Олигосахариды в пищевой промышленности: виды, свойства, применение и выбор ингредиента

Почему интерес к олигосахаридам стремительно растет

За последние годы требования к рецептурам пищевых продуктов существенно изменились. Производители стремятся одновременно снизить содержание сахара, увеличить долю пищевых волокон, улучшить пищевую ценность продукции и сохранить привычные органолептические свойства. При этом рынок все чаще ориентируется на концепции функционального питания и clean label — производства продуктов с понятным составом и минимальным количеством искусственных добавок.

Решить все эти задачи одним ингредиентом непросто. Интенсивные сахарозаменители обеспечивают сладость, но практически не влияют на объем и текстуру. Полиолы могут выполнять часть технологических функций сахара, однако имеют ограничения по дозировке и подходят не для всех категорий продукции. Именно поэтому все больше производителей рассматривают олигосахариды как функциональные пищевые ингредиенты, способные одновременно выполнять несколько технологических задач.

Что такое олигосахариды и как их получают

Олигосахариды — это углеводы, молекулы которых состоят из нескольких связанных между собой остатков моносахаридов. Многие из них не расщепляются полностью в тонком кишечнике и поступают в толстый кишечник, где ферментируются кишечной микробиотой. Благодаря этой особенности многие олигосахариды работают как растворимые пищевые волокна с пребиотическими свойствами.

Большинство коммерческих олигосахаридов получают из растительного сырья с использованием ферментативных технологий. Выбор технологии зависит от вида олигосахарида. Так, фруктоолигосахариды получают из сахарозы или инулина, галактоолигосахариды из лактозы, а изомальтоолигосахариды путем ферментативной переработки крахмала. Такой способ производства позволяет получать ингредиенты с заданными технологическими характеристиками, различной степенью очистки и содержанием целевых олигосахаридов.

Олигосахариды хорошо сочетаются со стевией, сукралозой, эритритом, аллюлозой и другими сахарозаменителями. Комбинирование ингредиентов помогает добиться оптимального баланса сладости, текстуры и себестоимости готового продукта. Также, важно знать, что в связи с высокой гигроскопичностью порошкообразные олигосахариды рекомендуется предварительно смешивать с сухими компонентами перед внесением жидкости, чтобы снизить вероятность образования комков.

В зависимости от вида олигосахариды позволяют:

• снижать содержание сахара в рецептуре пищевых продуктов;
• увеличивать содержание растворимых пищевых волокон;
• улучшать текстуру и консистенцию;
• выполнять функцию объемообразователя;
• удерживать влагу;
• стабилизировать структуру;
• корректировать вкусовой профиль;
• повышать функциональную ценность продукта.

Сегодня олигосахариды широко применяются как ингредиенты для спортивного питания, молочной промышленности, кондитерского производства, напитков, специализированного и функционального питания.

Основные виды олигосахаридов

Вид	Основные свойства	Наиболее распространенные области применения
Фруктоолигосахариды (ФОС)	Источник растворимых пищевых волокон, выраженные пребиотические свойства, умеренная сладость	Молочные продукты, функциональное питание, напитки, кондитерские изделия
Галактоолигосахариды (ГОС)	Один из наиболее изученных пребиотиков, особенно востребован в специализированном питании	Детское питание, молочная промышленность, БАД
Изомальтоолигосахариды (ИМО)	Хорошая растворимость, технологичность, объемообразование, слабая сладость	Батончики, спортивное питание, кондитерские изделия, сиропы
Инулин	Растворимое пищевое волокно, улучшение текстуры, повышение кремообразности	Молочные продукты, десерты, соусы, напитки

Фруктоолигосахариды (ФОС)

Фруктоолигосахариды относятся к наиболее изученным пребиотическим ингредиентам и выпускаются в виде порошков и сиропов различной степени чистоты.

ФОС хорошо растворяются в воде, способствуют удержанию влаги, улучшают консистенцию и позволяют увеличить содержание растворимых пищевых волокон. Благодаря этим свойствам они широко используются как ингредиенты для спортивного питания, молочной промышленности, функциональных напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий.

Важная особенность ФОС

При длительной термической обработке кислых продуктов (с низким pH) часть фруктоолигосахаридов может гидролизоваться. Поэтому при производстве некоторых напитков, джемов и фруктовых начинок технологу следует учитывать режимы внесения ингредиента.

Изомальтоолигосахариды (ИМО)

Изомальтоолигосахариды сочетают умеренную сладость, высокую растворимость и хорошие технологические свойства. Они помогают снизить содержание сахара, выполняют функцию наполнителя и объемообразователя, уменьшают риск кристаллизации в сиропах и способствуют формированию однородной структуры.

ИМО широко применяются при производстве спортивного питания, протеиновых батончиков, функциональных напитков, кондитерских изделий, снеков и сухих смесей.

Важная особенность ИМО

Под названием «изомальтоолигосахариды» могут выпускаться продукты с различным содержанием целевых олигосахаридов и простых сахаров. Более высокая степень очистки позволяет снизить содержание глюкозы и мальтозы по сравнению с традиционными сиропами ИМО. При выборе ингредиента важно учитывать спецификацию продукта, поскольку его состав влияет на технологические свойства и гликемический ответ готового продукта.

Галактоолигосахариды (ГОС)

Галактоолигосахариды являются растворимыми пищевыми волокнами и служат субстратом для полезной кишечной микробиоты. Благодаря высокой растворимости и нейтральному вкусу они практически не изменяют органолептические характеристики продукта.

ГОС по структуре наиболее близки к отдельным олигосахаридам грудного молока, поэтому широко используются при производстве детских смесей.  В молочной промышленности ГОС могут использоваться совместно с заквасочными культурами и повышать функциональную ценность готовой продукции.

Важная особенность ГОС

Собственная сладость ГОС относительно невысока. Если рецептура требует привычного уровня сладости, их обычно комбинируют с другими подсластителями или сахарозаменителями.

Инулин

Хотя инулин представляет собой смесь фруктанов различной степени полимеризации, в пищевой промышленности его часто рассматривают вместе с фруктоолигосахаридами благодаря сходным технологическим свойствам.

Инулин практически не обладает собственной сладостью, но эффективно улучшает текстуру продукта, формирует более кремовую консистенцию, способствует удержанию влаги и увеличивает содержание растворимых пищевых волокон.

Важная особенность инулина

Инулин не является полноценной заменой сахара. При разработке продуктов со сниженным содержанием сахара его обычно используют совместно с ФОС, ИМО или интенсивными подсластителями.

Различия олигосахаридов

Параметр	ФОС (фруктоолигосахариды)	ГОС (галактоолигосахариды)	ИМО (изомальтоолигосахариды)	Инулин
Источник	Сахароза, цикорий, топинамбур, инулин	Лактоза	Крахмал	Цикорий, топинамбур
Сладость (по отношению к сахарозе)	~30–50%	~20–40%	~40–60%	~10%
Растворимость	Высокая	Очень высокая	Очень высокая	Высокая (зависит от степени полимеризации)
Основная технологическая функция	Растворимое пищевое волокно, легкая сладость	Пребиотический ингредиент	Объемообразователь, умеренная сладость	Улучшение текстуры, замена части жира
Пребиотические свойства	Хорошо изучены	Хорошо изучены	Данные неоднозначны, зависят от состава продукта	Хорошо изучены
Влияние на текстуру	Повышает вязкость, удерживает влагу	Незначительное	Формирует объем и структуру	Придает кремовую текстуру
Удержание влаги	Высокое	Среднее	Среднее	Высокое
Основные области применения	Молочная продукция, напитки, хлебобулочные и кондитерские изделия, функциональные продукты	Детское и специализированное питание, молочная продукция, БАД	Протеиновые батончики, снеки, кондитерские изделия, сиропы, спортивное питание	Молочные продукты, десерты, соусы, напитки
Хорошо сочетается с	Подсластителями, инулином	Подсластителями, молочными культурами	Интенсивными подсластителями, полиолами	ФОС, подсластителями
Технологические особенности и ограничения	Может гидролизоваться при длительном нагреве и низких значениях pH	Низкая собственная сладость	Свойства зависят от степени очистки и состава конкретного продукта	Не заменяет сахар по сладости, нужно комбинировать

Какой олигосахарид выбрать

Задача	Оптимальный ингредиент	Почему
Снизить содержание сахара	ИМО	Дает объем, умеренную сладость, хорошо работает в батончиках и кондитерских изделиях
Увеличить содержание пищевых волокон и добавить пребиотические свойства	ФОС	Высокое содержание растворимых пищевых волокон и выраженные пребиотические свойства
Разработать функциональный молочный продукт	ГОС	Один из наиболее изученных пребиотических ингредиентов, хорошо совместим с молочной основой
Улучшить кремовую текстуру и заменить часть жира	Инулин	Формирует более плотную консистенцию и улучшает органолептические свойства
Сделать прозрачный напиток с клетчаткой	ФОС (сироп)	Быстро растворяется, не мутит, дает легкую сладость.

Несмотря на большой перечень полезных свойств олигосахаридов универсального решения не существует. ФОС, ГОС, ИМО и инулин обладают разными технологическими характеристиками, поэтому выбор ингредиента должен основываться на типе продукта, условиях производства и требуемом функциональном эффекте. Грамотно подобранный олигосахарид позволяет не только оптимизировать рецептуру, но и повысить конкурентоспособность готовой продукции.