Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время вопросам питания придается большое значение. В современных условиях стабильно формируется тенденция здорового образа жизни, составной частью которой является сбалансированное питание. В разработке новых рецептур спредов, как продуктов молочной и масложировой отрасли, формируются определенные критерии функциональности: снижение массовой доли жира; снижение массовой доли холестерина; снижение содержания транс-изомеров; повышение содержания полиненасыщенных жирных кислот; обогащение функциональными ингредиентами.
Сырьем для производства сливочно-растительных спредов является молочный жир и растительные масла. Молочный жир является наиболее ценным среди пищевых жиров по биологическим и пищевым свойствам. Однако жирнокислотный состав молочного жира не идеален – он содержит небольшое количество полиненасыщенных жирных кислот. Проблему недостаточного уровня ПНЖК в липидном комплексе спредов возможно решить обогащением их источниками омега-3 растительного происхождения (льняное, рапсовое масла).
Состав сливочно-растительных спредов не сбалансирован по основным пищевым веществам. Он характеризуется низким содержанием белков, присутствие которых обусловлено, преимущественно, использованием сливочного масла, сливок и молока. Масличное сырье (семена, орехи) является уникальным источником растительного масла и белка.
Введение в спреды продуктов переработки масличных семян (кокосовой пасты) позволит не только увеличить пищевую ценность, но также придать необходимую консистенцию продуктам за счет твердого растительного масла, входящего в состав пасты. Внесение кокосовой пасты может исключить необходимость добавления в рецептуру гидрогенизированных жиров, что позволит снизить содержание трансизомеров в продуктах.
Учитывая вышеизложенное, разработка технологии сливочно-растительных спредов, оптимизированных по жирнокислотному составу (с использованием продуктов переработки масличного сырья), является актуальной в решении проблемы оптимизации системы питания.
Цели и задачи исследований. Целью работы является разработка и исследование технологии сливочно-растительного спреда с использованием продуктов переработки кокоса.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
- исследовать состав и свойства липидного комплекса льняного, подсолнечного масел и молочного жира, с целью использования их в качестве составляющих компонентов в рецептурах сливочно-растительных спредов;
- исследовать состав и свойства кокосовой пасты, полученной при переработке кокосовой стружки;
- изучить эмульгирующую способность кокосовой пасты, в связи с использованием ее в качестве эмульгирующего компонента при производстве сливочно-растительных спредов;
- исследовать влияние технологических факторов на свойства сливочно-растительного спреда;
- разработать технологическую схему и базовые рецептуры спредов сбалансированного жирнокислотного состава;
- исследовать состав и свойства новых видов сливочно-растительных спредов;
- изучить пищевую и физиологическую ценность продуктов;
- исследовать изменение качества спредов в процессе хранения с целью определения сроков годности;
- разработать техническую документацию на новый вид сливочно-растительного спреда и пасты кокосовой.
Научная новизна работы. Исследованы состав и свойства кокосовой пасты, полученной при переработке кокосовой стружки. Доказана эффективность использования кокосовой пасты в качестве липидно-белковой добавки, в том числе обладающей эмульгирующей способностью.
Изучена возможность создания сливочно-растительных спредов с заданным содержанием основных жирнокислотных фракций – насыщенной, мононенасыщенной, полиненасыщенной. Доказано, что внесение льняного масла позволит скорректировать жирнокислотный состав липидной составляющей спреда по кислотам -3 и -6, в соответствии с нормами физиологических потребностей (соотношение -6:-3 от 2:1 до 11:1). Получены математические модели, которые позволили установить оптимальные технологические параметры, позволяющие вырабатывать продукт с заданными физико-химическими показателями. Установлено, что использование в рецептуре спредов кокосовой пасты позволяет получить продукт, десертного назначения со сливочно-кокосовым вкусом и ароматом, а также способствует повышению его биологической ценности.
Изучены состав и свойства полученных сливочно-растительных спредов. Изучено влияние режимов и условий хранения спредов на интенсивность окислительных и микробиологических процессов, происходящих в них.
Практическая значимость работы. Разработана технология производства сливочно-растительного спреда «Кокосовый». Предложены базовые рецептуры сливочно-растительных спредов десертного назначения с массовой долей жира 60,0 и 72,5%, содержащие в качестве липидно-белковой добавки кокосовую пасту. Разработана техническая документация (технические условия, технологическая инструкция) на сливочно-растительный спред «Кокосовый» (ТУ 9148 – 142 – 02068315 – 2011) и пасту кокосовую (ТУ 9146-143-02068315-2011).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных международных, всероссийских и межрегиональных конференциях: «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» (Кемерово, 2008, 2009); «Наука и производство: состояние и перспективы» (Кемерово, 2009); «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2009, 2010); «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2009); «Современные проблемы устойчивого развития Агропромышленного комплекса России» (пос. Персиановский, 2009); «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Самара, 2009);»Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2010); «Качество продукции, технологий и образования» (Магнитогорск, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе в журнале, рекомендованном ВАК «Техника и технология пищевых производств».
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методологии проведения работы, результатов исследований, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 107 страницах и содержит 39 таблиц, 37 рисунков. Список использованной литературы включает 150 наименований.
Экспериментальные исследования проводили в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности в соответствии с поставленными задачами. Общая схема и последовательность выполнения эксперимента представлена на рисунке 1. На первом этапе исследований изучены состав и свойства исходного сырья, используемого для производства спредов. Исследован химический состав кокосовой стружки и ее липидной фракции; физико-химические показатели и жирнокислотный состав сливочного масла и молочного жира. Изучены и проанализированы состав и свойства растительных масел. Среди контролируемых параметров определяли массовую долю влаги, липидов, белков, углеводов, физико-химические показатели масел – жирнокислотный состав, температуру плавления, твердость и показатели окислительной порчи – кислотное и перекисное числа.
Второй этап заключался в получении и исследовании состава кокосовой пасты, полученной при измельчении кокосовой стружки на дезинтеграторе. В кокосовой пасте изучены: химический состав, микробиологические и физико-химические показатели. В полученном продукте определяли содержание влаги, белков, жиров, углеводов и золы. Изучали технологические свойства: влагопоглотительную и эмульгирующую способность кокосовой пасты.
Третий этап исследований состоял в оптимизации соотношения компонентов жировой основы спреда. Расчет был произведен на ЭВМ с использованием методов линейного программирования. На основании полученных зависимостей была уточнена рецептура спреда и выбраны оптимальные технологические параметры его производства.
Этапы исследований Изучаемые факторы Контролируемые параметры
Анализ состава и свойств исходного сырья, используемого для производства спредов
Массовая доля жира, жирнокислотный состав, температура плавления, твердость, кислотность
Сливочное масло
Жирнокислотный состав, органолептические, физико-химические показатели и показатели окислительной порчи.
Растительные масла
Массовая доля жира, белка, углеводов, влаги; жирнокислотный состав, перекисное число, кислотное число, температура плавления, твердость.
Кокосовая стружка
Разработка технологии получения кокосовой пасты
Массовая доля влаги, белка, липидов, углеводов, золы, микробиологические показатели. Влагопоглатительная, эмульгирующая способности.
Подготовка сырья
Технологические режимы получения кокосовой пасты
Состав, свойства и показатели кокосовой пасты
Оптимизация соотношения компонентов для производства спредов
Органолептические (вкус, запах, цвет, консистенция), физико-химические (кислотность, температура плавления) и структурно-механические (твердость).
Массовая доля жира
Доза кокосовой пасты
Доза растительного масла
Практическая реализация результатов исследований
Органолептические, физико-химические, микробиологические показатели, жирнокислотный состав.
Разработка технологии производства спредов
Хранение готового продукта
Пищевая, биологическая и энергетическая ценность
Нормативная документация
Рис 1. Общая схема проведения исследований
Заключительный этап диссертации состоял в разработке технологической схемы производства спреда из молочно-растительного сырья. На данном этапе исследований проведен анализ химического состава сливочно-растительного спреда и дана характеристика его биологической эффективности, пищевой и энергетической ценности. Исследованы изменения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей спреда в процессе хранения при различных температурных режимах. По результатам проведенных исследований были установлены оптимальные сроки реализации продукта.
Число опытов на всех этапах эксперимента определяли, исходя из требований точности результатов проводимых исследований, но не менее чем в трех повторениях.
