Визначення впливу рослинних білків на характеристики морозива молочного

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308635

Ключові слова:

вівсяний білок, соєвий ізолят, гороховий білок, низькожирне морозиво

Анотація

Досліджено функціонально-технологічні властивості білків у складі морозива молочного. Об’єктом дослідження була технологія морозива з рослинними білками. Проблемою, що вирішувалася, було покращання фізико-хімічних та реологічних характеристик сумішей та морозива з низьким вмістом жиру за рахунок застосування вологозв′язувальних структуруючих білків рослинного походження.

Встановлено, що найвищими піноутворюючими властивостями відрізняється концентрат горохового білка. Концентрат вівсяного білка демонструє помірну здатність до утворення та стабілізації пін, а ізолят соєвого білка взагалі не виявляє вказаної функції. Присутність рослинних білків у всіх сумішах морозива збільшує їх умовну в’язкість, проте найвища тиксотропність спостерігається для концентрату горохового (56,5–61,0 %) та вівсяного (54,8–57,2 %) білків. Вони формують харчові системи з вираженою коагуляційною структурою, що здатні до самочинного відновлення зв’язків за тривалості визрівання сумішей впродовж 8 год. Ізолят соєвого білка знижує тиксотропну здатність сумішей морозива, що обмежує доцільність його використання. Отримані фізико-хімічні показники морозива дозволяють обґрунтувати раціональний вміст білків у складі морозива, що становить 1–2 % для концентрату горохового білка та 1 % для концентрату вівсяного білка.

Дані щодо реологічної поведінки сумішей морозива не завжди співпадають з встановленими раніше закономірностями, що пов'язано із різницею хімічного складу між досліджуваними харчовими системами, методами їх підготовки та застосування.

Результати роботи можуть бути використані у технології низькожирного морозива, а також при проектуванні нових видів морозива, збагачених білком

Біографії авторів

Артур Петрович Михалевич, Національний університет харчових технологій

Аспірант

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Галина Євгеніївна Поліщук, Національний університет харчових технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Ульяна Геннадіївна Бандура, Національний університет харчових технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Тетяна Григорівна Осьмак, Національний університет харчових технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Оксана Олександрівна Басс, Національний університет харчових технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології молока і молочних продуктів

Посилання

  1. Hasan, T., Thoo, Y. Y., Siow, L. F. (2023). Dairy-Free Alternatives for Frozen Dessert Application. ACS Food Science & Technology, 4 (1), 3–15. https://doi.org/10.1021/acsfoodscitech.3c00423
  2. Sipple, L. R., Racette, C. M., Schiano, A. N., Drake, M. A. (2022). Consumer perception of ice cream and frozen desserts in the “better-for-you” category. Journal of Dairy Science, 105 (1), 154–169. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21029
  3. Bullock, K., Lahne, J., Pope, L. (2020). Investigating the role of health halos and reactance in ice cream choice. Food Quality and Preference, 80, 103826. https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2019.103826
  4. Mykhalevych, A., Polishchuk, G., Nassar, K., Osmak, T., Buniowska-Olejnik, M. (2022). β-Glucan as a Techno-Functional Ingredient in Dairy and Milk-Based Products – A Review. Molecules, 27 (19), 6313. https://doi.org/10.3390/molecules27196313
  5. Javidi, F., Razavi, S. M. A., Behrouzian, F., Alghooneh, A. (2016). The influence of basil seed gum, guar gum and their blend on the rheological, physical and sensory properties of low fat ice cream. Food Hydrocolloids, 52, 625–633. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.08.006
  6. Genovese, A., Balivo, A., Salvati, A., Sacchi, R. (2022). Functional ice cream health benefits and sensory implications. Food Research International, 161, 111858. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111858
  7. Zhao, Y., Khalesi, H., He, J., Fang, Y. (2023). Application of different hydrocolloids as fat replacer in low-fat dairy products: Ice cream, yogurt and cheese. Food Hydrocolloids, 138, 108493. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.108493
  8. de Paula, I. L., Mesa, N. C., Contim, L. T., Ferreira, R. G., Pombo, A. F. W., de Carvalho da Costa, J. et al. (2023). The applicability of microparticulated whey protein as an ingredient in different types of foods and its functionalities: a current patent review. European Food Research and Technology, 250 (2), 633–647. https://doi.org/10.1007/s00217-023-04402-x
  9. Tomczyńska-Mleko, M., Mykhalevych, A., Sapiga, V., Polishchuk, G., Terpiłowski, K., Mleko, S. et al. (2024). Influence of Plant-Based Structuring Ingredients on Physicochemical Properties of Whey Ice Creams. Applied Sciences, 14 (6), 2465. https://doi.org/10.3390/app14062465
  10. Liszka-Skoczylas, M., Ptaszek, A., Żmudziński, D. (2014). The effect of hydrocolloids on producing stable foams based on the whey protein concentrate (WPC). Journal of Food Engineering, 129, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.01.002
  11. Biswas, P. K., Chakraborty, R., Choudhuri, U. R. (2002). Effect of blending of soy milk with cow milk on sensory, textural and nutritional qualities of chhana analogue. Journal of Food Science and Technology (Mysore), 39 (6), 702–704.
  12. Akbari, M., Eskandari, M. H., Davoudi, Z. (2019). Application and functions of fat replacers in low-fat ice cream: A review. Trends in Food Science & Technology, 86, 34–40. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.02.036
  13. Akesowan, A. (2009). Influence of soy protein isolate on physical and sensory properties of ice cream. Thai Journal of Agricultural Science, 42 (1), 1–6. Available at: https://www.researchgate.net/publication/267796983_Influence_of_Soy_Protein_Isolate_on_Physical_and_Sensory_Properties_of_Ice_Cream
  14. Savio, J., Preci, D., Castelle, M., Manzolli, A., Fernandes, I. A., Junges, A. et al. (2018). Development and Structural Behaviour of Soybean Gelato. Food Technology and Biotechnology, 56 (4). https://doi.org/10.17113/ftb.56.04.18.5710
  15. Friedeck, K. G., Aragul‐Yuceer, Y. K., Drake, M. A. (2003). Soy Protein Fortification of a Low‐fat Dairy‐based Ice Cream. Journal of Food Science, 68 (9), 2651–2657. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2003.tb05784.x
  16. Deng, L. (2021). Current Progress in the Utilization of Soy-Based Emulsifiers in Food Applications – A Review. Foods, 10 (6), 1354. https://doi.org/10.3390/foods10061354
  17. Chen, W., Liang, G., Li, X., He, Z., Zeng, M., Gao, D. et al. (2019). Effects of soy proteins and hydrolysates on fat globule coalescence and meltdown properties of ice cream. Food Hydrocolloids, 94, 279–286. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.02.045
  18. Gorissen, S. H. M., Crombag, J. J. R., Senden, J. M. G., Waterval, W. A. H., Bierau, J., Verdijk, L. B., van Loon, L. J. C. (2018). Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates. Amino Acids, 50 (12), 1685–1695. https://doi.org/10.1007/s00726-018-2640-5
  19. Guler‐Akin, M. B., Avkan, F., Akin, M. S. (2021). A novel functional reduced fat ice cream produced with pea protein isolate instead of milk powder. Journal of Food Processing and Preservation, 45 (11). https://doi.org/10.1111/jfpp.15901
  20. Narala, V. R., Jugbarde, M. A., Orlovs, I., Masin, M. (2022). Inulin as a prebiotic for the growth of vegan yoghurt culture in pea protein-based vegan yoghurt-ice cream, while improving the textural properties. Applied Food Research, 2 (2), 100136. https://doi.org/10.1016/j.afres.2022.100136
  21. Tanger, C., Utz, F., Spaccasassi, A., Kreissl, J., Dombrowski, J., Dawid, C., Kulozik, U. (2021). Influence of Pea and Potato Protein Microparticles on Texture and Sensory Properties in a Fat-Reduced Model Milk Dessert. ACS Food Science & Technology, 2 (1), 169–179. https://doi.org/10.1021/acsfoodscitech.1c00394
  22. Asen, N. D., Aluko, R. E. (2022). Physicochemical and Functional Properties of Membrane-Fractionated Heat-Induced Pea Protein Aggregates. Frontiers in Nutrition, 9. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.852225
  23. Mirmoghtadaie, L., Kadivar, M., Shahedi, M. (2009). Effects of succinylation and deamidation on functional properties of oat protein isolate. Food Chemistry, 114 (1), 127–131. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.09.025
  24. Nieto-Nieto, T. V., Wang, Y. X., Ozimek, L., Chen, L. (2015). Inulin at low concentrations significantly improves the gelling properties of oat protein – A molecular mechanism study. Food Hydrocolloids, 50, 116–127. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.03.031
  25. Rasane, P., Jha, A., Sabikhi, L., Kumar, A., Unnikrishnan, V. S. (2013). Nutritional advantages of oats and opportunities for its processing as value added foods - a review. Journal of Food Science and Technology, 52 (2), 662–675. https://doi.org/10.1007/s13197-013-1072-1
  26. Serdaroglu, M., Ozsumer, M. S. (2003). Effects of soy protein, whey powder and wheat gluten on quality characteristics of cooked beef sausages formulated with 5, 10 and 20% fat. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, 6 (2), 3. Available at: http://www.ejpau.media.pl/volume6/issue2/food/art-03.html
  27. Lim, S.-Y., Swanson, B. G., Clark, S. (2008). High Hydrostatic Pressure Modification of Whey Protein Concentrate for Improved Functional Properties. Journal of Dairy Science, 91 (4), 1299–1307. https://doi.org/10.3168/jds.2007-0390
  28. Mykhalevych, A., Buniowska-Olejnik, M., Polishchuk, G., Puchalski, C., Kamińska-Dwórznicka, A., Berthold-Pluta, A. (2024). The Influence of Whey Protein Isolate on the Quality Indicators of Acidophilic Ice Cream Based on Liquid Concentrates of Demineralized Whey. Foods, 13 (1), 170. https://doi.org/10.3390/foods13010170
  29. Milk – Fat Content Determination, Gerber Method (NP Standard No. 469 in Portuguese) (2002). IPQ: Monte de Caparica.
  30. Marshall, R. T., Arbuckle, W. S. (1996). Ice Cream. Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-0477-7
  31. Sapiga, V., Polischuk, G., Buniowska, M., Shevchenko, I., Osmak, T. (2021). Polyfunctional properties of oat β-glucan in the composition of milk-vegetable ice cream. Ukrainian Food Journal, 10 (4), 691–706. https://doi.org/10.24263/2304-974x-2021-10-4-5
  32. Shevchenko, O., Mykhalevych, A., Polischuk, G., Buniowska-Olejnik, M., Bass, O., Bandura, U. (2022). Technological functions of hydrolyzed whey concentrate in ice cream. Ukrainian Food Journal, 11 (4), 498–517. https://doi.org/10.24263/2304-974x-2022-11-4-3
  33. Muse, M. R., Hartel, R. W. (2004). Ice Cream Structural Elements that Affect Melting Rate and Hardness. Journal of Dairy Science, 87 (1), 1–10. https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(04)73135-5
  34. Buniowska-Olejnik, M., Mykhalevych, A., Polishchuk, G., Sapiga, V., Znamirowska-Piotrowska, A., Kot, A., Kamińska-Dwórznicka, A. (2023). Study of Water Freezing in Low-Fat Milky Ice Cream with Oat β-Glucan and Its Influence on Quality Indicators. Molecules, 28 (7), 2924. https://doi.org/10.3390/molecules28072924
  35. Alves, A. C., Tavares, G. M. (2019). Mixing animal and plant proteins: Is this a way to improve protein techno-functionalities? Food Hydrocolloids, 97, 105171. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.06.016
  36. Pizones Ruiz-Henestrosa, V. M., Martinez, M. J., Carrera Sánchez, C., Rodríguez Patino, J. M., Pilosof, A. M. R. (2014). Mixed soy globulins and β-lactoglobulin systems behaviour in aqueous solutions and at the air–water interface. Food Hydrocolloids, 35, 106–114. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2013.04.021
  37. Alves, A. C., Martha, L., Casanova, F., Tavares, G. M. (2021). Structural and foaming properties of whey and soy protein isolates in mixed systems before and after heat treatment. Food Science and Technology International, 28 (6), 545–553. https://doi.org/10.1177/10820132211031756
  38. Foegeding, E. A., Davis, J. P. (2011). Food protein functionality: A comprehensive approach. Food Hydrocolloids, 25 (8), 1853–1864. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2011.05.008
  39. Kornet, R., Yang, J., Venema, P., van der Linden, E., Sagis, L. M. C. (2022). Optimizing pea protein fractionation to yield protein fractions with a high foaming and emulsifying capacity. Food Hydrocolloids, 126, 107456. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107456
  40. Chao, D., Aluko, R. E. (2018). Modification of the structural, emulsifying, and foaming properties of an isolated pea protein by thermal pretreatment. CyTA - Journal of Food, 16 (1), 357–366. https://doi.org/10.1080/19476337.2017.1406536
  41. Brückner-Gühmann, M., Heiden-Hecht, T., Sözer, N., Drusch, S. (2018). Foaming characteristics of oat protein and modification by partial hydrolysis. European Food Research and Technology, 244 (12), 2095–2106. https://doi.org/10.1007/s00217-018-3118-0
  42. Romulo, A., Meindrawan, B., Marpietylie. (2021). Effect of Dairy and Non-Dairy Ingredients on the Physical Characteristic of Ice Cream: Review. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 794 (1), 012145. https://doi.org/10.1088/1755-1315/794/1/012145
  43. Goff, H. D., Hartel, R. W. (2013). Ice Cream. Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6096-1
  44. Arbuckle, W. S. (1986). Ice Cream. Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7222-0
  45. Zhang, X., Qi, B., Xie, F., Hu, M., Sun, Y., Han, L. et al. (2021). Emulsion stability and dilatational rheological properties of soy/whey protein isolate complexes at the oil-water interface: Influence of pH. Food Hydrocolloids, 113, 106391. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106391
  46. Beliciu, C. M., Moraru, C. I. (2011). The effect of protein concentration and heat treatment temperature on micellar casein–soy protein mixtures. Food Hydrocolloids, 25 (6), 1448–1460. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2011.01.011
  47. Oliveira, I. C., de Paula Ferreira, I. E., Casanova, F., Cavallieri, A. L. F., Lima Nascimento, L. G., de Carvalho, A. F., Nogueira Silva, N. F. (2022). Colloidal and Acid Gelling Properties of Mixed Milk and Pea Protein Suspensions. Foods, 11 (10), 1383. https://doi.org/10.3390/foods11101383
  48. Bogahawaththa, D., Chau, N. H. B., Trivedi, J., Dissanayake, M., Vasiljevic, T. (2019). Impact of controlled shearing on solubility and heat stability of pea protein isolate dispersed in solutions with adjusted ionic strength. Food Research International, 125, 108522. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.108522
  49. Shand, P. J., Ya, H., Pietrasik, Z., Wanasundara, P. K. J. P. D. (2007). Physicochemical and textural properties of heat-induced pea protein isolate gels. Food Chemistry, 102 (4), 1119–1130. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.06.060
  50. Tarrega, A., Ramírez-Sucre, M. O., Vélez-Ruiz, J. F., Costell, E. (2012). Effect of whey and pea protein blends on the rheological and sensory properties of protein-based systems flavoured with cocoa. Journal of Food Engineering, 109 (3), 467–474. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.11.003
  51. Brückner-Gühmann, M., Kratzsch, A., Sozer, N., Drusch, S. (2021). Oat protein as plant-derived gelling agent: Properties and potential of modification. Future Foods, 4, 100053. https://doi.org/10.1016/j.fufo.2021.100053
  52. Salem, S. A., Hamad, E. M., Ashoush, I. S. (2016). Effect of Partial Fat Replacement by Whey Protein, Oat, Wheat Germ and Modified Starch on Sensory Properties, Viscosity and Antioxidant Activity of Reduced Fat Ice Cream. Food and Nutrition Sciences, 07 (06), 397–404. https://doi.org/10.4236/fns.2016.76041
  53. Saentaweesuk, S., Aukkanit, N. (2022). Effects of Whey Protein Isolate and Soy Protein Isolate as Fat Replacers on the Physicochemical and Sensory Properties of Low-Fat Chocolate Ice Cream. Burapha Science Journal, 27 (1), 686–701. Available at: https://scijournal.buu.ac.th/index.php/sci/article/view/4211
  54. Liu, X., Sala, G., Scholten, E. (2022). Effect of fat aggregate size and percentage on the melting properties of ice cream. Food Research International, 160, 111709. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111709
  55. Azari‐Anpar, M., Khomeiri, M., Daraei Garmakhany, A., Lotfi‐Shirazi, S. (2021). Development of camel and cow’s milk, low‐fat frozen yoghurt incorporated with Qodume Shahri (Lepidium perfoliatum) and cress seeds (Lepidium sativum) gum: Flow behavior, textural, and sensory attributes’ assessment. Food Science & Nutrition, 9 (3), 1640–1650. https://doi.org/10.1002/fsn3.2139
  56. Warren, M. M., Hartel, R. W. (2018). Effects of Emulsifier, Overrun and Dasher Speed on Ice Cream Microstructure and Melting Properties. Journal of Food Science, 83 (3), 639–647. https://doi.org/10.1111/1750-3841.13983
  57. Wu, B., Freire, D. O., Hartel, R. W. (2019). The Effect of Overrun, Fat Destabilization, and Ice Cream Mix Viscosity on Entire Meltdown Behavior. Journal of Food Science, 84 (9), 2562–2571. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14743

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-07-25

Як цитувати

Михалевич, А. П., Поліщук, Г. Є., Бандура, У. Г., Осьмак, Т. Г., & Басс, О. О. (2024). Визначення впливу рослинних білків на характеристики морозива молочного. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308635

Номер

2024: Article in Press

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Artur Mykhalevych, Galyna Polishchuk, Uliana Bandura, Tetiana Osmak, Oksana Bass

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.