. Виконано розрахунок соціально-економічної ефективності запропонованої технології, який показав економічну доцільність виробництва функціональних овочевих напоїв. Очікується підвищення конкурентоспроможності продукції, розширення асортименту функціональних напоїв та позитивний соціальний ефект за рахунок забезпечення населення продуктами оздоровчого призначення. 9. Узагальнюючи отримані результати, можна стверджувати, що поставлена мета магістерської роботи досягнута, а розроблена технологія функціональних овочевих напоїв є науково обґрунтованою, технологічно здійсненною та перспективною для впровадження у харчовій промисловості. 70 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 1. Українець А.І. Технологія оздоровчих харчових продуктів: курс лекцій для студ./А.І. Українець, Г.О. Сімахіна. - Київ: НУХТ, 2009. - 310 с. 2. Сучасний стан та перспективи ринку напоїв в Україні [Електронний ресурс] https://er.knutd.edu.ua/bitstream/123456789/2549/1/ 20160428- 29_TEZY_V3_P179.pdf (дата звернення 25.03.2019р.). 3. Технологія безалкогольних напоїв: підруч. / В.Л. Прибильський, З.М. Романова, В.М. Сидор та ін.; за ред. докт. техн. наук, проф. В.Л. Прибильського. — Київ: НУХТ, 2014. — 312 с. 4. Тюха І.В., Савчук І.В. Світові тенденції ринку безалкогольних напоїв / І.В. Тюха, І.В. Савчук // Економіка та держава № 12. – 2017. – С. 48-53. 5. Безусов А.Т., Афанасьєва Т.М., Терзі С.В., Марянов М.Л. Дифузійний спосіб виробництва ягідних напоїв / А.Т. Безусов, Т.М. Афанасьєва, С.В. Терзі, М.Л. Марянов // Харчова наука і технологія, 4(25). – 2013. – С. 85-88. 6. Обзор украинского рынка соков [Текст] // Food & Drinks. Продукты и напитки. – 2005. – № 10. – ч.2. – С.42. 7. ДСТУ 4150:2003 Соки, напої сокові, нектари плодово-ягідні, овочеві та з баштанових культур. Загальні технічні умови [Текст] / Введ. 2004.01.01. – К.: Держспоживстандарт України, 2004. – 15 с. 8. Стеценко Н.О. Технологія оздоровчих напоїв та фітоконцентратів [Електронний ресурс]: курс лекцій для студентів освітнього ступеня «магістр» спеціальності 181 «Харчові технології» освітньої програми «Технології харчових продуктів оздоровчого та профілактичного призначення» денної та заочної форм навчання / Н. О. Стеценко, Г. О. Сімахіна. – К.: НУХТ, 2018. – 130 с. 9. Капрельянц Л. В. Функціональні продукти харчування: теорія і практика : монографія. – Одеса : Друк, 2016. – 368 с. 10. Дорохович А. М., Капрельянц Л. В., Іоргачова К. Г. Функціональні 71 харчові продукти. – Київ : НУХТ, 2018. – 312 с. 11. Сімахіна Г. О., Стеценко Н. О. Вітамінна активність плодоовочевої сировини та окислювально-відновні ферменти // Харчова промисловість. – 2014. – № 15. – С. 45–50. 12. FAO/WHO. Functional foods: report of a joint FAO/WHO expert consultation. – Rome : FAO, 2004. – 96 p. 13. Bigliardi B., Galati F. Innovation trends in the food industry: the case of functional foods // Trends in Food Science & Technology. – 2013. – Vol. 31, No. 2. – P. 118–129. 14. Granato D., Barba F. J., Kovačević D. B., Lorenzo J. M., Cruz A. G., Putnik P. Functional foods: Product development, technological trends, efficacy testing, and safety // Annual Review of Food Science and Technology. – 2020. – Vol. 11. – P. 93–118. 15. Shahidi F., Ambigaipalan P. Phenolics and polyphenolics in foods, beverages and spices: Antioxidant activity and health effects // Journal of Functional Foods. – 2015. – Vol. 18. – P. 820–897. 16. Mudgil D., Barak S. Composition, properties and health benefits of indigestible carbohydrate polymers as dietary fiber // Journal of Food Science and Technology. – 2013. – Vol. 50, No. 2. – P. 256–271. 17. Corbo M. R., Bevilacqua A., Petruzzi L., Casanova F. P., Sinigaglia M. Functional beverages: The emerging side of functional foods // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2014. – Vol. 13. – P. 1192–1206. 18. Ткаченко Н. А., Кузьменко О. М. Сучасні тенденції розвитку функціональних напоїв // Харчова промисловість. – 2020. – № 28. – С. 45–52. 19. Арпуль О. В., Жукова Н. В., Усатюк О. М. Дослідження показників якості рослинних екстрактів для збагачення безалкогольних напоїв біологічно активними речовинами // Наукові праці НУХТ. – 2015. – Т. 21, № 4. – С. 98–105. 20. Barba F. J., Esteve M. J., Frígola A. High pressure treatment effect on physicochemical and nutritional properties of fluid foods // Journal of Food 72 Engineering. – 2012. – Vol. 111. – P. 545–550. 21. Пустовойт Б. А., Калмиков С. А., Калмикова Ю. С. Основні підходи до лікувального харчування при цукровому діабеті 2 типу. Archive of the journal Physical rehabilitation and recreational health technologies (2016-2022). 2016. №. 3. С. 195-204. 22. Fadieienko G. D., Kurinna O. G. Вплив пробіотичного харчування при цукровому діабеті 2 типу. Український терапевтичний журнал. 2020. №. 2. С. 43-54. 23. Гребельник О. П., Гуць В. С., Скорченко Т. А. Вплив рослинних наповнювачів та цукрозамінників на якість молочних десертів. Молочна промисловість. 2003. № 3(6). С. 46-48. 24. Yadav, A. K., Singh, S., Dhyani, D., & Ahuja, P. S. A review on the improvement of stevia [Stevia rebaudiana (Bertoni)]. Canadian journal of plant science. 2011. 91(1), 1-27. 25. Goyal, S. K., Samsher, N., & Goyal, R. K. Stevia (Stevia rebaudiana) a bio-sweetener: a review. International journal of food sciences and nutrition. 2010. 61(1), 1-10. 26. Hossain, M. F., Islam, M. T., Islam, M. A., & Akhtar, S. Cultivation and uses of stevia (Stevia rebaudiana Bertoni): A review. African Journal of Food, Agriculture, Nutrition and Development. 2017. 17(4), 12745-12757. 27. Лисицина Ю. В., Стеценко Н. О. Вдосконалення технології соковмісного напою з натуральним підсолоджувачем. Актуальні питання технічних і математичних наук у XXI столітті: зб. матеріалів Міжнар. науково-практ. конф., (м. Київ, 15 квіт. 2014 р.). Київ: Центр наук. -практ. студій, 2014. С. 26–31. 28. Кошова В., Фролова Н., Чепель Н., Дубіцька Т. Нетрадиційна тонізуюча сировина для приготування безалкогольних напоїв. Харчова і переробна прмисловість. 2009. № 9. С. 29–30. 29. Скорченко Т. А. и др. Розробка молочних десертів діабетичного призначення. Промислова теплотехніка. 2002. Т. 24. №. 4a. С. 83. 73 30. Шкабура С. С., Усатюк О.М., Арпуль О.В. Квасовий напій з топінамбура для діабетиків. Практика і перспективи розвитку еногастрономічного туризму: світовий досвід для України : матеріали Міжнародної науково-практичної конференції, 24 вересня 2015 р. К. : НУХТ, 2015. С. 222-223. 31. Тюрікова І.С. Вплив попередньої підготовки топінамбура на отримання біологічно цінного соку. Наукові праці Одеської нац. акад. харч. техн. 2012. Вип. 42. Т. 2. С. 69-72. 32. Тюрікова, І., Бородай, А., Вовк, В. Перспективи створення ферментованих напоїв із буряка. InterConf, 2021. (90), 451-457. https://doi.org/10.51582/interconf.7-8.12.2021.051 74