Введение Первостепенная задача каждого государства, как подчеркивает министр сельского хозяйства Российской Федерации А. Н. Ткачев, - обеспечить население доступным и качественным продовольствием [1]. Агропромышленный комплекс страны - это крупнейший межотраслевой комплекс, базовой отраслью которого является сельское хозяйство, чья деятельность направлена на решение вышеуказан- ной задачи - обеспечение продовольственной безопасности населения страны [2]. Значимость и важность данной проблемы также получили отражение в документе «Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года» [3]. В данном документе особо отмечается, что «качество и безопасность пищевых продуктов - приоритет инновационного развития АПК и формирования у населения здорового типа питания». Пищевая ценность продукции является одним из важнейших показателей качества. Она характеризу- ется химическим составом, т. е. содержанием основных пищевых веществ (белка, жира и углеводов), витаминов, минеральных и минорных биологически активных веществ, которые отражают пищевую ценность продуктов. Каждый пищевой продукт имеет определенный индивидуальный химический состав, который может колебаться в некотором диапазоне. В зависимости от преимущественного содержания того или иного компонента продукты делятся на группы [4]. В последние годы получило динамичное развитие производство специализированной пищевой продукции, обогащенных и функциональных пищевых продуктов [17, 18]. Для стабильного повышения эффективности АПК страны, а также сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности разработана и утверждена «Федеральная научно-техническая программа развития сельского хозяйства на 2017-2025 гг.» [5]. Важным фактором деятельности АПК как России, так и Казахстана является устойчивая тенденция роста межгосударственного и реги- онального партнерства, усиления политики импортно-экспортного сотрудничества [6]. Практической реализации этой тенденции способствуют государственные соглашения и нормативные документы, действующие на межгосударственном уровне [7, 8, 9, 10, 17]. В число важнейших продуктов здорового питания входят молоко и молочные продукты. Среди них творог - кисломолочный продукт, который относится к наиболее востребованным в рамках растущего интереса населения страны к здоровому питанию. В связи с этим в настоящее время одним из главных трендов пищевой промышленности считается разработка биотехнологий инновационных продуктов, и прежде всего на молочной основе: функциональных и обогащенных для специа- лизированного питания. Специалисты института статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики в числе современных глобальных технологических трендов описали три перспекти- вных направления, сочетающих как традицион- ные, так и новые методы для создания базы производства пробиотических микроорганизмов, функциональных продуктов питания и пищевых продуктов на базе вторичного пищевого сырья. Такие биотехнологии позволяют улучшить питание людей и защитить их от болезней [11]. Цель исследований - разработка биотехнологии творожного продукта на основе козьего молока для специализированного питания. Объекты и методы исследований В настоящее время происходит активная реализация целевой программы «Развитие овцеводства и козоводства в России на 2012-2014 гг. и на плановый период до 2020 г.». В качестве целевых индикаторов в этой программе обозначено постепенное увеличение поголовья молочных коз и, соответственно, козьего молока в 1,6-1,8 раза. В рамках реализации данной программы планируется получение в перспективе дополнительного объема молока в количестве до 420-500 тыс. т в год к имеющимся в стране ресурсам коровьего молока. В Республике Казахстан также в стадии развития находится сегмент агропромышленного комплекса по числу поголовья коз и увеличения объема производства козьего молока. Основным недостатком данного сегмента является рас- средоточенность поголовья коз на фермах и в личных хозяйствах, что затрудняет сбор молока для промышленной переработки на продукты питания для лиц, нуждающихся в специализи- рованной пище: детей дошкольного и школьного возраста; взрослого населения старшего возраста для продления их творческого долголетия; лиц, страдающих непереносимостью лактозы коровьего молока [12, 13, 18]. Вышеизложенное позволяет считать актуальным проведение совместных исследований по разработке биотехнологий творожных продуктов на основе козьего молока и его смеси с коровьим. Объектами исследований являлись: молоко козье сырое по ГОСТ 32940-2014; молоко коровье сырое по ГОСТ 31449-2013; закваска DVS PB AC по действующей нормативной документации. При выполнении экспериментальных и анали- тических исследований использовался комплекс общепринятых и стандартных методов исследо- ваний: физико-химических, микробиологических и органолептических. Определяли: массовую долю жира по ГОСТ 5867-90; массовую долю белка по ГОСТ 25179-90; содержание минеральных веществ (методом атомной абсорбции на спектрофотометре шведской фирмы «Perkin Elmer-360») по ГОСТ 27996-88; массовую долю общего фосфора по ГОСТ Р 51458-99; общее количество молочнокислых микро- организмов и бифидобактерий, смешанных с молочнокислыми микроорганизмами, определяли методом предельных разведений на агаризованной питательной среде с гидролизованным молоком (АГМ) и среде для определения общего количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (ТУ 9229-026-04610209-94) глубинным посевом. Повторность экспериментов 3-5-кратная. Результаты обработаны методами математической статистики. Результаты и их обсуждение В соответствии с ТР ТС 033/2013 творог - кисломолочный продукт, произведенный с использованием заквасочных микроорганизмов (лактококков или смеси лактококков и термофильных стрептококков) и методов кислотной или кислотно- сычужной коагуляции молочного белка с последующим удалением сыворотки путем самопрессования, и (или) ультрафильтрации с добавлением или без добавления составных частей молока (до или после сквашивания) в целях нормализации молочных продуктов. Основным недостатком традиционных способов производства творога является переход от 45 до 55 % сухих веществ в сыворотку. Более прогрессивным является способ получения молочно-белковой основы творожных продуктов методом ультрафильтрации ферментированной нормализованной смеси или его концентрирования в вакуум-выпарной установке с последующим обогащением творожной основы функциональными и корригирующими ингредиентами [14, 15]. В данных экспериментальных исследованиях пробы коровьего и козьего молока отбирали в хозяйствах, подвергали двойной фильтрации для очистки, помещали в стерильные емкости, термостатировали при температуре (55 ± 5) С в течение 15-20 мин в соответствии с рекомендациями С. В. Симоненко [16], затем пробы транспортировали в лабораторию для определения химического состава и свойств объектов исследований. Кроме проб коровьего и козьего молока были составлены их смеси: 50:50 и 70:30. Результаты определения среднестатистических данных представлены в табл. 1 Из молока коровьего получали творог традиционным кислотным способом, температура свертывания (32 ± 1) С. Закваска для творога CHN-22, которая содержит смесь множественных штаммов Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris и Lactococcus lactis subsp. diacetylactis. Все объекты исследования пастеризовали при температуре 72-74 С, охлаждали до температуры (33 ± 1) С и вносили CaCl2 в виде 40%-ного водного раствора и закваску DVS PB AC в активизированной форме. Активизацию закваски проводили на стерильном обезжиренном молоке при температуре (37 ± 1) С в течение 1,5-2,0 с. В составе закваски пробиотическая культура acidophilus, сопровождающая Str. thermophilus и бифидобактерии B. longum, B. bifidum, B. infantis. Процесс ферментации объектов исследования длился (6,0 ± 0,5) ч. Качественные показатели, характеризующие процесс ферментации, предста- влены в табл. 2. Таблица 1 - Химический состав и свойства объектов исследования Table 1 - Chemical composition and properties of research subjects Показатель Молоко коровье - контроль Молоко козье - опыт 1 Смесь коровье : козье молоко 50:50 - опыт 2 70:30 - опыт 3 Сухие вещества, мас.% 12,14 ± 0,12 15,25 ± 0,10 13,75 ± 0,15 13,07 ± 0,11 В том числе жир 3,81 ± 0,14 5,30 ± 0,12 4,52 ± 0,05 4,26 ± 0,04 белки 3,22 ± 0,04 4,18 ± 0,02 3,70 ± 0,02 3,51 ± 0,02 лактоза 4,45 ± 0,15 4,57 ± 0,13 4,51 ± 0,11 4,49 ± 0,11 Кислотность: титруемая, Т 17,30 ± 0,50 17,00 ± 0,10 17,10 ± 0,10 17,20 ± 0,10 активная, ед. рН 6,50 ± 0,02 6,60 ± 0,01 6,55 ± 0,05 6,56 ± 0,05 Таблица 2 - Качественные показатели ферментированных объектов исследования Table 2 - Quality parameters of the fermented research subjects Объекты исследования Кислотность Органолептические показатели титруемая, Т активная, ед. рН Контроль 95 ± 2 4,60 ± 0,01 сгусток кисломолочный, плотный Опыт 1 75 ± 2 4,85 ± 0,01 сгусток кисломолочный, вязкий Опыт 2 86 ± 2 4,68 ± 0,01 сгусток кисломолочный, вязкий Опыт 3 90 ± 2 4,60 ± 0,01 сгусток кисломолочный, в меру плотный Анализ данных, характеризующих процесс кислотообразования исследуемых объектов, позволяет заключить, что по мере снижения в смеси количества коровьего молока качество сгустка становится менее прочным, вязким или слабовязким, что позволяет считать его пригодным для процесса ультрафильтрации. Микробиологические показатели ферменти- рованных объектов представлены на рис. 1. Экспериментальные данные, представленные на рис. 1, свидетельствуют о том, что козье молоко является благоприятной питательной средой для эффективного развития пробиотических микроорганизмов, вследствие чего, по мере снижения его количества в ферментированной смеси, общее количество молочнокислых бактерий (так же, как и бифидобактерий) несколько снижается, но при этом находится в количестве, соответствующем предъявляемым требованиям к пищевым функциональным продуктам. Опытные ферментированные продукты подогревали до температуры (52 ± 2) С с выдержкой 3-5 мин, охлаждали до (48 ± 1) С и подвергали ультрафильтрации на лабораторном стенде: рабочее давление при подаче ферментированного продукта на мембраны рулонного типа с размером пор от 1 до 100 мкм создавали специально отрегу- лированным насосом в пределах 1,5-2,0 бар. В процессе эксперимента обеспечивали коэф- фициент концентрации 2,5. Химический состав молочно-белковых концентратов и контрольного образца представлен в табл. 3. Химический состав молочно-белковой основы творожного продукта (ретентат) отличается высоким содержанием белков и молочного жира, при этом лактоза распределяется примерно равномерно между ретентатом и пермеатом, который может быть использован как самостоятельный кисломолочный напиток. Эффект концентрирования обеспечен в соответствии с заданным режимом. Анализ ретентата по микробиологическим показателям свидетельствует о том, что в процессе ультрафильтрации не только сохранилось общее количество микроорганизмов, но и достигнуто некоторое увеличение значений (lg КОЕ/г): в опыте 1 - 9,6; в опыте 2 - 9,0; в опыте 3 - 8,7. Так как творожный продукт предназначен для специализированного (геродиетического) питания, то кроме пробиотической микрофлоры подобран антиоксидант «Оксилик», в состав которого входят витамины С, Е, β-каротин, ликопин и селен, который повышает биологическую ценность творожного продукта. Ассортиментный ряд нового продукта предложено расширить путем внесения в молочно-белковую основу различных вкусовых наполнителей в виде ягодных экстрактов черники, или смородины, или брусники, в количестве 10 % от массы молочно-белковой основы. Логарифм количества жизнеспособных клеток, lg КОЕ/г Молочно-кислые бактерии Бифидобактерии Рисунок 1 - Микробиологические показатели ферментированных объектов Figure 1 - Microbiological parameters of the fermented research subjects Таблица 3 - Химический состав объектов исследования после ультрафильтрации (в сравнении с контролем) Table 3 - Chemical composition of the research subjects after ultrafiltration (compared with the reference sample) Объекты исследования Химический состав, % сухие вещества в т. ч. белки Контроль 31,0 ± 0,5 16,0 ± 0,5 (цельное молоко) - творог с м. д. ж. 11 % - сыворотка 5,5 ± 0,1 0,8 ± 0,1 Опыт 1 (козье молоко) 28,6 ± 0,5 10,45 ± 0,05 - ретентат - пермеат 9,5 ± 0,5 0,08 ± 0,02 Опыт 2 (смесь коровье : 25,78 ± 0,12 9,25 ± 0,05 козье молоко - 50:50) - ретентат - пермеат 8,6 ± 0,5 0,06 ± 0,02 Опыт 3 (смесь коровье : 24,51 ± 0,11 8,77 ± 0,05 козье молоко - 70:30) - ретентат - пермеат 8,17 ± 0,09 0,05 ± 0,02 Новизна технологии нового продукта отражена в заявке на изобретение «Творожный продукт на основе козьего молока» (получен приоритет). Для производства творожного продукта разработана нормативная документация. Выводы В результате экспериментально-аналитических исследований изучены технологические качества козьего молока и его смеси с коровьим для производства ферментированных продуктов. Определены закономерности биотехнологии производства молочно-белковой основы, обогащен- ной пробиотическими микроорганизмами в количестве не < 1 · 107 КОЕ/г. Разработана технология творожного продукта для специализированного (геродиетического) питания. Для расширения ассортимента в его рецептуру включены антиоксидант «Оксилик» и разнообразные ягодные экстракты, регулирующие биологическую ценность и органолептические показатели нового продукта.