Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обз ор литературных данных по вопросу «Состояние и совершенствование технологии продуктов на молочной основе для специализированного питания» 11
1.1 Специализированное питание и его значение в поддержании здорового образа жизни и получении высоких спортивных результатов 11
1.2 Ассортиментный ряд и особенности рецептурного состава продуктов для спортивного питания 17
1.3 Характеристика натуральных ингредиентов, определяющих специфику продуктов спортивного питания 25
1.4 Кисломолочные продукты, их качество и безопасность 34
1.5 Заключение по главе
1. Цель исследований 39
Глава 2 Методология и методы исследований 40
2.1 Постановка экспериментальных исследований. Схема
проведения и практической реализации результатов исследований 40
2.2 Объекты и методы исследований 42
2.2.1 Методы исследований физико-химических и органолептических показателей 43
2.2.2 Микробиологические методы 44
2.2.3 Реологические методы 50
2.2.4 Биохимические методы 51
2.2.5 Методы статистической обработки результатов исследования и построение математических моделей з
Глава 3 Результаты исследований и их анализ 54
3.1 Научное обоснование и характеристика компонентного состава кисломолочного продукта 54
3.2 Исследование процесса подготовки молочной основы с частичным гидролизом лактозы 60
3.3 Изучение процесса ферментации белково-углеводной
молочной основы 66
3.4 Моделирование комплекса экспериментальных показателей, характеризующих процесс ферментации белково-углеводной молочной основы 74
3.5 Экспериментальное определение углеводного компонента кисломолочного продукта 84
3.6 Исследование влияния функциональных ингредиентов на качественные показатели кисломолочного продукта 88
3.7 Определение пищевой, биологической и энергетической ценности кисломолочного продукта для специализированного питания 102
3.8 Исследование хранимоспособности кисломолочного продукта и определение его срока годности 107
3.9 Изучение способа сушки кисломолочного продукта 109
Глава 4 Практическая реализация результатов исследований 114
4.1 Разработка технологии и нормативной документации для производства кисломолочного продукта 1 14
4.2 Расчёт нормативной стоимости кисломолочного продукта «Спортивный» 119
4.3 Промышленная апробация технологии кисломолочного продукта «Спортивный» 120
Заключение 122
Список литературы
- Кисломолочные продукты, их качество и безопасность
- Методы исследований физико-химических и органолептических показателей
- Исследование процесса подготовки молочной основы с частичным гидролизом лактозы
- Промышленная апробация технологии кисломолочного продукта «Спортивный»
Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время разработан целый ряд пищевых продуктов и рационов для питания отдельных групп населения: спортсменов, детей разного возраста, беременных и лактирующих женщин, различных профессиональных групп рабочих промышленных предприятий и др., которые объединены в одну категорию – специализированное питание.
Одной из категорий специализированного питания являются продукты для лиц, систематически занимающихся физической культурой, фитнесом, любительским и профессиональным спортом. Следует отметить, что специализированные продукты питания для спортсменов представлены на рынке очень широко, однако объем таких продуктов отечественного производства в продаже недостаточен.
Поэтому проведение исследований и разработка технологий отечественных продуктов специализированного питания является актуальным.
Степень разработанности темы.
Принципы построения продуктов специализированного питания разработаны А.А. Покровским. В дальнейшем они получили свое развитие в исследованиях Н.Н. Липатова (ст.), Н.Н. Липатова (мл.), В.А. Тутельяна, Т.А. Пилата, В.М. По-зняковского и др. Теоретические и практические основы разработки технологии функциональных ингредиентов и продуктов на основе составных частей молока: белков, лактозы – представлены в научных трудах А.Г. Храмцова, В.Д. Харитонова, И.А. Евдокимова, Л.А. Остроумова, А.Ю. Просекова, В.И. Ганиной, Н.А. Тихомировой, И.А. Смирновой, И.С. Хамагаевой, М.Г. Курбановой, Н.Б. Гавриловой, М.В. Голубевой и других учёных.
Основным направлением разработки данной темы является использование в технологии продуктов специализированного питания натуральных продуктов животного и растительного происхождения в легкоусвояемой форме.
Всё вышеизложенное позволяет считать выбранное направление исследований актуальным.
Работа выполнена в рамках научно-практической темы «Разработать теоретические основы, создать новые технологии и технику для производства безопасных продуктов питания с функциональными свойствами» № 01200609463.
Цель работы и задачи исследований.
Цель диссертационной работы – исследование и разработка технологии бел-ково-углеводного кисломолочного продукта для специализированного питания. Для достижения цели сформулированы следующие задачи:
исследовать процесс подготовки белково-углеводной молочной основы путём частичного снижения количества лактозы;
изучить влияние сывороточных белков на процесс ферментации белково-углеводной основы ассоциацией пробиотических культур, провести математическое моделирование комплекса экспериментальных данных;
экспериментально определить качественный и количественный состав углеводного комплекса кисломолочного продукта;
изучить влияние функционального компонента на качественные показатели опытных продуктов;
подобрать витаминно-минеральный премикс для обогащения кисломолочного продукта микро- и макронутриентами;
определить пищевую, биологическую, энергетическую ценность, срок годности нового продукта;
разработать технологию, нормативную документацию и провести их промышленную апробацию. Научная новизна работы:
обоснован компонентный состав белково-углеводного продукта для специализированного питания;
для снижения количества лактозы в молочной основе исследован процесс её частичного гидролиза и установлены его параметры;
изучено влияние сывороточных белков на ферментацию молочной основы различными видами пробиотических заквасок;
построены двухфакторные математические модели, характеризующие процесс ферментации;
научно обоснованы углеводные и функциональный компоненты, качественный и количественный состав витаминно-минерального премикса, позволяющие отнести кисломолочный продукт к группе продуктов специализированного питания; определены пищевая, биологическая и энергетическая ценность и срок годности нового продукта. Теоретическая и практическая значимость работы. Разработана технология белково-углеводного кисломолочного продукта
(СТО 78805029-035-2015) для специализированного питания.
Проведена промышленная апробация технологии на молочном предприятии ООО «Маслосыркомбинат «Тюкалинский»» (Омская область). Новизна композиции нового продукта отражена в патенте РФ № 2538151 «Композиция для получения молочно-белкового биококтейля».
Результаты научной работы используются в процессе обучения бакалавров и магистров образовательной программы «Продукты питания животного происхождения».
Методология и методы исследования.
При выполнении научной работы использован комплекс общепринятых и стандартных методов исследований: физико-химических, микробиологических, биохимических, структурно-механических, органолептических. Результаты исследований обработаны методами статистического анализа и математического моделирования.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследований состава и свойства кисломолочного продукта для
специализированного (спортивного) питания (белков, лактозы, углеводов,
макро- и микроэлементов, витаминов);
результаты исследований влияния различных бактериальных заквасок на формирование функциональных свойств продукта для специализированного (спортивного) питания;
основные технологические параметры производства кисломолочного продукта для специализированного (спортивного) питания.
Достоверность результатов подтверждается пятикратной повторностью экспериментальных исследований и хорошей воспроизводимостью данных, полученных с использованием стандартных, общепринятых методов исследований и научных приборов. Качество и безопасность нового продукта в соответствии с требованиями технического регламента Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013) определены в научно-образовательном центре ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Область исследований диссертации соответствует п.п. 1, 2, 6 и 7 паспорта научной специальности 15.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств.
Апробация результатов.
Результаты работы докладывались на: всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития индустрии питания и гостеприимства» (Омск, 2012); втором международном научно-техническом форуме «Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2013); международной научно-практической конференции «Исторические аспекты, состояние и перспективы развития земледелия в Сибири и Казахстане» (Омск, 2014); международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Екатеринбург, 2014); VIII Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания-2014» (Саратов, 2014).
Публикации.
По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент РФ на изобретение № 2538151.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, основной части, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 148 страницах, содержит 47 таблиц, 35 рисунков, 230 литературных источников и приложения.
Кисломолочные продукты, их качество и безопасность
В соответствии с рекомендациями Научного комитета по питанию Европейской комиссии от 2001 г. все продукты для питания спортсменов условно разделены на четыре категории: А, В, С и D. Преимущественное большинство - биологически активные добавки, в составе которых используют те или иные компоненты молока.
Прежде всего это различные формы молочного белка, во-первых, это концентрат основного молочного белка - казеина, во-вторых, концентрат сывороточных белков, в-третьих, изолят альбумина и глобулина и, наконец, гидролизаты этих белков. Среди четырёх категорий продуктов для спортивного питания следует выделить категорию А. Это богатые углеводами энергетические пищевые продукты. Содержание углеводов в таких продуктах может достигать 95 %. Углеводный компонент представлен сахарозой, глюкозой, фруктозой, мальтодекстрином, модифицированным крахмалом, сухофруктами в порошкообразной форме, гидро-лизатами зерновых крахмалов и т.д. Различные соотношения моно-, олиго- и полисахаридов в этих продуктах долгое время обеспечивают организм спортсмена энергией. Решающее значение здесь имеет гликемический индекс, от которого зависят рекомендации по применению: до нагрузки, после физических упражнений и т.д. К категории А относят углеводнобелковыс продукты (гейнеры), которые выпускают в основном в виде порошка и применяют в качестве коктейлей. Содержание углеводов в таких смесях - 50-80 %, белка - 15-35 %. Источником протеина являются концентраты белков молока и молочной сыворотки или гидролизаты этих белков, а также концентраты и изоляты соевых белков [101, 140].
Совместный прием протеина и углеводов, лежащих в основе формирования состава гейнеров, ускоряет синтез белка в мышцах в два раза больше, чем прием чистого белка. Именно поэтому гейнеры подходят для набора массы лучше, чем другие продукты интенсивного спортивного питания, Углеводы пищи представлены полисахаридами и в меньшей степени моно-, ди- и олигосахаридами.
К моносахаридам относят глюкозу, фруктозу и галактозу. Основные представители дисахаридов в питании человека - сахароза и лактоза. Олигосахариды -углеводы, молекулы которых содержат от 3 до 10 остатков моносахаридов. При отборе углеводов, которые предполагается включить в состав разрабатываемого гейнера, большое значение имеет их гликемический индекс (ГИ). Это понятие было впервые предложено канадским профессором Д. Дженкинсом в 1981 г. и широко используется в настоящее время для оценки свойств пищевых продуктов, содержащих различные виды углеводов.
Гейнеры в настоящее время производятся с различным процентным соотношением их главных макронутриентов - белков и углеводов, которое может колебаться от 1:4 до 1:1. В среднем на одну порцию гейнера приходится 400-800 ккал, 20-60 г протеина и 50-80 г углеводов [12, 190].
Другим видом эффективных продуктов являются пищевые спортивные гели, используемые для фитнеса и спорта, которые отличает не только ценный компонентный состав, но простота употребления, так как они выпускаются герметически упакованными в небольшие по размерам пластиковые пакеты [191].
Для восстановления потерь воды организмом спортсмена во время тренировок и соревнований производятся специализированные напитки для фитнеса и спорта.
Основу рецептур многих спортивных напитков традиционно составляли уг-леводно-хлоридно-натрисвые композиции. Однако в настоящее время пришло отчетливое понимание того, что спортивные напитки помимо восстановления водного баланса спортсменов предоставляют, вместе с тем, хорошую возможность для усиления физиологического воздействия на их организм. Этого можно достичь путем обогащения рецептуры напитков, как правило, биологически активными компонентами, конечная цель использования которых - повышение функциональных возможностей организма человека, улучшение его спортивных показателей и сохранение здоровья при занятиях спортом высших достижений. Пер 19 выми эту нишу стали занимать адаптогены - компоненты, содержащиеся в экстрактах некоторых растений. В этом качестве используют эхинацею, гинкто би-лоба, сибирский женьшень, имбирь, зверобой и др. 8, 192],
Учёные ВНИИкрахмалопродуктов разработали новый продукт для спортсменов - глюкозо-витаминную помадку на основе глюкозы, плодово-ягодных соков, растительных экстрактов, витаминов [5]. В Московском государственном университете пищевых производств разработаны новые продукты для питания спортсменов: -зерновой батончик, обогащенный витаминами, минералами, аминокислотами с использованием зерновых хлопьев, ядер арахиса, миндаля, подсолнечника и др. 11 291; -сывороточный напиток для спортивного питания с добавлением полисолодового экстракта, сукралозы, яблочного пектина и др. [54]; - специализированные белково-углсводные продукты сублимационной сушки для спортивного питания, в технологии которых экстракты из псктин-содержащего сырья, его состав представлен флавоноидами и аскорбиновой кислотой. Для получения комбинированных экстрактов использовали жом плодоовощного и лекарственного пряно-ароматического сырья. Применение в процессе гидролиза-экстрагирования различных реагентов и их смесей - пищевых кислот, молочной сыворотки, суспензии (полученной после прессования влажного шрота пектинсодержащего сырья) - обеспечивает наиболее эффективный гидролиз протопектина и обогащает конечный продукт биологически ценными веществами.
Содержание в составе экстрактов животного белка обусловлено использованием молочной сыворотки в качестве гидролизующего агента. Содержание в экстрактах высоко- и низкоэтерифицированных пектинов характеризует его геле-и комплексообразующие свойства. Высокая антиоксидантная активность обусловлена содержанием полифенольных соединений, обладающих Р-витаминиой активностью. Для получения углеводно-белковых смесей в качестве белкового компонента использовали концентрат сывороточных белков «Promilk 802 FB». Органолептические показатели качества «Promilk 802 РВ»: цвет - белый, кремовый, вкус и запах - нейтральные, форма - мелкий, однородный порошок; физико-химические: содержание СВ - 95 %, содержание жира - менее 1 %, содержание протеина (в СВ) - 81 %, содержание лактозы - 12 %, содержание золы - 2,5 %, растворимость - 2,0 мл.
Анализируя гистограмму аминокислотного состава «Promilk 802 FB», можно сделать вывод о том, что сывороточные белки данной композиции содержат оптимальный набор необходимых аминокислот, соотношение которых соответствует потребностям организма и эталонному белку ФАО/ВОЗ [52].
В РОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий» разработана технология углеводно-белкового сквашенного напитка для спортивного питания. Д.А. Петровым с учётом медико-биологических требований обоснован компонентный состав, разработаны рецептура и технология углеводно-белкового сквашенного напитка, вырабатываемого с использованием обезжиренного молока, мальтодекстрина, соевого масла, витаминного премикса, фруктово-ягодных наполнителей (или без их добавления), обогащенного пробиотическими культурами бифидобактерий и предназначенного для питания лип, подверженных физическим нагрузкам [128, 129, 130].
Методы исследований физико-химических и органолептических показателей
Контрольное определение и определение галактозы и лактозы. В первую кювету спектрофотометра (фотометра) последовательно дозируют 0,2 см3 раствора НАД в нитратном буфере. 0,02 см суспензии фермента ГЗ, 1,0 см 1 буферного раствора дифосфата калия и 2,0 см дистиллированной воды. Содержимое кюветы перемешивают пластиковым шпателем или стеклянной палочкой и оставляют при комнатной температуре на 15 мин. Измеряют оптическую плотность - A]K раствора относительно оптической плотности воздуха. В кювету добавляют 0,02 см суспензии ҐДГ. Содержимое кюветы перемешивают пластиковым питателем или стеклянной палочкой и оставляют на 30 мин при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность - Л2к раствора относительно оптической плотности воздуха.
Определение свободной галактозы. Определение можно не проводить, если свободная галактоза отсутствует в пробе. Во вторую кювету спектрофотометра (фотометра) последовательно дозируют 0,2 см раствора НАД в нитратном буфере. 0,1 см прозрачного фильтрата. 1,0 см буферного раствора дифосфата калия и 1,90 см дистиллированной воды. Содержимое кюветы перемешивают пластиковым шпателем или стеклянной палочкой и оставляют при комнатной температуре на 15 мин. Измеряют оптическую плотность - Л,, раствора относительно оптической плотности воздуха. В кювету добавляют 0,02 см суспензии ГДГ. Содержимое кюветы перемешивают пластиковым шпателем или стеклянной палочкой и оставляют на 30 мин при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность - Л2, раствора относительно оптической плотности воздуха.
Определение лактозы. В третью кювету спектрофотометра (фотометра) последовательно дозируют 0,20 см раствора НАД в нитратном буфере, 0,1 см прозрачного фильтрата и 0,02 см суспензии ГЗ. Содержимое кюветы перемешивают, осторожно встряхивая, и оставляют при комнатной температуре- на 15 мин. Затем в кювету последовательно добавляют 1,0 см" буферного раствора дифосфата калия и 1,9 см дистиллированной воды. Содержимое кюветы перемешивают пластиковым шпателем или стеклянной палочкой и оставляют при комнатной температуре на 2 мин. Измеряют оптическую плотность - А, ,_г раствора относительно оптической плотности воздуха. В кювету /избавляют 0,02 см3 суспензии ГДГ. Содержимое кюветы перемешивают пластиковым шпателем или стеклянной палочкой и оставляют на 15 мин при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность - А2;м раствора относительно оптической плотности воздуха. Измерения оптической плотности растворов повторяют через каждые 2 мин до окончания реакнии, что выражается в установлении постоянной оптической плотности раствора. Подобные измерения необходимо проводить при использовании ферментных препаратов с длительным сроком хранения.
Выражение результатов. После измерений оптических плотностей растворов рассчитывают изменения оптических плотностей растворов, которые вызваны окислением свободной галактозы А А, и окислением свободной галактозы и галактозы, образовавшейся при гидролизе лактозы, А Л ы, ДАг = (А2г-А1г)-(А2к-А,к), (2.3) АА,М.-(А2.М.-АМ)-. (А2,.-Ак). (2.4) Изменение оптической плотности раствора ДА,, вызванное гидролизом лактозы, рассчитывают по формуле: ДА.,-А А.,.,. - Л А,, (2.5) Массовую долю W, лактозы в пробе, г/100 г, рассчитывают по формуле: M..V, 1ДЮ-4 W- - Літ -ДА" (2 6) где М, молярная масса лактозы (безводная форма), 342,3 г/моль; молярная масса моногидрата лактозы, 360,3 I г/моль (массовую долю моногидрата лактозы в пробе рассчитывают умножением массовой доли безводной лактозы на коэффициент 1,0588); V - общий объем раствора в кювете, 3,24 см"; Уз - объём, полученный при разбавлении пробы в процессе ее подготовки к испытанию, 100 см; - молярный коэффициент поглощения НЛДН, дм"1- ммоль" -см" ; - при длине волны 340 им - 6,3, - при длине волны 365 им -3,4 (ртутная лампа), - при длине полны 334 им - 6,18 (ртутная лампа); сГ-толщина поглощающего стоя в кювете, см: К - объём пробы, 0,1 см ; m - навеска пробы, г. Массовую долю W,, галактозы в пробе, г/100 г, рассчитывают по формуле: МТУЛ V31 О" 4 И/. = г ; АЛ,. (2.7) где М,— молярная масса галактозы. 180,16 г/моль.
За результаты испытаний принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, округленные до 0,1 г/100 г для лактозы и до 0,05 г/ЮО г для галактозы. Абсолютное расхождение между результатами двух параллельных определений, выполненных в водной лаборатории, не должно превышать более чем в 5 % случаев 0,1 г/100 г для лактозы пли 0,05 г/ЮО г для галактозы [42].
В работе использовали стандартные методы исследования микробиологических показателей по ГОСТ Р 51446-99 «Микробиология. Продукты пищевые. Общие правила микробиологических исследований», ГОСТ 10444.1 1-89 «Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов», ГОСТ 26670-85, MP 2.3.2.2327-08 «Методические рекомендации по организации микробиологического контроля на предприятиях молочной промышленности».
Общее количество молочнокислых бактерий определяли по ГОСТ 104441 1-89 «Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов» методом предельных измерений на стерильном обезжиренном молоке и чашечным методом на агаре с гидролизованпым обезжиренным молоком 114, 94, 95] . Бактерии группы кишечной палочки определяли по первой бродильной пробе, а количество посторонних микроорганизмов - методом посева на мясопеп тонный агар с выдержкой при температуре 37 С в течение 48 ч. В работе также использованы общепринятые методы биологических анализов I 1, 94. Определение количества бифидобактерий проводится согласно методическим указаниям 4.2.999-00-МУК. Методика основана на способности бифидобактерий расти в питательных средах, разлитых высоким столбиком в пробирках, при температуре (38±1) С и образовывать в них через 24-72 ч колонии с типичными для бифидобактерий морфологическими характеристиками. Подтверждение наличия бифидобактерий проводилось методом микроскопирования.
Измерение вязкости является эффективным способом определения СОСТОЯНИЯ (свойств вещества) или текучести жидкости. Значение эффективной вязкости определяли на синусоидальном вибровискозиметре серии SV. Устройство обнаружения вязкости образна состоит из двух гонких сенсорных пластин. Сенсорные пластины приводятся в состояние равномерной синусоидальной вибрации в про-тивофазе. Сенсорные пластины приводятся в движение электромагнитной силой той же частоты, что и собственная частота (резонанс), которая является характеристикой каждой структуры, для того чтобы привести измерительную систему в состояние резонанса. Такое использование резонанса является наиболее замечательной особенностью этого вискозиметра. Когда устройство обнаружения вязкости вибрирует, оно производит значительную по величине реактивную силу в опорном устройстве сенсорных пластин через рессорные пластины. Однако, поскольку сенсорные пластины движутся в противофазе друг относительно друга с
Исследование процесса подготовки молочной основы с частичным гидролизом лактозы
Производство кисломолочных продуктов основано на деятельности биообъектов: полезных молочнокислых микроорганизмов, бифидобактерий, ферментов.
В зависимости от вида продукта и его характеристик в ходе переработки молока или его нормализованной смеси имеют место стадии развития, отмирания и стабилизации жизнедеятельности микроорганизмов и их ферментных систем.
Управление технологиями производства таких продуктов это, прежде всего, управление микробиологическими системами с целью оптимизации условий функционирования полезной и подавления нежелательной флоры, обеспечивающих направленное формирование структуры и качественных показателей готовой продукции 1 56].
Важными факторами процесса жизнедеятельности полезной микрофлоры являются: - видовые особенности культур заквасочной микрофлоры, их симбиотиче ские отношения; -температурный фактор среды обитания, являющийся оптимальным для культур заквасочной микрофлоры; - питательные вещества среды обитания, в которую инокулированы культуры заквасочной микрофлоры; - временной фактор, в течение которого культуры заквасочной микрофлоры ведут активную жизнедеятельность. Он включает в себя два периода собственно процесс ферментации и время процесса хранения и реализации. Го есть на протяжении всего срока годности в продукте должен поддерживаться заданный объём микрофлоры, в том числе и пробиотичеекой, в количестве, обозначенном в нормативной документации. Учитывая вышеизложенное, исследован процесс ферментации и сохранность жизнеспособных клеток полезной микрофлоры в процессе хранения ферментированных опытных продуктов с различным количеством белковой добавки, изолята сывороточных белков (ИСК). Характеристика химического состава опытных продуктов, изучаемых в серии 1, представлена в таблице 3.9.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что добавление ИСБ с 1,0 % (опыт 1) до 7,0 % (опыт 4) к низколактозному обезжиренному молоку позволил значительно увеличить в нормализованной смеси общее количество сухих веществ в основном за счёт повышения массовой /юли молочных белков с 3,3 % в обезжиренном молоке (контроль) до 9,4 % (опыт 4) при незначительном повышении массовой доли молочного жира с 0,05 % (контроль) до 0,08 % (опыт 4) и углеводов с 2,25 % (контроль) до 2,41 % (опыт 4).
Контрольный и опытные продукты пастеризовали при температуре 82-85 С с выдержкой 3-5 мин и охлаждали до температуры инокулирования закваски (37±1) С. Закваску DVS культур использовали в активизированном виде, количество инокулнрованой закваски LAT РВ AC (Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infanlis, Streptococcus thcrmophilus, Lactobacillus acidophilus) от объёма опытных продуктов составляло 5 % (серия 1).
Параллельно проводили исследование процесса ферментации контрольного и опытных продуктов ассоциативной закваской культур L. acidophilus, В. lactis, S. thermophilus в иммобилизованном виде (серия 2).
Результаты экспериментальных исследований титруемой и активной кислотности представлены в таблице 3.10 и 3.1 1. Таблица 3.10 -Динамика титруемой и активной кислотности опытных продуктов в процессе ферментации (закваска LAT РВ АС)
Анализ процесса ферментации контрольного и опытных продуктов ассоциативной закваской позволяет отмстить замедленный процесс кислотонакоплсиия в первые два часа, ото объясняется тем, что па первом этапе через тонкую оболочку биополимеров поступают в питательную среду наиболее жизнеспособные клетки культур, а затем вся микрофлора закваски.
Динамика кислотонакопления при использовании обоих видов закваски в зависимости от дозы добавленного ИСБ идентичен. Однако конечные значения титруемой кислотности в ферментированных продуктах с использованием закваски LAT РВ АС несколько выше. Это представлено на графических изображениях, приведённых на рисунках 3.5-3.8.
Анализ данных, представленных на рисунке 3.9, позволяет считать, что при избыточном количестве ИСБ не происходит увеличения роста молочнокислых бактерий, так как при увеличении массовой доли сухих веществ в опытных продуктах снижается содержание свободной влаги, необходимой для активной жизнедеятельности микроорганизмов.
Органолептическая оценка ферментированных продуктов с использованием ассоциативной закваски, иммобилизованной в гель биополимеров, выглядит следующим образом: контроль (7-8 баллов); опыт 1 (8 баллов); опыт 2 (8,5 балла); опыт 3 (9,6 балла); опыт 4 (9 баллов).
Микробиологические показатели контрольного и опытных ферментированных продуктов представлены на рисунке 3.10. 10
Сравнительный анализ показателей процесса ферментации контрольного и опытных продуктов закваской LAT РВ АС и ассоциативной закваской в иммобилизованной форме свидетельствует об эффективности видового состава культур L. acidophilus, S. thermophilus и бифидобактерий, что позволяет считать, в рамках реализации в стране программы импортозамещения, взаимозаменяемыми изучаемые виды заквасок при ферментации белково-углеводной молочной основы.
Промышленная апробация технологии кисломолочного продукта «Спортивный»
Из данного ряда макро- и микроэлементов можно выделить наиболее значимые в количественном выражении - железо 360,0 мг%, фосфор 120,0 мг%, натрии 900,0 мг%.
При определении рационального количества исследуемого ингредиента наиболее значимо было определить степень его влияния на динамику развития пробиотической микрофлоры во время процесса ферментации и органодептичс-скис показатели ферментированного (кисломолочного) продукта. После определения количественной дозы ингредиента установили химический состав кисломолочного продукта.
Пантогсматоген предварительно диспергировали при перемешивании с небольшим количеством обезжиренного молока, затем смешивали с молочной основой, ИСВ, мёдом и мальтодскстрипом при температуре 45-50 С, смесь гомогенизировали, пастеризовали и охлаждали до температуры инокулирования заквасоч-ных культур, Шаг внесения доз иантогематогеиа в смесь компонентов 2 % опыт 1 (1 %), опыт 2 (3 %), опыт 3 (5 %), опыт 4 (7 %).
Результаты процесса ферментации закваской LAT РВ АС представлены на рисунке 3.21. Изучение процесса ферментации сложной композиции компонентов в присутствии различных количеств иантогематогеиа свидетельствует о том. что общее количество молочнокислых микроорганизмов, включая L. acidophilus, находится во всех опытных образцах примерно в одинаковых количествах, отклонения находятся в пределах ошибки опыта ±1,2 10 .
Количество бифидобактерий несколько меньше в опыте 3 и опыте 4, что, по-видимому, вызвано увеличением в смеси как общего содержания сухих веществ, и прежде всего массовой доли углеводов, за счёт увеличения количества пантогематогена до 5 % (опыт 3) и до 7 % (опыт 4). В целом не установлено торможение развития жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры в кисломолочных продуктах (опыты 1-4). Аналогичные данные наблюдаются при использовании ассоциативной закваски пробиотических микроорганизмов, иммобилизованных в гель биополимеров (рисунок 3.22).
Микробиологические показатели ферментированных продуктов с внесением пантогематогена (ассоциативная закваска в иммобилизованной форме) Органолептические показатели ферментированных (кисломолочных) продуктов представлены в таблице 3.23.
Анализ данных, представленных в таблице 3.2, позволяет считать, что количество пантогематогена более 3 % (опыты 3 и 4) приводит к появлению некоторого постороннего запаха и сероватого цвета, что снижает фактическую оценку ор-ганолептических показателей опытных продуктов. Химический состав опытных кисломолочных продуктов с различным количеством пантогематогена представлен на рисунке 3.23. в том числе белка и углеводов в кисломолочных опытных продуктах от количества пантогематогена Учитывая совокупность полученных экспериментальных данных, а также стоимость препарата «Пантогематоген Северный» принята рациональная доза его содержания 3,0 мас.%. Для определения эффективности использования витаминного и минерального премиксов для обогащения кисломолочного продукта применяли методические рекомендации MP 2.3.1.2432-08 [103], данные «Центра Здорового питания» [21] и методику, предложенную проф. П.Л. Лисиным, основанную на использовании интегральной оценки сбалансированности продуктов питания. многокомпонентных продуктов продиктовано возможностью целенаправленного регулирования химического состава продуктов в соответствии с современными требованиями науки о питании. Основное требование заключается в том, что моделируемые многокомпонентные пищевые продукты должны приближаться к научно обоснованным физиологическим нормам нутри-ентного состава.
Развитие критериев оценки сбалансированности продуктов питания привело к разработке целого комплекса математических зависимостей, отражающих отдельные качественные оценки иутриентно сбалансированности многокомпонентных пищевых продуктов. Под сбалансированностью продуктов питання будем считать уровень соответствия нутриентпого состава суточной физиологической норме питания определенной группы населения.
Согласно теории сбалансированного питания в продукте (рационе) должно содержаться такое количество путриентов, которое соответствует суточной норме возрастной группы населения. В продукте (или рационе) должна содержаться строго определенная норма пищевого нутриента - витамина, макромикроэлемента и аминокислоты. Наличие данного элемента как ниже допустимой нормы, так и его превышение говорит о несбалансированности продукта. Зависимость функционирования организма от количества путриентов используется при определении пищевой и биологической ценности моделируемого продукта.
В диссертационной работе предлагается использовать критерии сбалансированности продуктов питания, расчет которых оперативно осуществляется с по 94 мощью современных информационных технологий. В работе проведена оценка уровня сбалансированности продукта по витаминному и минеральному составу. Объект исследования - кисломолочный продукт с витаминно-минеральным комплексом. В работе использовался аналитический метод исследования. Для получения расчетной информации о массовых долях витаминов и минералов в продукте применяется формула, описывающая уравнения материального баланса: s = i ,VE ,. (з.з) h І і \ где S массовая доля конкретного макро- или микропитательного вещества в рецептурной смеси в і-м компоненте, %; Х - массовая доля і-го компонента в рецептурной смеси, %; S - массовая доля конкретного макро- или микропитательного вещества в і-ом компоненте, %.
Для опенки уровня сбалансированности продуктов питания может служить обобщенная функция желательности Харрингтона. В основе построения обобщенной функции лежит идея преобразования натуральных значений частных откликов в безразмерную шкалу желательности или предпочтительности. Значение частного отклика, переведенное в безразмерную шкалу желательности. Задача упрощается, когда исследуемые показатели имеют уже безразмерные величины, в этом случае целесообразно использовать частный вариант обобщенной функции Харрингтона.
Схема взаимосвязи элементов моделирования проектируемого продукта с заданным составом представлена на рисунке 3.24 в виде нланарного графа с 7-ю элементами и с 6-ю связями. В такой взаимосвязи определяется стоимость продукта, энергетическая, пищевая и биологическая ценность композиционного продукта. Изменение значений (массовых долей) одного из элементов рецептурной смеси приводит к изменению значений взаимосвязанных элементов. Например, оптимизация витаминного состава в продукте приведет к изменению эпер