Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса
1.1 Роль питания в поддержании гомеостаза человека 10
1.2. Анализ структуры питания населения Российской Федерации .42
1.3. Использование комбинированных молочных продуктов для коррекции питания 48
Глава 2. Обоснование направления исследований
2.1. Характеристика источников пищевого белка растительного происхождения 54
2.2. Соя и продукты ее переработки как источник полноценного белка. Состав, свойства, использование в молочной промышленности 63
2.3. Медико-биологические аспекты использования соевых компонентов в лечебно-профилактическом питании 79
2.4. Выводы и задачи исследования 84
Глава 3. Методология проведения исследований.
3.1. Организация работы и схема проведения исследований 88
3.2. Объекты исследования 90
3.3. Основные методы исследования 91
Глава 4. Особенности культивирования различных видов микроорганизмов на соевой основе
4.1.Динамика кислотообразования при культивировании различных видов микроорганизмов и их композиций на соевой основе 94
4.2. Влияние предварительной тепловой обработки на интенсивность процесса кислотообразования 101
4.3. Способы интенсификации молочнокислого процесса 108
4.4 Заключение по 4 главе 112
Глава 5. Характеристика молочного и соевого белков как объектов коагуляции
5.1.Состав и свойства основных белков молока 113
5.2.Характеристика запасных белков сои 122
Глава 6. Исследование процесса кислотного свертывания белков молочно-соевой смеси
6.1. Особенности и основные закономерности структурообразования в белковых системах 127
6.2.Преобразование белковой дисперсии обезжиренного молока соевой основы и молочно-соевой смеси под действием молочной кислоты .139
6.2.1. Изменение дисперсных свойств казеиновых частиц на различных этапах скрьїтой коагуляции и начальной стадии гелеобразования 139
6.2.2. Изменение дисперсных свойств белковых частиц при сквашивании соевой основы 148
6.2.3. Изменение дисперсных свойств белковых частиц молочно-соевой смеси в процессе сквашивания 154
6.3. Исследование процесса формирования пространственной структуры и ее свойств при кислотной коагуляции белков молочно-соевой смеси 161
6.4. Влияние степени завершенности процесса структурообразования на качество сгустка 187
6.5. Заключение по главе 6 191
Глава 7. Влияние технологических факторов на процесс структурообразования в молочно-соевых смесях
7.1. Влияние режима тепловой обработки сырья на структурно-механические и синеретические характеристики сгустков 193
7.2. Влияние состав среды культивирования, вида и количества бактериальной закваски на продолжительность процессе структурообразования и свойства сгустков 208
7.3. Заключение по главе 7 217
Глава 8. Исследование процесса кислотно-сычужного свертывания молочно-соевых смесей в зависимости от дозы сычужного фермента и бактериальной закваски 220
Глава 9. Исследование процесса осаждения белков соевой основы и молочно-соевой смеси при тепловой коагуляции с добавлением коагулирующих веществ 236
9.1. Выбор режима тепловой обработки, вида и дозы
коагулянта для осаждения белков соевой основы 237
9.2. Изучение процесса осаждения белков мол очно-соевой
смеси 248
9.3. Влияние технологических факторов на синеретические и
структурно-механические показатели соевых и молочно-соевых сгустков 252
9.4. Заключение по 9 главе 263 /
Глава 10. Практическая реализация результатов исследований
10.1. Разработка технологии комбинированных молочных
продуктов 264
10.1.1. Ферментированные продукты с использованием соевых компонентов 264
10.1.2. Молочно-соевые белковые продукты 274
10.1.3. Мороженое с растительными компонентами 281
10.2. Изменение качественных показателей комбинированных продуктов в процессе хранения 282
10.3. Определение биологической ценности белковых продуктов. Клинические испытания 284
10.4. Экономические аспекты производства комбинированных молочных продуктов с использованием компонентов сои 288
Выводы 291
Литература
- Анализ структуры питания населения Российской Федерации
- Медико-биологические аспекты использования соевых компонентов в лечебно-профилактическом питании
- Влияние предварительной тепловой обработки на интенсивность процесса кислотообразования
- Изменение дисперсных свойств белковых частиц молочно-соевой смеси в процессе сквашивания
Введение к работе
Питание является важнейшей составной частью здорового образа жизни и во многом определяет состояние здоровья человека. Основная задача специалистов перерабатывающих отраслей, в том числе и молочной, состоит в обеспечении потребности всех слоев населения в рациональном, здоровом питании с учетом традиций, привычек и экономического положения. В последнее время вследствие негативного воздействия внешних факторов (ухудшения экологической обстановки, частых стрессовых ситуаций и т.п.) большое внимание уделяется разработке и производству комбинированных продуктов питания лечебно-профилактического назначения, имеющих сбалансированный состав, способствующих укреплению защитных функций организма и поддержанию адекватного гомеостаза.
Создание продуктов направленного действия на основе молочного сырья является перспективным и может быть реализовано за счет обогащения молока полезной микрофлорой, пищевыми волокнами, витаминами и минеральными веществами, а также за счет комбинирования молочного сырья с компонентами растительного происхождения.
Теоретические и практические основы в области создания многофункциональных комбинированных продуктов с регулируемым составом заложены в трудах А.Н.Покровского, А.М.Уголева, И.А.Рогова, В.Г.Высоцкого, А.М.Бражникова, В.Б. Тол стогу зова, Н.Н.Липатова (ст.), Н.Н.Липатова (мл.), В.М.Позняковского и реализованы применительно к молочной отрасли П.Ф.Крашенининым, Н.С.Королевой, В.Ф.Семенихиной, А.М.Шалыгиной, А.Г.Храмцовым, Л.А.Остроумовым, Н.П.Захаровой, И.С.Хамагаевой, Н.Б.Гав-риловой, В.В.Бобылиным и другими.
Анализ структуры питания населения различных регионов Российской Федерации свидетельствует о необходимости коррекции ее как в количествен-
ном, так и в качественном аспектах. Серьезной проблемой является нарушение белкового статуса, которое выражается в устойчивом дефиците полноценного белка, достигающего 15-20 % от рекомендуемых норм. Белковая недостаточность может служить фактором риска развития различных метаболических расстройств, проявляющихся в снижении устойчивости организма к стрессам, им-мунодепрессией, затяжным течением и ухудшением исхода заболеваний, возникновением осложнений.
Среди возможных путей ликвидации дефицита белка предпочтение следует отдать комплексной переработке молочного сырья по ресурсосберегающей технологии, с одной стороны, и привлечению новых источников полноценного белка, в частности, растительного происхождения, с другой, поскольку ресурсы животного белка в конечном итоге ограничены и трудно воспроизводимы. Наиболее широко для этой цели применяются семена бобовых культур и, в частности, сои. Использование соевых белков в молочной промышленности оправдано ввиду хорошей сбалансированности их аминокислотного состава, высокой усвояемости, доступности и относительно низкой стоимости. Низкая аллергенность и способность оказывать положительное влияние на ряд систем организма обусловливают применение соевых белков в лечебно-диетическом питании.
Обогащение молока и других продуктов питания соевыми белками (изо-лятами, концентратами) хорошо известно и достаточно широко распространено в мировой практике. Менее изученным, но не менее перспективным является переработка цельных соевых семян с получением жидких продуктов, которые наряду с белками содержат и другие ценные пищевые компоненты и могут быть использованы для комбинирования с молочным сырьем при выработке продуктов массового и лечебного питания.
Различия в составе и структуре компонентов молочного и соевого сырья предопределили необходимость проведения специальных исследований свойств и поведения комбинированной основы в процессе ее переработки.
7 К числу наиболее важных вопросов, требующих решения для широкого
внедрения производства указанной группы продуктов, относится исследование закономерностей, сопровождающих процессы преобразования дисперсной системы комбинированной основы в ходе технологической обработки, выявление возможных путей управления этими процессами и получения готового продукта с заданными свойствами. Применение более дешевого соевого сырья позволит повысить эффективность использования молочных ресурсов, сгладить сезонность производства. Решению данной проблемы, имеющей определенное народнохозяйственное значение, и посвящена диссертационная работа.
Рассмотрение роли отдельных нутриентов и организации рационального питания в поддержании здоровья населения с позиций практической трофологии и теории адекватного питания и анализ реальной ситуации подтвердили целесообразность создания продуктов лечебно-профилактического назначения с использованием растительных компонентов для коррекции питания и частичной ликвидации дефицита белка.
Анализ данных отечественных и зарубежных исследователей с точки зрения технологических, медико-биологических и экономических аспектов позволил обосновать эффективность использования для комбинирования с молочным сырьем продуктов, полученных из цельных соевых семян. Составлена классификация возможных направлений переработки комбинированной основы. В результате конкретизации задачи исследования в качестве наиболее перспективных для коррекции питания выбраны ферментированные и белковые продукты на основе нежирного молочного сырья и соевых компонентов.
Работа содержит результаты исследования биотехнологических и физико-химических основ производства комбинированных молочных продуктов с использованием продуктов переработки сои (соевой основы и соевой эмульсии, технология которых разработана отделом растительных белков и биотехнологии и отделом детского и лечебно-профилактического питания ВНИИ жиров, и соевого продукта «Супро плюс 2600» фирмы PTI). Работа выполнялась в рам-
8 ках международной программы «Детское и лечебно-профилактическое питание» и межвузовской программы «Биологическая безопасность и лечебно-профилактическое питание» под руководством и при непосредственном участии автора.
Теоретической базой исследований служили работы по изучению структуры и свойств казеина и белков сои, а также структурообразования в белковых системах, выполненные отечественными и зарубежными авторами, среди которых: С.В.Мор, Д.Г.Шмидт, Т.Оно, П.Вальстра, С.В.Слаттери, В.Бухгейм, О.Б.Птицын, Т.Ф.Владыкина, В.Г.Тиняков, Г.Н.Крусь, Р.А.Бэдли, И.Кошияма, Д.Фукушима, Н.Катсимпулас, В.Х.Тан, К.Шибасаки, П.А.Ребиндер, В.Н.Измайлова, И.Н.Влодавец, Р.И.Раманаускас, В.П.Табачников и другие.
В результате работы предложена научно-обоснованная концепция создания комбинированных молочных продуктов с использованием нежирного молочного сырья и продуктов переработки цельных соевых семян.
С помощью метода электронной микроскопии исследован и теоретически обоснован характер изменения дисперсности белковых частиц обезжиренного молока, соевой основы и молочно-соевой смеси в индукционном периоде и на начальной стадии гелеобразования при кислотной коагуляции и показано различие механизмов гелеобразования в данных дисперсных системах.
Установлены закономерности формирования пространственной структуры комбинированных сгустков при совместной коагуляции белков молока и сои под действием молочной кислоты, в процессе кислотно-сычужного свертывания и при тепловой коагуляции с добавлением коагулирующих веществ.
Получены математические зависимости, характеризующие взаимосвязь компонентного состава смеси, технологических факторов и основных показателей качества кислотных и кислотно-сычужных сгустков, позволяющие прогнозировать условия получения продукта с заданными свойствами.
Новизна предлагаемых решений подтверждена тремя авторскими свидетельствами и патентом РФ.
На основании комплекса проведенных исследований определены рациональные режимы производства и разработана технология ферментированных и белковых молочно-соевых и соевых продуктов для массового и лечебного питания. На новые продукты разработана и утверждена нормативно-техническая документация. Результаты исследований использованы при организации производства комбинированных продуктов на ряде предприятий Санкт-Петербурга и Северо-западного региона, что определяет практическую значимость работы. Клинические испытания показали убедительный терапевтический эффект указанных продуктов при желудочно-кишечных заболеваниях, алиментарной дистрофии и пищевой аллергии.
Экономическая эффективность производства комбинированных продуктов обусловлена более низкой стоимостью соевого сырья и может составить 280-400 руб. на тонну сырья при замене обезжиренного молока соевой основой на одну треть или на половину соответственно.
Результаты работы нашли также применение в учебном процессе при организации учебно-исследовательской работы студентов, в курсовом и дипломном проектировании, а также при подготовке курса лекций для студентов специализации 271108 «Технология комбинированных продуктов питания на молочной основе».
Анализ структуры питания населения Российской Федерации
Проблема обеспечения продуктами питания была и остается одной из глобальных проблем на всех этапах развития человеческого общества. В конце двадцатого века человечество столкнулось с проблемой продовольственного кризиса. Анализ экспертов показывает, что если в настоящее время хронически недоедает 17 % населения Земли, то в ближайшие десятилетия эта участь может постичь уже 25 % жителей планеты [23].
Что касается России, то в последнее десятилетие наблюдались негативные изменения в экономике страны, затронувшие все стороны жизни населения. Развивавшийся в период становления рыночных отношений кризис привел к резкому спаду промышленного производства и вызвал снижение выпуска важнейших видов продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Предприятия молочной промышленности при переходе к рыночной экономике также значительно сократили объемы выработки важнейших видов продукции (табл. 1.1) [134].
Как видно из данных табл. 1, в наибольшей степени сократился выпуск цельномолочной продукции (в 3,9 раза), масла животного (в 3,1 раза), сыров жирных и брынзы (в 2,5 раза). Однако в качестве положительного момента следует отметить тенденцию к замедлению темпа спада производства основных видов продуктов в 1995-1997 г.г. и некоторый рост их выпуска в 1998г.
Одновременный рост цен на основные виды продовольствия стал главной причиной падения покупательского спроса на продукты питания. Это, в свою очередь, не могло не сказаться на среднедушевом их потреблении и привело к серьезным нарушениям в рационе питания россиян.
Для получения объективной картины питания населения используются различные официальные источники информации - расчеты баланса продоволь ствия; результаты обследования семейных бюджетов, проводимые Госкомстатом (под наблюдением находится почти 50 тыс. семей различных регионов страны); а также специальные (натурные) исследования, выполняемые Институтом питания РАМН совместно с другими НИИ медицинского профиля и службой Госкомсанэпиднадзора России.
Анализ состояния питания жителей Российской Федерации показал, что наиболее высокий уровень потребления основных продуктов питания был достигнут в 1990 г. По молоку и молочным продуктам это составило 386 кг на душу населения. В последующие годы в связи с отсутствием целенаправленной политики в области сбалансированного питания уровень потребления продуктов питания снизился [291,193]. За период с 1990 по 1998 г. общий объем цельномолочной продукции в рационе их питания сократился на 43,2 % (с 373 до 212 кг). Последняя цифра крайне мала, если учесть, что физиологическая норма, рекомендованная Институтом питания РАМН, составляет 390 кг.
Сравнительный анализ производства и потребления молочных продуктов (в пересчете на молоко) показывает, что, несмотря на чрезвычайно высокие темпы падения производства, потребление молочных продуктов снижалось достаточно плавно. И все же результаты мониторинга состояния питания убе дительно свидетельствуют о том, что структура питания населения России требует коррекции как в количественном, так и в качественном аспектах.
Исследования, проведенные в 59 регионах России, показали, что уровень потребления продуктов питания в количественном отношении на 30 % ниже установленных физиологических норм. Отмечено продолжающееся снижение потребления наиболее ценных в биологическом отношении пищевых продуктов, таких, как мясные и молочные, яйца, рыбопродукты, растительное масло, фрукты и овощи, при существенном увеличении потребления хлеба и хлебопродуктов, а также картофеля.
Как следствие сложившейся структуры питания на первый план выходят следующие нарушения пищевого статуса: дефицит животных белков, достигающий 15-20 % от рекомендуемых величин, особенно в группах населения с низкими доходами; недостаток полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) на фоне избыточного поступления животных жиров; выраженный дефицит большинства витаминов и ряда жизненно важных минеральных веществ и микроэлементов, а также недостаточное потребление пищевых волокон (суммарное потребление грубых пищевых волокон составляет менее 10 г в сутки) [23].
Следует сказать, что при определении состояния питания человека оценка белкового статуса является важнейшим компонентом. Под белковым статусом понимается совокупность показателей содержания и метаболизма белков в организме, отражающих адекватность белкового питания. Это обусловлено тем, что именно белок служит главным пластическим материалом, предопределяющим в значительной мере структурно-функциональные взаимоотношения в организме [139]. Как упоминалось выше, белковая недостаточность является фактором риска развития различных заболеваний, осложнения их течения и возникновением различных осложнений.
Анализ структуры белкового питания населения страны свидетельствует об опасной тенденции неуклонного снижения потребления белка и, прежде всего, белка животного происхождения. Начиная с 90-х годов, образовался серьезный дефицит в потреблении белка с постепенным его нарастанием [216]. Особенно это касается групп населения с низкими доходами, что связано с недоступностью для этой категории населения значительной части продуктов. Следует подчеркнуть, что реальный дефицит белка более глубок, поскольку на практике имеют место потери пищевого белка при кулинарной обработке, в процессе хранения продуктов питания и их транспортировки. Кроме того, определенная часть белковой потребности обеспечивается импортом продовольствия, что ставит страну в зависимость от других государств и свидетельствует о дефиците в производстве отечественных белоксодержащих продуктов.
Из сказанного следует, что решение проблемы ликвидации белкового дефицита в питании населения должно осуществляться за счет повышения уровня суммарно потребляемого белка при одновременном улучшении его качества. Для решения проблемы необходимо создание в России крупнотоннажного производства пищевых белков [216].
Медико-биологические аспекты использования соевых компонентов в лечебно-профилактическом питании
Соя и продукты ее переработки привлекают к себе внимание не только как источник полноценного белка, позволяющий значительно увеличить выпуск продуктов массового потребления, но и в силу перспективности использования их для производства продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения, повышающих сопротивляемость организма вредным воздействиям из вне. Более того, продукты переработки сои, обладающие уникальными лечебно-профилактическими возможностями, успешно используются в лечебном питании, которое, по мнению клиницистов, является одним из важнейших, базисных методов терапии заболеваний [6,129,235].
Среди широкого спектра изученных средств пищевой коррекции функциональных расстройств, которыми сопровождаются заболевания, патологические состояния и травмы, особое место отводится таким продуктам переработки сои, как соевые белки, липиды сои и соевые пищевые волокна. Они зарекомендовали себя в клинической практике весьма положительно и используются во многих странах мира не только при лечении взрослых людей, но и в педиатрии и гериатрии. Наиболее известно применение соевых белков для замены молочных в питании детей и взрослых, страдающих непереносимостью коровьего молока. Это обусловлено высокой биологической ценностью соевых белков и низкой аллергенностью. Однако пластические характеристики соевых белков, быстрая анаболическая утилизация продуктов их пищеварительного гидролиза, низкая способность вызывать явления пищевой аллергии и ряд других особенностей определяют широкие перспективы использования соевых белков в клинической практике [6,397].
Соевое масло является ценным источником растительного жира и оказывает биологическое действие на организм человека. Эссенциальные жирные кислоты, содержащиеся в соевом масле, будучи активной частью клеточных мембран и регулируя обмен веществ (в частности, обмен холестерина, фосфолипидов, ряда витаминов) способны осуществлять нутриционную коррекцию многих патологических процессов, сопровождающих большинство заболеваний [235]. Полиненасыщенные жирные кислоты образуют в организме тканевые гормоны простагландины и другие биологически активные вещества, положительно влияют на состояние кожи и стенок кровеносных сосудов, жировой обмен в печени. Высокое содержание фосфолипидов позволяет использовать сою для производства фосфатидных концентратов, применяемых в качестве добавки для повышения биологической ценности различных продуктов, или в качестве самостоятельного лечебного препарата. Диета, обогащенная фосфолипидами, обладает многими положительными свойствами, и в первую очередь, оказывает антисклеротическое действие. Соевые пищевые волокна, получаемые из клеточных стенок семядолей соевых бобов, имеют низкое содержание жира и натрия и обладают лечебными свойствами при употреблении их больными с патологией кишечника, нарушениями обмена веществ, при прогрессирующем атеросклерозе и других заболеваниях. Соевые пищевые волокна имеют низкую энергетическую ценность (0,5 - 0,7 ккал/г), высокие сорбционные свойства и содержат как растворимые, так и нерастворимые диетические волокна.
Поскольку в мире, в том числе и в развитых странах, наметилась тенденция к увеличению потребления населением соевых продуктов, оценка роли соевых белков в питании человека становится крайне важной. Ряд исследований, проведенных американскими клиницистами, свидетельствует о том, что высококачественные соевые белки могут служить единственным источником азота и незаменимых аминокислот как для детей, так и для взрослых [413,405], причем, в последнем случае питательная ценность чистого соевого белка достаточна для поддержания уровня, эквивалентного высококачественным белкам животного происхождения. В более ранних исследованиях [371,312] отмечалось, что соевые белки имеют недостаточное количество серосодержащих аминокислот, и добавление к диете метионина значительно повышало питательную ценность рациона. Однако эти исследования проводились на животных, в частности, на крысах, и результаты их не вполне адекватны для человека. Длительное исследование метаболического баланса у юношей для определения пищевой ценности соевого белка и белков говядины [414] подтвердили мнение о том, что употребление в питании взрослых соевого белка высокого качества вполне равноценно потреблению животных белков, содержащихся в таких продуктах, как молоко, мясо, рыба, яйца. Доказано, что использование соевого белка как единственного источника азота позволяет полностью поддерживать азотистый баланс в организме в течение неограниченного времени. Предполагается также, что потребность детей школьного возраста в серосодержащих аминокислотах (около 27 мг на кг массы тела в день) значительно перекрывается при потреблении соевого белка и оказывается достаточной для обеспечения нормального уровня общего белкового азота.
Влияние предварительной тепловой обработки на интенсивность процесса кислотообразования
С целью выявления влияния предварительной тепловой обработки исследовали развитие микроорганизмов в соевой основе, подвергнутой тепловой обработке при следующих режимах, применяемых в молочной промышленности: - 63 - 65 С с выдержкой 30 мин; - 76 - 78 С с выдержкой 20 с; - 85 - 87 С с выдержкой 5-10 мин; - 90 - 92 С с выдержкой 2-3 мин; -120 С с выдержкой 20 мин.
Использовали также соевую основу без предварительной тепловой обработки перед заквашиванием.
Результаты исследования влияния режимов тепловой обработки на динамику кислотообразования для различных видов молочнокислых бактерий представлены на рис.4.1-4.2 и в целом согласуются с данными других исследователей [308,304]. Анализ полученных данных показывает, что наибольшую активность микроорганизмы проявляют при культивировании в нативной соевой основе (без тепловой обработки). Менее интенсивное нарастание кислотности при сквашивании соевой основы лактобациллами отмечено в случае ее длительной пастеризации и при температуре 85 - 87 С с выдержкой 5-10 мин. При культивировании мезофильных и термофильных лактококков на соевой основе, подвергнутой тепловой обработке при различных режимах, значительных изменений в нарастании кислотности не обнаружено. Несколько меньшее ингибирую-щее воздействие на их развитие оказывала тепловая обработка при температурах в пределах до 80 С и стерилизация при 120 С. При исследовании влияния режима тепловой обработки на динамику кислотообразования при сквашивании соевой основы кефирной грибковой закваской было также отмечено, что повышение температуры пастеризации до 90 -92 С ведет к незначительному снижению интенсивности кислотонакопления, а более жесткий режим тепловой обработки (120 С) способствует интенсификации данного процесса[85].
Однако наиболее ощутимое влияние тепловая обработка оказывала на консистенцию и влагоудерживающую способность сгустков. Все сгустки были достаточно однородными, нежными, мелкохлопьевидными. Максимальное отделение сыворотки имело место в сгустке, полученном при сквашивании соевой основы, не подвергнутой тепловой обработке. Повышение температуры пасте-ризации в указанном интервале позволяло получить более плотные сгустки с меньшим отделением сыворотки (рис.4.3-4.5), как и для коровьего молока
Это дает основание считать, что режим тепловой обработки соевой основы будет определяться видом вырабатываемого продукта. Стерилизация соевой основы либо не оказывает существенного влияния на влагоудерживаюшую способность сгустков (рис.4.5), либо несколько снижает ее (рис.4.3-4.4).
Для интенсификации процесса молочнокислого брожения и получения сгустков с более высокой титруемой кислотностью и приемлемым вкусом использовали углеводные добавки: лактозу, глюкозу, сахарозу и белковые добавки: сухое обезжиренное молоко, соевый протеинат кальция и соевый гидроли-зат. Добавки вносили в количестве 1, 2, 3 и 5 % к массе заквашиваемой соевой основы.
Результаты исследований показали, что внесение лактозы и глюкозы значительно интенсифицирует процесс кислотообразования независимо от вида применяемой закваски, причём внесение лактозы проявляет наибольший эффект. Так, через 8 ч культивирования при использовании L.acidophilus кислотность сгустков с добавками лактозы была на 77 - 79 Т выше, чем в контрольном образце (без добавок), тогда как кислотность сгустков с добавками глюкозы отличалась от контроля лишь на 31 - 38 Т (табл.4.2).
Увеличение количества вносимой лактозы и глюкозы с 1 до 3 % не приводит к значительному нарастанию кислотности, так что правомерно ограничиться 1 % вносимой добавки.
При использовании в качестве добавки сахарозы не отмечалось интенсификации процесса кислотообразования [80]. При сквашивании соевой основы кефирной грибковой закваской внесение лактозы, глюкозы и сахарозы интенсифицировало процесс кислотообразования.
Через 8 часов культивирования кислотность сгустков с добавлением лактозы составила 57 Т, глюкозы - 55 Т, сахарозы - 57 Т против 33 Т в контроле. К 12 часам сквашивания образцы с добавлением сахарозы имели более низкую кислотность, чем образцы с добавлением глюкозы и лактозы.
Сгустки, полученные с использованием углеводных добавок, были достаточно плотные, ровные, мелкохлопьевидные, без отделения сыворотки.
На синеретические свойства сгустков углеводные добавки значительного влияния не оказывали (табл. 4.3).
Внесение всех белковых добавок способствовало интенсификации молочнокислого брожения. Наиболее весомый результат был получен при использовании сухого обезжиренного молока (рис.4.6).
Изменение дисперсных свойств белковых частиц молочно-соевой смеси в процессе сквашивания
На рис. 6.18 - 6.21 приведены снимки, характеризующие состояние дисперсной системы молочно-соевой смеси состоящей их 50 % обезжиренного коровьего молока и 50 % соевой основы, при различной кислотности.
Как видно из снимка (рис. 6.18) и графика (рис. 6.22)частицы молочно-соевой смеси распределяются по размерам в диапазоне от 0,05 до 0,85 мкм. В смеси присутствуют мицеллы казеина (вероятно, и субмицеллы, «невидимые» для электронного микроскопа), жировые шарики липидов соевой основы относительно больших размеров и глобулы соевого белка в широком диапазоне. На снимке заметны также агломераты или скопления частиц по типу агломератов. Основная масса частиц распределена в диапазоне от 0,05 до 0,30 мкм. При достижении кислотности 45 Т картина принципиально не изменяется (рис. 6.22), хотя появляется некоторое количество частиц с размером от 0,80 до 1,10 мкм. По-видимому, это агломераты белковых частиц соевой основы. При рассмотрении дисперсного состава частиц в более узком диапазоне - до 0,25 мкм (рис. 6.24) можно наблюдать некоторые изменения. Так, количество частиц в диапазоне 0,07 - 0,09 мкм несколько уменьшилось, а фракция частиц размерами 0,10 - 0,13 мкм увеличилась количественно в 1,7 раза (от 5 до 8,5 %).
Если сравнивать кривые распределения коллоидных частиц систем обезжиренного коровьего молока и молочно-соевой смеси на начальных стадиях сквашивания, то отчетливо видно, что характер кривых совпадает (рис. 6.25).
Из этого следует, что процесс скрытой коагуляции в молочно-соевой смеси по своему характеру ближе к процессам, происходящим в этот период в обезжиренном коровьем молоке. Меньшее содержание частиц фракции от 0,07 до 0,09 мкм в смеси объясняется наличием соевой основы, частицы которой более мелкие по сравнению с коровьим молоком. Некоторое увеличение содержания частиц фракции от 0,13 до 0,19 мкм связано с тем, что процесс агломерации в соевой основе начинается раньше. Но эти изменения незначительны.
Далее, при нарастании кислотности в молочно-соевой смеси происходит перераспределение частиц по размерам - увеличивается содержание фракции от 0,08 до 0,15 мкм (рис. 6.24).
Из графика видно, что к началу гелеобразования в смеси начинает преобладать процесс агломерации коллоидных частиц в указанном диапазоне. Последний совпадает с диапазоном увеличения содержания агломератов в соевой основе. Следовательно, к окончанию стадии скрытой коагуляции и началу гелеобразования в молочно-соевой смеси начинают преобладать процессы, характерные для соевой основы, и они «перекрывают» процессы, происходящие в обезжиренном коровьем молоке (рис. 6.26).
При повышении кислотности молочно-соевой смеси до 55 Т происходит процесс дезагрегации мицелл молочного белка (предшествующий геле-образованию в коровьем молоке) и коллоидная система молочно-соевой смеси становится все более похожей на систему соевой основы. Этот вывод подтверждается при рассмотрении графика изменения усредненного диаметра коллоидных частиц во всех трех системах (рис. 6.27).
Как видно из графика, средний диаметр частиц молочно-соевой смеси при увеличении кислотности от 45 Т и выше начинает приближаться по величине к размерам частиц соевой основы и имеет ту же тенденцию к увеличению. Это можно наблюдать и на снимках дисперсной системы молочно-соевой смеси при кислотности 55 Т (рис. 6.21), где присутствуют агломераты мелких глобул и мицелл, более мелкие, чем в коровьем молоке, и являющиеся впоследствии основой для построения геля. Таким образом, из приведенных результатов следует, что механизм гелеобразования в молочно-соевой смеси отличается от механизма гелеобразования в коровьем молоке и аналогичен механизму образования геля в соевой основе.
В ходе многочисленных исследований процесса структурообразования при кислотной и сычужной коагуляции белков коровьего молока авторами
отмечалось влияние различных факторов на ход процесса, структурно-механические и синеретические свойства полученных сгустков [246,16,21, 209,37,76,20,63,138,265,204]. К числу наиболее важных факторов, обусловливающих формирование консистенции и вкусовых особенностей продуктов, следует отнести состав и свойства молока, условия проведения технологического процесса (в частности, режимы тепловой и механической обработки), а также вид и количество вносимой закваски и режимы сквашивания.
В исследованиях процесса структурообразования при кислотной коагуляции белков молока, проведенных автором ранее [86,87], изучалось влияние вида чистой культуры, применяемой для сквашивания молока, кислотности в начале процесса, обусловленной количеством вносимой закваски, температуры, при которой осуществлялось сквашивание молока, содержания жира и сухих обезжиренных веществ, применения гомогенизации на продолжительность стадий процесса структурообразования и их соотношение. Установлено подобие процессов образования пространственной структуры молочного сгустка при кислотной и сычужной коагуляции белков молока и показано, что каждый из указанных факторов в той или иной мере влияет на ход процесса структурообразования при сквашивании молока под действием молочнокислых бактерий.
Содержание жира и сухих обезжиренных веществ приводит к повышению вязкости образующегося сгустка, но не оказывает значительного влияния на продолжительность отдельных стадий, в то время как остальные факторы изменяют ее. Наибольшим изменениям подвергается длительность индукционного периода.
