Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературы 7
1.1. Молочные продукты с использованием наполнителей из фитосырья 7
1.2. Молочная сыворотка - как основа для производства комбинированных продуктов 16
1.3. Характеристика и свойства некоторых представителей растительного сырья Западной Сибири 24
Заключение по обзору литературы, цель и задачи исследования 30
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 33
2.1. Организация эксперимента 33
2.2. Объекты исследования 35
2.3. Методы исследования 35
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 38
3.1. Исследование пищевой ценности фитосырья используемого при производстве продуктов на основе молочной сыворотки... 38
3.2. Разработка и исследование обогащенных минеральными веществами фитосиропов 52
3.2.1. Разработка и исследование композиций из фитосырья 52
3.2.2. Изучение возможностей обогащения композиций фитосиропов минеральными солями 57
3.3. Исследование и разработка технологии производства продуктов на основе молочной сыворотки с использованием минерализованных фитосиропов 71
3.3.1. Исследование и разработка технологии з производства напитков на основе молочной сыворотки с использованием минерализованных фитосиропов 72
3.3.2. Исследование и разработка технологии производства желеобразных продуктов на основе молочной сыворотки с использованием минерализованных фитосиропов... 81
ГЛАВА 4. Расчет экономической эффективности 95
Выводы и рекомендации 99
Литература
- Молочная сыворотка - как основа для производства комбинированных продуктов
- Характеристика и свойства некоторых представителей растительного сырья Западной Сибири
- Объекты исследования
- Изучение возможностей обогащения композиций фитосиропов минеральными солями
Введение к работе
з
Актуальность._работы. Проблема полного и рационального использования молочной сыворотки существует во всех странах с развитой молочной промышленностью. Это обуслоЕїлено значительными объемами молочной сыворотки, получаемой по традиционной технологии при производстве белко-жировых продуктов. В странах характеризующихся современной технической базой (США, Канада, Германия, Франция, Швеция) молочная промышленность перерабатывает 50-95% сыворотки. В нашей стране ее промышленная переработка составляет около 50%, в том числе на пищевые цели менее 20%.
Одним из путей решения этой проблемы является ваіпуск продуктов на основе молочной сыворотки продуктов с натуральными ингредиентами, приносящими пользу здоровью людей, повышающими его сопротивляемость заболеваниям, способные улучшить многие физиологические процессы в организме, позволяющие человеку долгое время сохранять активный образ жизни. Организация производства этих продуктов возможна на действующих молочных предприятиях.
Широкие перспективы при производстве продуктов на основе молочной сыворотки имеет, на наш взгляд, использование в качестве обогатителей продуктов переработки местного фитосырья и солей природных минеральных вод.
Учитывая вышеизложенное, научный и практический интерес представляет изучение возможности и целесообразности создания продуктов на основе молочной сыворотки с использованием фитосырья.
Цель и задачи исследований. Целью настоящего исследования явилась разработка технологий продуктов на основе молочной сыворотки, обогащенных минерализованными фитосиропами.
В соответствии с целью перед нами поставлены следующие задачи:
изучить состав и свойства фитосырья в связи с возможностью их использования при производстве наполнителей (сиропов) для продуктов на основе молочной сыворотки;
разработать и изучить технологию производства минерализованных фитосиропов;
исследовать органолептические, физико-химические и микробиологические показатели фитосиропов различной минерализации е процессе хранения;
- разработать и изучить технологии производства новых продуктов на
основе молочной сыворотки с использованием минерализованных
фитосиропов;
- определить сроки их хранения;
- проанализировать химический состав, пищевую и биологическ; ценность готовых продуктов; разработать нормативную документаці на новую продукцию.
Научная новизна и значимость работы. Изучена биологическ ценность фитосырья (плодов аронии и шиповника, ягод клюквы, трзі зверобой) в связи с использованием в производстве молочні продуктов.
Определены основные закономерности формирования продукт на основе молочной сыворотки с добавлением минерализованні фитосиропов. Впервые изучена и апробирована возможность внесен фитосиропов в продукты на основе молочной сыворотки.
Доказана возможность использования соли природи минеральной воды озера Шира для обогащения фитосироп предназначенных для производства продуктов на основе молочн сыворотки. Изучено влияние концентрации минеральных веществ органолептические, физико-химические и микробиологическ показатели фитосиропов.
Практическая_змачимость_и.р<гализацил_результатов работ
Разработана технология получения минерализованных фитосиропс
напитков и желе на основе молочной сыворотки. На новые продук
разработана и утверждена нормативно-техническая документация -
9185-002-02068315-99 (Сироп минерализованный), ТУ 9222-ОС
02068315-99 (Напиток на основе творожной сыворотки) и ТУ 9224-0(.
02068315-99 (Желе на основе творожной сыворотки), ТУ 9185-0С
02068315-97 (Вода Ширинская витаминизированная лечебно-столовая
Апробация работы. Основные положения и результаты рабо
доложены и обсуждены на Международной научно-техническ
конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищев
промышленности» (Воронеж, 1997), Международной научь
практической конференции «Проблемы здорового питания» (Оре
1998), Всероссийском научно-практическом семинаре «Реализац
государственной политики в области здорового питания населен
России» (Кемерово, 1999), Третьей Международной научно-техническ
конференции «Пища. Экология. Человек» (Москва, 1999), Втор
Международной научно-практической конферень
«Продовольственный рынок и проблемы здорового питания» (Ор< 1999), Российском научно-практическом семинаре «Реализаі-концепции государственной политики в области здорового питак населения России» (Томск, 2000). Работа обсуждена на кафед технологии молока и молочных продуктов Кемеровш технологического института пищевой промышленности и рекомендова к защите.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 рабе
Структура и объем работы. Диссертация включает следуюц
Молочная сыворотка - как основа для производства комбинированных продуктов
Продукты с использованием таких добавок и наполнителей обладают более полным вкусом, ароматом, содержат биологически активные микрокомпоненты. Витаминные комплексы, полученные из естественного сырья, отличаются от поливитаминов, синтезированных химическим путем, главным образом, достигаемым лечебно-профилактическим эффектом. Витамины, микро- и макроэлементы растительного сырья выделяются в комплексе с другими биологически активными веществами, обладают синергизмом действия, способствуют их лучшему усвоению.
Для производства наполнителей из фитосырья важным фактором является ликвидация опасности заражения молочного продукта нежелательной микрофлорой, особенно дрожжами и грибками плесени. Эти микроорганизмы элюминируются в процессе производства наполнителя за счет термического и осматического факторов. При внесении фитонаполнителя необходимо учитывать, что он содержит кислоты, которые могут вызвать свертывание молока, кроме того, наполнитель должен быть тщательно перемешан, так как неравномерное его распределение вызывает появление неоднородного цвета продукта.
Согласно З.С.Зобковой [40], плодово-ягодные наполнители, используемые в настоящее время в молочной промышленности, подразделяются на следующие виды: сиропы плодовые и ягодные; пюре плодовое и ягодное; подварки плодово-ягодные; плодово-ягодное повидло; джем плодово-ягодный; плоды и ягоды быстрозамороженные; соки с мякотью сублимационной сушки; конфитюр плодово-ягодный; краситель пищевой из свеклы; красители натуральные концентрированные из выжимок вишни, черешни, ежевики, десертные плодово-ягодные сиропы.
Аналогичные виды наполнителей вырабатываются также из овощного и дикорастущего сырья. Обратимся к основным группам комбинированных молочных продуктов. В России разработаны рецептуры комбинированных продуктов из обезжиренного молока, яблочным и свекольным пюре, яичным порошком и сахарозой [84].
Молочная промышленность США и стран Западной Европы увеличивает выпуск молока и молочных продуктов с пониженной массовой долей жира и разнообразными наполнителями. В США вырабатывается молоко с массовой долей жира от 0.03 до 1%, в которое в качестве наполнителя добавляют апельсиновый, земляничный, смородиновый, банановый и другие соки. Во Франции выпускают молоко с массовой долей жира 1.5 и 2.8% с добавлением шоколада, апельсинового и других соков [79, 142, 145].
Кафедрой технологии молока и молочных продуктов Кемеровского технологического института пищевой промышленности разработан большой ассортимент сыров различных групп с использованием сырья животного и растительного происхождения [18, 70, 86, 129, 138, 139].
Результатом проведенных исследований явилась разработка промышленной технологии нового вида плавленого сыра «Лесной», были определены технологические параметры его выработки: доза вносимого компонента (папоротника) - до 25% от массы перерабатываемого сырья, дисперсность подготовленного к плавлению папоротника от 2 до 4 мм.
Такая технология экономит до 130 кг нежирного сыра на 1 тонне плавленого сыра, а также повышает его пищевую ценность за счет увеличения содержания витамина С, токоферолов, каротина, калия, при снижении доли натрия [69]. На основе сыра "Лесной" с целью корректировки жирнокислотного состава сыра с папоротником разработана технология сыра «Восточный» [71].
Там же разработана технология нового вида плавленого сыра с кукумариеи, названного сыр «Морской». В сравнении с аналогом, этот сыр содержит больше на 52.7% фосфолипидов, на 123% линолевой кислоты, на 176%о калия. Кроме того, при использовании кукумарии происходит обогащение сыра иодом, дефицит которого наблюдается в Кузбассе [60, 72].
Основываясь на проведенных исследованиях, на кафедре созданы новые виды кислотно-сычужных сыров («Нежный», «Таежный», «Сосновский» и др.). У этих сыров имеются принципиальные отличия в технологических параметрах и органолептических показателях, что подтверждает реальную возможность создания большой группы мягких кислотно-сычужных сыров [9].
За рубежом (Франции, Германии, Великобритании, США, Зеландии, Швейцарии и т.д.) также освоено производство сыров, ассортимент которых насчитывает несколько сотен наименований. В основу их производства положены различные технологические особенности и комбинирование с различными наполнителями (овощами, фруктами, орехами, плодами) [86].
Характеристика и свойства некоторых представителей растительного сырья Западной Сибири
Среди содержащихся в плодово-ягодном сырье витаминов наибольшее значение имеет витамин С, который принимает активное участие во всех видах обмена веществ, проявляет антиоксидантное действие, обеспечивает нормальную проницаемость стенок капилляров, повышает их прочность и эластичность и т.д.
Так 170-200 г свежих плодов и ягод обеспечивают полностью суточную потребность человека в витамине С (норма - 70 мг в сутки). В тоже время плодово-ягодные соки содержат на 18-21% меньшее количество витамина С, что объясняется его потерями при производстве. В отличие от свежих плодов и ягод на покрытие суточной потребности в витамине С необходимо употреблять 180-260 грамм соков.
По содержанию бета-каротина плоды черноплодной рябины и ягоды клюквы и брусники превосходят многие ягодные кустарники [61], в 100 г черноплодной рябины содержится 35% суточной потребности человека в провитамине А, 10 и 2% соответственно клюквы и брусники (норма 6 мг в сутки). В соках из этого сырья содержится практически такое же количество бета-каротина (27, 8.9 и 1.8% соответственно). В организме человека из бета-каротина синтезируется витамин А, который проявляет антиоксидантный эффект, способствует снижению риска развития онкологических заболеваний и заболеваний, возникающих с повышенной экологической нагрузкой и т.д.
Особую группу биологически активных веществ составляют биофлавоноиды, которые представлены соединениями широкого спектра: флавоноиды, катехины, изофлавоноиды, ротеноиды и др. Все эти соединения относятся к группе фенольных. Они проявляют чрезвычайно разнообразные биологические эффекты, ведущим из которых является поддержание проницаемости и структуры кровеносных сосудов, предупреждение их склеротического поражения и т.п. Биологические свойства биофлавоноидов более отчетливо проявляются в присутствии витамина С; флавоноиды также являются естественными стабилизаторами витамина С, так как образуют с аскорбиновой кислотой стабильные соединения [25].
Из данных таблицы 3.4 видно, что рассматриваемое плодово-ягодное сырье богато Р-активными веществами, особенно это касается плодов черноплодной рябины, 100 г которой обеспечивает примерно на 4000% суточную потребность в биофлавоноидах (норма 50 мг в сутки). Соки этого сырья содержат на 6-10% меньше Р-активных соединений. Оценивая полезные свойства плодово-ягодного сырья, необходимо заметить, что они не исчерпываются одним наличием тех или иных биологически активных веществ. Ценность их возрастает во много раз благодаря тому, что присутствующие в плодово-ягодном сырье вещества образуют биологические комплексы, действующие во взаимоусиливающем направлении. Так, флавоноиды плодово-ягодного сырья являются сильным стабилизатором витамина С [121] и их одновременное присутствие обеспечивает условия благоприятного проявления в организме биологического действия этих веществ [19].
Важнейшим показателем степени использования плодово-ягодного сырья является выход натурального сока. Он зависит от вида сырья, его физиологических и биохимических свойств. В таблице 3.5 представлен выход сока из плодово-ягодного сырья.
Как видно из таблицы 3.5 наибольший выход сока (75%) из плодов черноплодной рябины, а наименьший (65%) - из брусники. Это, видимо, связано с тем, что у плодов черноплодной рябины малая вязкость и эластичность цитоплазменных мембран, в то время как у брусники и клюквы они эластичны и имеют высокую вязкость. Поэтому для увеличения сокоотдачи ягод брусники и клюквы желательно проводить дополнительные методы воздействия: обработку ферментами, нагреванием, замораживанием и др.
Наряду с соками в качестве источника "натуральных" витаминов ряд разработчиков и производителей пропагандируют экстракты, настои и отвары различных богатых витаминами лекарственных и съедобных растений: крапивы, мяты, плодов шиповника, цветов липы и т.п. [7].
В таблице 3.6 представлены показатели качества состава сухого растительного сырья (плодов шиповника и травы зверобой) используемого в дальнейшем для приготовления торговых сиропов.
Как видно из таблицы 3.6, трава зверобоя содержит большое количество дубильных веществ (8.2%), витамины С, бета-каротин и Р-активные соединения, 100 грамм которой обеспечивает суточную потребность человека в них на 13.3, 583 и 1.2% соответственно. Минеральных веществ в траве зверобой обнаружено на уровне следов.
Плоды шиповника содержат значительное количество витамина С (1142% суточной потребности в 100 граммах), бета-каротина (63% суточной потребности в 100 граммах) и незначительное количество Р-активных веществ (4.6% суточной потребности в 100 граммах). Также в плодах шиповника содержатся сахара, дубильные и минеральные вещества.
Объекты исследования
В напитках, на основе молочной сыворотки, с минерализованными сиропами содержание минеральных веществ, по сравнению с контролем (напиток «Ягодка») увеличилось в 2.3 раза.
Употребление 200 грамм напитков на основе молочной сыворотки покрывает профилактическую суточную потребность организма в витамине С на 4%, бета-каротине на 3%, биофлавоноидах на 50%.
На основании проведенных исследований разработана и утверждена нормативная документация, включающая техническую условия и технологическая инструкцию на напитки на основе молочной сыворотки (приложение 11 -15).
Высокий уровень потребления десертных продуктов населением обусловлен высокими органолептическими и диетическими свойствами. Поэтому, совершенно очевидна, возможность повысить уровень сбалансированности этих продуктов по витаминному и минеральному составу. В качестве основы выбрано плодово-ягодное желе на основе молочной сыворотки (доза плодово-ягодного сиропа - 15%).
Традиционно желе вырабатывают из неосветленной молочной сыворотки. Нами испытана возможность получения желе с более высокими органолептическими показателями - из осветленной творожной сыворотки.
Процесс осветления сыворотки проводили следующим образом: полученную при производстве творога сыворотку фильтровали, сепарировали, пастеризовали при температуре 93+2С с выдержкой 30 минут и охлаждали до температуры 35С в течение 5-6 часов (для осаждения белка), осторожно сливали.
Технология производства желе включает в себя предварительную подготовку студнеобразователя, смешивание с пастеризованной и осветленной сывороткой, пастеризацию смеси при температуре 75+2С в течение 30 минут, охлаждение до температуры 40-45С, внесение сиропа, перемешивание, фасовку при температуре 22-25С, желирование и структурообразование при температуре 8+2С и хранение.
Первым этапом исследования явилось выявление наилучшего по вкусо-ароматическим показателям образца в зависимости от применяемого сиропа (таблица 3.28).
Как видно из данных таблицы 3.28, разработанные желе по вкусо-ароматическим показателям качества получили разное количество баллов.
Наилучшими признаны желе с использованием сиропов с уровнем минерализации 25 г/дм3 («Ягодка2» и «Лесной2»), что объясняется более гармоничным сочетанием творожной сыворотки с фитосиропом. Следующим этапом исследований было определение необходимого количества вводимого желатина.
На основании литературных данных и собственных исследований, в качестве структурообразователя использовали желатин - дешев и обладает хорошей желирующей способностью (при низком значении рН сохраняет желирующую способность, в отличие от пектина и не имеет посторонних запахов, как агар) [101, 136]. Устойчивые структурированные системы желатин образует при концентрации 1.5-3.0%.
В сывороточно-ягодную смесь вводили желатин, который восстанавливали водой в соотношении 1:8, выдерживали до набухания, подогревали до 90С и охлаждали до 15-20С. Желатин вносили в количестве 1.75-3.00% к массе сывороточно-ягодной смеси.
Выработанное по предложенной рецептуре желе оценивали по органолептическим (консистенция и внешний вид) показателям (таблица 3.29) и реологическим кривым (результаты эксперимента представлены на рис.3.3, 3.4).
Данные представленные в таблице 3.29 и на рисунках 3.3,3.4 свидетельствуют о том, что оптимальным количеством желатина, для поддержания структуры разработанных желе с минерализованными фитосиропами, составляет 2.0% («Ягодка2» и «Лесной2») желатина.
Анализ реологических кривых показал, что ощутимое укрепление структуры желе происходит до определенной концентрации структурообразователя в системе, дальнейшее укрепление структуры с увеличением концентрации желатина наблюдается незначительно.
Изучение возможностей обогащения композиций фитосиропов минеральными солями
Следующим этапом эксперимента явилось исследование влияние внесенного сиропа на органолептические, физико-химические и микробиологические показатели образцов желе в течение гарантированного срока хранения (таблицы 3.31) в течение 6 суток при Температуре 6С и относительной влажности воздуха 75%.
В результате исследований определили, что органолептические показатели образцов желе в течение 6 суток оставались на высоком уровне. Для определения сроков хранения и реализации готовых образцов желе на основе молочной сыворотки "Ягодка2" и "Лесной2" исследовали Таблица 3.31 Органолептическая оценка качества желе на основе молочной сыворотки в процессе хранения, балл Желе Оценка качества в баллах при хранении в течение суток 2 3 4 5 6 «Ягодка2» «Лесной2» 50+0.0 50+0.0 49.7+1.5 50+0.0 48.8±1.5 48.5+1.9 48.2+1.3 48+1.6 41.7+2.4 42+3.0 34.2+1.8 34.5±1.5 изменение титруемой кислотности и микробиологические показатели в процессе хранения при температуре 6+2С в течение 6 суток (определялись нормируемые микробиологические показатели - бактерии группы кишечной палочки, сальмонеллы, плесени и дрожжи и S.aureus). Сравнение анализируемых напитков проводили с образцами желе с сиропами "Ягодка", и "Лесной".
Данные влияния минерализованных сиропов на накопление бактерий группы кишечной палочки (БГКП) приведены в таблице 3.32.
В анализируемых образцах сальмонеллы, s.aureus, а так же плесеней и дрожжей не выявлены. Из таблицы 3.32 следует, что Таблица 3.32 Влияние сиропов на накопление БГКП в процессе хранения напитков на основе молочной сыворотки Наименование образца П родолжител ь ность хранения, сутки Количество продукта в котором БГКП не обнаружены Желе "Ягодка" (контроль) 1 2 3 4 5 6 0.1. 1.0, 10.00.1, 1.0,10.00.1, 1.00.1, 1.00.10.1 Желе "Ягодка 2" 1 2 3 4 5 6 0.1, 1.0,10.0 0.1,1.0,10.0 0.1,1.0, 10.0 0.1, 1.0,10.0 0.1,1.0 0.1,1.0 Желе "Лесной" (контроль) 1 2з4 5 6 0.1, 1.0, 10.00.1, 1.0,10.00.1, 1.00.1,1.00.10.1 Желе "Лесной 2" 1 2 3 4 5 6 0.1, 1.0, 10.0 0.1, 1.0,10.0 0.1,1.0,10.0 0.1,1.0,10.0 0.1,1.0 0.1, 1.0 отсутствие накопления БГКП позволяет установить срок хранения желе на основе молочной сыворотки с момента окончания технологического процесса при температуре 6+2С не более 5 суток.
Результаты изменения титруемой кислотности, содержания витамина С, бета-каротина и Р-активных веществ представлены в таблицах 3.33, 3.34.
Срокхранения,сутки Желе "Ягодка2" Желе "Лесной2" витаминС, мг/ЮОгр бета-каротин, мг/ЮОгр Р-акт-ныевещества,мг/ЮОгр витаминС, мг/ЮОгр бета-каротин, мг/ЮОгр Р-акт-ныевещества,мг/ЮОгр 1 2 3 4 5 2.22.1 2.0 1.8 1.7 0.148 0.148 0.144 0.140 0.139 45 43 38 35 32 2.22.1 1.9 1.7 1.6 0.128 0.127 0.126 0.122 0.120 35 33 30 27 25
Таким образом, как следует из приведенных таблиц, титруемая кислотность в течение 5 суток хранения возросла не значительно, находится в пределах допустимого значения. Сохранность витамина С через 5 суток составляла в среднем 78%, бета-каротина 94%, Р-активных веществ 72%.
На основании проведенных выше экспериментальных исследований разработана технология производства напитков на основе молочной сыворотки обогащенных биологически активными веществами сиропов "Ягодка2" и "Лесной2". В зависимости от применяемого сырья желе на основе молочной сыворотки предложено вырабатывать следующих видов: "Ягодка2" и "Лесной2".
Производство желе осуществляют в последовательности: прием сырья, коагуляция белков сыворотки, отстаивание хлопьев белка, подготовка и внесение желеобразователя, пастеризация смеси, внесение плодово-ягодных наполнителей, фасовку, желирование и хранение.
Полученную при производстве творога сыворотку фильтруют, сепарируют, затем пастеризуют в ванне ВДП при 93+2С с выдержкой 30 минут и охлаждают до температуры 35С в течение 5-6 часов для осаждения белка. После осаждения белка сыворотку осторожно сливают сифоном или через спусковой кран в другой резервуар, не допуская дробления белкового сгустка.
Для приготовления раствора желатин (по рецептуре) заливают холодной водой (18-20С) и оставляют для набухания в течение часа. Смесь пастеризуют при температуре 75+2С в течение 30 минут, охлаждают до температуры 40-45С и фильтруют. Затем вносят фитосиропы, смесь , тщательно перемешивают, охлаждают до температуры 16+3С с выдержкой в течение 30 минут. Розлив желе производят при температуре не ниже 13С в полистироловые Желатин
Технологическая схема производства желе на основе молочной сыворотки стаканчики и направляют в холодильные камеры с температурой 6+2С, выдерживают до образования плотной желеобразной консистенции.
Готовое желе на основе молочной сыворотки исследовали на органолептические, физико-химические и микробиологические показатели (таблицы 3.35, 3.36, 3.37).
Органолептические показатели желе на основе молочной сыворотки Наименование показателя Характеристика Внешний вид Плотная желеобразная масса, с незначительным количеством пузырьков воздуха на поверхности Цвет Рубиновый, равномерный по всей массе Вкус и аромат Вкус кисло-сладкий, свойственный используемому сиропу, с легким сывороточным привкусом Исходя из химического состава, определены пищевая и энергетическая ценности желе на основе молочной сыворотки. Данные всех видов желе представлены в таблице 3.38. В желе на основе молочной сыворотки с минерализованными сиропами содержание минеральных веществ, по сравнению с контролем (желе «Ягодка» и «Лесной) увеличилось в 2.3 раза. Употребление 200 грамм желе на основе молочной сыворотки покрывает профилактическую суточную потребность организма в витамине С на 5%, бета-каротине на 4.5%, биофлавоноидах на 100%.
На основании проведенных исследований разработана и утверждена нормативная документация, включающая технические условия и технологическая инструкцию на желе на основе молочной сыворотки (приложение 16-20).
