Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературных данных по вопросу «Качество молока-сырья и производство молокосодержащих, в т.ч. сливочно-белковых продуктов для функционального питания» 11
1.1 Качество молока-сырья для молочных и молокосодержащих продуктов 12
1.2 Современные технологии молокосодержащих продуктов для функционального питания 21
1.3 Использование растительных жиров в технологии молокосодержащих продуктов 27
1.4 Функциональные ингредиенты и пищевые добавки, их значение в производстве молокосодержащих продуктов 38
1.5 Заключение по главе 1. Цель и задачи исследований 42
Глава 2 Методология и методы исследований 44
2.1 Методология проведения экспериментальных исследований 44
2.2 Объекты и методы исследований 46
2.2.1 Физико-химические методы и органолептические показатели 47
2.2.2 Микробиологические методы 48
2.2.3 Реологические методы 49
2.2.4 Биохимические методы 49
2.2.5 Методы математического анализа 51
Глава 3 Результаты исследований и их анализ 52
3.1 Исследование химического состава молока черно-пстрых коров 52
3.2 Изучение влияния количественных размеров жировых шариков жировой фазы молока на эффективность сепарирования 56
3.3 Формирование требований к молокосодержащему продукту для функционального питания 61
3.4 Исследование влияния электромагнитной обработки на процесс ферментации восстановленной молочной сыворотки 63
3.5 Экспериментальная оптимизация жирнокислотного состава жировой фазы продукта 69
3.6 Экспериментальная разработка и оптимизация рецептуры многокомпонентного молокосодержащего продукта и основных технологических параметров его производства 76
3.7 Изучение влияния стабилизатора на качественные показатели продукта. Математическое моделирование комплекса качественных показателей продукта 84
3.8 Изучение процесса хранения нового сливочно-белкового пастообразного продукта. Определение срока годности 97
3.9 Определение пищевой, биологической и энергетической ценности нового продукта 102
Глава 4 Практическая реализация результатов исследований 106
4.1 Разработка технологии сливочно-белкового пастообразного продукта 106
4.2 Расчет экономических показателей производства сливочно-белкового пастообразного продукта 111
4.4 Промышленная апробация технологии сливочно-белкового пастообразного продукта 115
Заключение 116
Список литературы
- Использование растительных жиров в технологии молокосодержащих продуктов
- Физико-химические методы и органолептические показатели
- Формирование требований к молокосодержащему продукту для функционального питания
- Расчет экономических показателей производства сливочно-белкового пастообразного продукта
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Ситуация на российском рынке молока, как товара повседневного спроса, ставит новые задачи перед производителями. Учитывая географический фактор, высокие транспортные расходы в Сибирском регионе, производители молока из мест, отдалнных от индустриальной переработки, наряду с реализацией молока-сырья проявляют интерес к технологиям производства экономически выгодных и популярных у населения молочных и молокосодержащих продуктов с пролонгированными сроками годности.
Учными и специалистами проводится широкий комплекс научных исследований и технологических разработок по созданию нового ассортимента продуктов с комбинированной жировой фазой, основными составляющими которой являются молочный жир, растительные природные и модифицированные жиры и масла. Состав и свойства сырьевых компонентов непосредственно предопределяют качественные характеристики готового продукта, а изменение соотношения жировых составляющих позволяет вырабатывать многообразие продукции с учетом назначения и специфики использования.
Так же во всм мире наблюдается устойчивая тенденция производства и потребления продуктов функционального питания, большая часть которых приходится на кисломолочные пробиотические продукты. Эти продукты, в состав которых входят микроорганизмы и вещества микробного происхождения, оказывают благоприятные эффекты на физиологические функции и биохимические реакции организма человека путм оптимизации его микробиологического статуса.
Все вышеизложенное позволяет считать выбранное направление исследований актуальным.
Степень разработанности темы. Разработке технологии функциональных продуктов посвящены научные труды известных российских и зарубежных учных: А.Г. Храмцова, В.Д. Харитонова, Ю.Я. Свириденко, Л.А. Остроумова, А.А. Майорова, И.А. Евдокимова, В.И. Ганиной, Л.В. Голубевой, В.Ф. Семени-хиной, Н.И. Дунченко, Г.Б. Гаврилова, А.Ю. Просекова, И.А. Смирновой, И.С. Хамагаевой, Л.В. Терещук, Л.М. Захаровой, Н.Б. Гавриловой, М.П. Щетинина и др. Автор в своих исследованиях основывалась на фундаментальных и прикладных научных работах вышеназванных учных.
Цель работы и задачи исследований. Цель работы – исследование жировой фазы молока и разработка научно-обоснованной технологии сливочно-белкового продукта для массового и функционального питания.
Для реализации поставленной цели сформулированы научные задачи:
исследовать жировую фазу и другие показатели молока в различные периоды лактации коров;
изучить микроструктуру молока, определить подход к использованию молока для получения сливок в зависимости от периода лактации коров;
исследовать процесс ферментации восстановленной сыворотки молочной пробиотическими культурами, экспериментально определить пара-
метры омагничивания воды для е восстановления, разработать технологию подготовки ферментированной сывороточной добавки;
изучить влияние частичной замены молочного жира растительным на жирнокислотный состав жировой фазы продукта, подобрать фосфоли-пидную добавку с эмульгирующими свойствами;
на основе результатов математического моделирования оптимизировать количество стабилизационной системы для многокомпонентного сли-вочно-белкового продукта;
изучить процесс хранения и установить срок годности сливочно-белкового продукта, определить количество пищевой добавки с антиокислительными свойствами;
определить пищевую, биологическую, энергетическую ценность сли-вочно-белкового продукта;
разработать технологию сливочно-белкового пастообразного продукта и нормативную документацию для его производства, провести промышленную апробацию.
Научная новизна работы. На основании исследования жировой фазы молока выявлены микроструктурные изменения, позволившие предложить дифференцированный подход к использованию молока для получения сливок в зависимости от периода лактации коров. Изучено влияние электромагнитной обработки воды на процессы восстановления и ферментации сыворотки молочной пробиотическими культурами. Экспериментально определены параметры электромагнитного поля. Изучено влияние частичной замены молочного жира растительным на количественный и качественный состав жирных кислот жировой фазы продукта. Подобрана фосфолипидная добавка. Оптимизировано методом математического моделирования количество стабилизирующей системы для многокомпонентного продукта. Исследовано влияние пищевой добавки с антиокислительными свойствами на способность молокосодержащего сливоч-но-белкового продукта к хранению. Определены срок годности, а также пищевая, биологическая и энергетическая ценность сливочно-белкового продукта.
Теоретическая и практическая значимость работы. Научно обоснована и разработана технологическая схема производства ферментированной сывороточной добавки. Разработана технология сливочно-белкового пастообразного продукта и техническая документация (ТУ 9221-010-00431728-2013). Проведена промышленная апробация технологии на ОАО «Белебеевский молочный комбинат» (г. Белебей, Республика Башкортостан). Новизна технического решения технологии нового продукта отражена в заявлении о выдаче патента РФ на изобретение «Паста сливочно-растительная». Получено положительное решение на выдачу патента № 2012145131/10(0725562) от 22.10.2013.
Диссертационная работа выполнена в рамках реализации научной темы «Разработка теоретических основ, создание новых технологий и техники для производства безопасных продуктов питания с функциональными свойствами» (номер гос. регистрации 01.200609463).
Методология и методы исследования. При организации и проведении исследований применялся комплекс общепринятых, стандартных и модифици-
рованных методов, в том числе физико-химических, микробиологических, биохимических, реологических, а также математические методы статистической обработки результатов исследований и построения математических моделей. Основные положения выносимые на защиту:
дифференцированный подход к использованию молока для производства сливок в зависимости от периода лактации коров;
технологическая схема подготовки ферментированной сывороточной добавки;
оптимизация жирно-кислотного состава жировой фазы и обогащение продукта фосфолипидами;
технология сливочно-белкового пастообразного продукта с пролонгированным сроком годности для массового и функционального питания.
Достоверность результатов подтверждается достаточной повторностью и воспроизводимостью экспериментальных данных, полученных с использованием современных физико-химических, микробиологических, реологических методов исследований, и их математической обработкой, апробацией нового технологического решения в производственных условиях.
Качество и безопасность разработанного продукта на соответствие требованиям ФЗ № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» подтверждены исследованиями в аккредитованном испытательном центре ФГБОУ «Новосибирская межобластная ветеринарная лаборатория», научно-образовательном центре ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Содержание диссертации соответствует паспорту научной специальности 15.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств (п. 1, 2, 5 и 7).
Апробация результатов и результаты исследований. Основные положения диссертационной работы были предметом докладов и обсуждений на научно-технических мероприятиях различного уровня, в том числе: Международной научно-практической конференции СО РАСХН «Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке» (Новосибирск, 1999, 2001); научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственной экологии» (Новосибирск, 2000); втором Международном научно-техническом форуме «Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2013).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Подана заявка на получение патента.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, основной части, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 137 страницах, содержит 35 таблиц, 45 рисунков, 196 литературных источников и приложения.
Использование растительных жиров в технологии молокосодержащих продуктов
Одним из выдающихся достижений конца XX века является разработка принципиально новой концепции «пробиотики и функциональное питание», затрагивающей многие фундаментальные и прикладные аспекты здоровья человека, медицины, нутрициологии и биотехнологии. Под понятием пробиотики и функциональное питание в настоящее время понимают такие препараты, как биологически активные добавки к пище и продукты питания, которые при включении в пищевой рацион обеспечивают организм человека не столько энергетическим и пластическим материалом, сколько контролируют и модулируют (оптимизируют) конкретные физиологические функции, биохи-мические и поведенческие реак 22 ции, способствуют поддержанию здоровья, снижают риск возникновения заболеваний и ускоряют процесс выздоровления [57].
Б.А. Шендеров классифицирует функциональное питание – это такие продукты естественного или искусственного происхождения, которые предназначены для систематического ежедневного употребления и оказывают регулирующее действие на физиологические функции, биохимические реакции и психосоциальное поведение человека через нормализацию его микроэкологического статуса [186].
Н.А. Тихомирова характеризуя технологию продуктов функционального питания сообщает, что современный период развития нашей цивилизации характеризуется возрастающей интенсификацией техногенного фактора – широкое применение ксенобиотиков, включая химикотерапевтические препараты, воздействие физических и биологических факторов, локальные и глобальные экологические катастрофы – все это приводит к значительным микроэкологическим нарушениям в человеческом организме, которые вызывают серьезные последствия как для отдельных индивидумов, так и для общества в целом.
В силу сложившихся реалий возникла потребность в новой стратегии решения мировой продовольственной программы, базирующейся на использовании достижений современной биотехнологии, генной инженерии, высоких технологиях переработки растительного и животного сырья, теории адекватного питания, фармаконутрициологии. Большой теоретический и практический вклад в развитие технологии продуктов функционального питания внесли ученые отечественных школ прикладной биотехнологии, биохимии и нутрициологии: A.M. Бражников, О.В. Большаков, К.К. Горбатова, Н.К. Журавская, Н.Н. Липатов (ст.), Н.Н. Липатов (мл.), И.А. Радаева, И.А. Рогов, Е.И. Титов, Э.С. Токаев, В.Д. Харитонов, A.M. Шалыгина, A.M. Уголев, М.Н. Волгарев, В.И. Покровский, В.А. Тутельян и др. [167, 168].
Существенный вклад в современный этап развития технологии пробиотиче-ских и симбиотических продуктов для функционального питания на молочной и мясной основе сделан В.И. Ганиной (г. Москва, МГУПБ) [24, 138]. Одной из важных категорий, способствующих повышению функциональных свойств молочных и молокосодержащих продуктов являются бифидобакте-рии. В России развитию технологии функциональных продуктов с использованием заквасок, в состав которых входят бифидобактерии способствовали научные труды И.А. Рогова, И.С. Хамагаевой, Н.Б. Гавриловой, М.Б. Данилова (г.г. Москва, Улан-Уде, Омск) и их учеников [19, 20, 21, 23, 54, 55, 125, 177, 178, 179].
Системная классификация компонентов молокосодержащих продуктов для функционального питания О.В. Пасько (г. Омск) [119, 120, 121].
Особое направление в теоретическом обосновании и практической реализации технологии молокосодержащих продуктов с функциональными свойствами принадлежит учным КемТИПП: Л.А. Остроумову, А.Ю. Просекову, И.А. Смирновой, А.М. Попову, С.Г. Козлову, И.А. Короткому, Г.В. Гуринович, Е.В. Короткой, Л.М. Захаровой и др. [53, 74, 86, 87, 88, 114, 115, 130, 131, 132, 152, 153].
Лауреаты государственной премии В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов сделали ряд научных открытий «Пребиотик № 1», «Лактулоза и е производные», нанокомпоненты и другие, которые получили признание не только в нашей стране, но и международном уровне (СевКавГТУ, Ставрополь) [95, 181]. А.Г. Храмцов дал характеристику инновационным приоритетам современной биотехнологии. Исходя из современных достижений классической биотехнологии и ее составляющих – геномика, протеомика, липидомика и гликоомика, рассмотрим новации применительно к пищевой отрасли АПК на примере феномена молочной сыворотки. При этом возможность методологии рассмотрения молочной сыворотки как универсального биотехнологического сырья (в развитие постулата акад. Н.Н. Липатова) доказана блестящими работами: проф. М.В. За-лашко (микробный синтез и продукты биотехнологии); обогащенной сыворотки и синтезом жира (Т.Е Шиловская); прорывами школы проф. А.В. Брыкалова по использованию сыворотки в земледелии для лечения «земли-матушки); детерминантами проф. Е.И. Мельниковой (ВГТА); возможностью синтеза БВК; синтез биотоплива и этанола; СанБОл и РИвелла (Швейцария); СГОЛ (Россия); оригинальными решениями по очистке нефтезагрязнений биоорганизмами проф. М.С. Де 24 меньтьева, С.А. Емельянова и В.В. Смольниковой, а так же циклом работ школы проф. Л.А. Остроумова (КемТИПП).
Применение принципов нанобиотехнологии при получении новых продуктов с заданным составом и свойствами представляется перспективным по двум основным направлениям: - глубокое фракционирование молочного сырья баро- и электромембранными методами; - направленная химическая и биологическая трансформация компонентов вторичного молочного сырья.
Примером реализации достижений нанотехнологии при получении продуктов функционального питания является направленный синтез пребиотиков на основе нанокластеров лактозы и сывороточных белков с использованием следующих процессов: - изомеризация лактозы в лактулозу по механизмам L-A трансформации и перегруппировки Амадори; - гидролиз и трансгалактозилирование лактозы с использованием препаратов -галактозидазы; - ферментативный гидролиз сывороточных белков [180].
Особое внимание учные России уделяют использованию в технологии мо-локосодержащих продуктов сывороточных белков и лактулозы [17, 64, 65, 148]. З.С. Зобкова (ГНУ ВНИМИ) осветила перспективные технологии производства функциональных продуктов. В последнее время наблюдается смещение акцента с продуктов, содержащих необходимые питательные вещества для роста и поддержания жизни, к продуктам, способным обеспечить профилактику и даже лечение некоторых заболеваний. Такие продукты называют функциональными.
Физико-химические методы и органолептические показатели
В молоке жир находится в виде эмульсии или суспензии, и имеет форму мелких шариков. Число и размер жировых шариков зависит от породы скота, периода лактации и условий содержания. Диаметр жировых шариков колеблется от 0,5 до 10,0 мкм [161]. От размера жировых шариков молока во многом зависит степень обезжиривания при сепарировании. Эффективность действия сепаратора должна определяться минимальным размером жирового шарика, который на данном сепараторе можно отделить от плазмы молока. Чем меньше размер жировых шариков, тем труднее их выделить из молока, поскольку их плотность повышается из-за увеличения доли белкового адсорбционного слоя оболочки [183]. Сепарирование молока проводилось на сепараторе-сливкоотделителе марки Ж5-ОСЦП-1. Исследования проводились на 4 группах коров черно-пстрой породы. Во всех наблюдаемых группах у коров отмечалось повышение содержания жира в молоке от начала к концу лактации. Возраст коров до 3-х отелов не сказывается на изменении содержания жира в молоке. Максимальная жирность молока была в IV группе – 4,11 %, а количество жировых шариков составляло 3,88 млрд/мл (таблица 3.2).
При сепарировании исследуемого молока установлено, что при самом большом количестве жировых шариков в молоке, которое приходится на конец лактации, получение максимального выхода сливок не достигается. Выход сливок был наибольшим при сепарировании молока II группы коров, у которых зарегистрированы не самые высокие показатели жирности и количества жировых шариков в молоке, тогда как четвертая группа коров с более высокими показателями жирности по выходу сливок значительно уступала животным II группы.
Известно, что в любой пробе молока содержатся мелкие, средние и крупные жировые шарики. За этим усреднением, которое установлено общепринятой методикой, может скрываться фактическая сущность данного явления. Изучена микроструктура молока в различные периоды лактации черно-пстрых коров с целью определения размеров жировых шариков (Ж.Ш.) и их количественного соотношения (мелкие:средние:крупные). Результаты исследования представлены на рисунках 3.4-3.16.
Динамика содержания различных по величине жировых шариков в молоке по периодам лактации Из данных, представленных на рисунке 3.17 видно, что содержание малых жировых шариков (I класс) от общего числа всех жировых шариков повышалось от 9,33 % в начале до 31,0 % к концу лактации. Содержание жировых шариков среднего размера (II класс) по ходу лактации также возрастало. В начале лактации количество их составляло 31 % а в конце – 66 %. Содержание самых крупных жировых шариков (III класс), напротив, снижалось с 61,6 до 40,5 % к концу лактации. Получив графическое изображение динамики процентного содержания разных жировых шариков, нами сделана попытка путем экстраполяции выяснить, какому пересечению кривых будет соответствовать максимальный выход сливок.
Установлено, что при отборе молока с рациональным соотношением размеров жировых шариков можно достигнуть при сепарировании максимальной эффективности перехода молочного жира в сливки и сократить отход его в обезжиренное молоко.
Как известно [183] эффективность сепарирования определяется степенью перехода жира в обезжиренное молоко. Степень перехода определяет долю жира, перешедшего в готовый продукт от его количества в исходном сырье: где m сл, mцм, - масса сливок и цельного молока, соответственно, кг, Жсл, Жцм - массовая доля жира в сливках и цельном молоке, соответственно, %. Цель исследования определить в какой период лактации коров черно-пстрой породы при стандартных условиях содержания направлять молоко на сепарирование с целью получения сливок.
Определение оптимального соотношения мелких, средних и крупных (М:С:К) жировых шариков в молоке позволяет в полной мере использовать молочный жир, сведя к минимуму его потери в обезжиренном молоке (таблица 3.3). Таблица 3.3 – Влияние соотношения размеров жировых шариков в молоке на эффективность сепарирования
Месяц лактации Группа коров Соотношение М:С:К размеров жировых шариков Содержание жира в обезжиренном молоке
Минимальный процент жира в обезжиренном молоке, приходится на 7-8 месяцы лактации, отмечен в третьей группе коров (0,04 %), при этом отмечается у трх групп из четырх стандартный процент отхода жира в обезжиренное молоко. Качественное содержание жировой фазы можно объяснить особенностями физиологического состояния лактирующих в этот период коров. Таким образом, установлены микроструктурные изменения жира в молоке, которые позволяют рекомендовать направлять на сепарирование молоко коров с четвртого по восьмой месяцы лактации, при соотношении малых, средних и крупных жировых шариков 1,0:2,2:2,2 и/или 1,0:2,2:1,7, соответственно и м.д.ж. 3,78-3,86 %.
Главным приоритетом государства, сформулированным в Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации, является формирование в России основ и индустрии здорового питания. Государственная политика в области здорового питания связывает приоритеты, обеспечивающие сохранение и укрепление здоровья населения, а также профилактику заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием, с развитием производства новых категорий пищевых продуктов и напитков, отличительной особенностью которых являются заявленные свойства их пользы для здоровья и(или)четкое сегментирование по потребителю.
Основными категориями пищевых продуктов, развитие производства которых определено как базовая составляющая механизма практической реализации концепции здорового питания, являются пищевые продукты, обогащенные незаменимыми компонентами, продукты функционального назначения, специализированные продукты детского питания, диетические (лечебные и профилактические) пищевые продукты, а также биологически активные добавки к пище [90].
При формулировании требований к разрабатываемому молокосодержащему продукту, прежде всего, использовали основные понятия, предусмотренные в «Техническом регламенте на молоко и молочную продукцию» № 88-ФЗ: молоко-содержащий продукт – пищевой продукт, произведенный из молока, и (или) молочных продуктов, и (или) побочных продуктов переработки молока и немолочных компонентов, в том числе немолочных жиров и (или) белков, с массовой долей сухих веществ молока в сухих веществах готового продукта не менее чем 20 процентов.
В качестве основного сырья предусматривается использование продукта переработки молока – молочных сливок являющихся натуральным биологически ценным легко усвояемым продуктом.
Развитие исследований и разработок в области функциональных пищевых продуктов и напитков в России опирается на базовый терминологический стандарт ГОСТ Р 52349-05 и регулируется в рамках деятельности технического комитета по стандартизации 036 «Функциональные пищевые продукты».
Формирование требований к молокосодержащему продукту для функционального питания
Для формирования всех нормативных характеристик молокосодержащего продукта необходимо подобрать остальные сырьевые компоненты и пищевые добавки.
С целью составления качественной эмульсии растительного жира (ЗМЖ «Эколакт») использовали сухое обезжиренное молоко (СОМ), восстановленное в питьевой воде. В условиях предприятия в качестве данного компонента можно использовать свежее пастеризованное обезжиренное молоко.
Так как на химический состав молокосодержащего продукта оказывают влияние сырьевые компоненты, был рассчитан проект рецептуры с их включением.
Большими возможностями в рецептурных расчетах многокомпонентных пищевых систем имеет табличный редактор Microsoft Excel. Наиболее популярным инструментом для решения задач оптимизации является стандартная надстройка «Поиск решения» процессора электронных таблиц «MS Excel», входящего в пакет Microsoft Office. Данная надстройка позволяет эффективно решать рецептурные задачи, а представление результатов в виде таблиц обеспечивают удобную для учета и отчетности информацию. Более того, надстройки «Поиск решения» приложения Excel по своим функциональным возможностям не усту 77 пают аналогам специальных, математических компьютерных программ. Общепризнанным преимуществом Excel, по сравнению со специальными математическими приложениями, является простота интерфейса [98, 99, 101, 102, 103, 104]. При моделировании рецептуры многокомпонентных продуктов следует: - сформировать информационный банк данных, который должен включать в себя вид используемого сырья, химический состав, оптовые цены ингредиентов и стандартный состав разрабатываемого многокомпонентного продукта; - составить балансовые линейные алгебраические уравнения по химическому составу конечного продукта (по содержанию жира, белка, сухим веществам, воды); - определить технологические ограничения на использование отдельных видов ингредиентов (растительных жиров, сахара, соли, специй и т.д.), согласно требованиям нормативно-технической документации; - определить функцию цели (критерий оптимизации) для проведения оптимизации рецептурной смеси (минимальная себестоимость, максимальное значение энергетической ценности, рациональное использование ингредиентов и др.); - решить сформированную систему линейных балансовых уравнений и ограничений в компьютерной математической системе; - проанализировать с технологической и экономической точек зрения варианты рецептур и выбрать тот, который наиболее полно отвечает поставленной цели.
На рисунке 3.26 представлен разработанный алгоритм оптимизации рецептурной смеси по критерию (функции цели) минимальная себестоимость проектируемого продукта.
Условные обозначения к рисунку 3.26: Хi – масса i-го ингредиента; Жi – массовая доля жира в i-ом ингредиенте; Бi – массовая доля белка в i-ом ингредиенте; Уi – массовая доля углеводов в i-ом ингредиенте; Вi – массовая доля влаги в i-ом ингредиенте; n – количество ингредиентов; – интервал приращения; a, б, c, в – массовая доля жира, белка, углеводов, воды в разрабатываемом продукте; Цi – стоимость i-го ингредиента; F – функция цели (минимальная себестоимость продукта); ЭЦ – энергетическая ценность продукта.
После ввода исходной таблицы и записи формул запускают функцию «Поиск решений» (Меню Сервис Поиск решений). На экране (рисунок 3.27) появиться диалоговое окно «Поиск решений», в котором необходимо выбрать ячейку целевой функции - J16. Устанавливаем ее равной минимальному значению. Выбираем изменяющиеся ячейки – это ячейки содержащие массы отдельных видов сырья (С4:С11).
Затем добавляют ограничения: - все ячейки содержащие массы отдельных видов ингредиентов, должны быть больше или равны нулю (D4:D11 =0); - массовые доли жира, белка, углеводов, сухих веществ и воды, должны быть равны соответствующим ячейкам в строке «Состав продукта» (E15:I15= =E17:I17). После ввода всех параметров нажимают кнопку Выполнить в окне «Поиск решений» (рисунок 3.27). В результате получаем рецептуру продукта с себестоимостью – 5406,94 рублей.
Использование табличного редактора Microsoft Excel в расчетах и оптимизации рецептур многокомпонентного продукта является привлекательным и перспективным по нескольким положениям: во-первых – распечатка рецептуры в Excel, может служить документов учета и отчетности сырья и готовой продукции; во-вторых – проведение промежуточных, повторных или новых рецептурных расчетов занимает считанные секунды (это время необходимое для изменения исходных данных). Все настройки оптимизации сохраняются (при изменении данных) в окне поиска решений и не требуют повторного ввода.
В соответствии с проектом рецептуры были подготовлены все компоненты, составлена смесь жирового и белкового компонента при перемешивании в течении (30±5) мин при температуре 90-92 С которую охладили до (38±1) С. Затем в смесь внести в асептических условиях специального бокса ферментированную сывороточную добавку. Сливочно-белковый продукт выдерживали в условиях термостата при температуре 37-38 С в течение 6 ч. химические и органолептиче-ские показатели контролировали через каждый час. Повторность эксперимента 5-ти кратная. Результаты кислотообразования в сливочно-белковом продукте во время ферментации представлены на рисунке 3.28 в качестве контроля использовали молочные сливки с массовой долей жира 30 %.
Анализ экспериментальных данных представленных на рисунке 3.28 свидетельствует о более интенсивной динамике кислотообразования в опытном продукте, по сравнению с контролем, что следует объяснить наличием питательных для пробиотических культур веществ в среде культивирования.
Оценка органолептических показателей опытного продукта производилась пятью дегустаторами по стандартной методике путем закрытой дегустации. значение каждого показателя Xi = max 5 баллов.C
Расчет экономических показателей производства сливочно-белкового пастообразного продукта
Для оценки экономических показателей были рассчитаны плановые калькуляции себестоимости продукции на основании разработанных в процессе исследований рецептур, цен на сырье и вспомогательные материалы без учета НДС, а также рассчитанных и апробированных в промышленных условиях других статей расходов на производство молокосодержащих продуктов.
В расчтах использовали цены на сырье и другие материалы на 1 ноября 2013 г. по Новосибирской области.
На первом этапе рассчитывали себестоимость сливок, которые получали путм сепарирования молока-сырья за исключением стоимости обезжиренного молока, которое направляется на производство нежирного творога.
К экономическим показателям относятся показатели, к которым чаще всего прибегают в экономическом анализе для комплексной оценки производства: рентабельность, материалоемкость, трудоемкость и энергоемкость продукции.
Маржинальность продукции доход, полученный от реализации после возмещения переменных издержек. Предельный доход является источником образования прибыли и покрытия постоянных издержек. СП - средние переменные затраты на 1 кг продукции. Рентабельность продукции (норма прибыли) - это отношение общей суммы прибыли к издержкам производства и реализации продукции (относительная величина прибыли, приходящейся на 1 руб. текущих затрат):
Себестоимость промышленной продукции является объективной экономической категорией, характеризующей выраженные в денежной форме текущие затраты предприятия, непосредственно связанные с использованием в процессе производства. Согласно методическим рекомендациям по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции на предприятиях молочной, масло-сыродельной и молочно консервной промышленности, исчисление себестоимости продукции производится исходя из суммы затрат на выработку продукции, включая сырье и материалы, используемые в производстве (за вычетом стоимости возвратных отходов по цене возможной реализации и использования). Формально исчисление себестоимости можно описать следующей формулой: С=М+Т+Э+(М+Т+Э)-Нн, (4.2) где М - материалоемкость продукции, р/кг; Т - трудоемкость продукции; Э - энергоемкость продукции; Нн - норма накладных расходов. Материалоемкость продукции (М) - это затраты сырья, материалов и других материальных ресурсов на единицу произведенной продукции. Измеряется М в физических единицах, денежном выражении или процентах, которые составляют стоимость материалов в общих издержках производства продукции, в себестоимости.
Трудоемкость (Т) - затраты труда, рабочего времени на производство единицы продукции. Трудоемкость - это величина, обратная показателю производи 113 тельности труда. Автоматизация процесса выработки готового продукта ведет к снижению трудоемкости и увеличению рентабельности.
Энергоемкость процесса (Э) выражается в количестве энергии, приходящейся на единицу продукции. Этот показатель рассчитывается на основании аппаратного оформления процесса и требований к длительности проведения технологических операций, на основании, разработанных ТУ.
Норма накладных расходов (Нн) применяется при составлении плановых калькуляций и устанавливается на основании статистических и экспериментальных данных индивидуально по каждому предприятию отрасли.
Промышленная апробация технологии сливочно-белкового пастообразного продукта Для промышленного производства разработана и утверждена нормативная и техническая документация: ТУ 9221-010-00431728-2013 (приложение 12) и технологическая инструкция на сливочно-белковый пастообразный продукт.
Проведена промышленная апробация технологии продукта, протоколы, подтверждающие промышленную выработку, представлены в приложении.
Наиболее актуальным направлением повышения выпуска молочной и моло-косодержащей продукции является поиск дифференцированного подхода к использованию основного сырья – молока сырого. В соответствии с целью диссертационной работы экспериментальным и аналитическим путм решены все поставленные научные задачи, и цель работы достигнута. Научно обоснована и разработана технология молокосодержащего продукта с пониженной молокомко-стью, отличающегося сливочным вкусом, повышенным содержанием биологически ценных полиненасыщенных жирных кислот, незаменимых аминокислот и фосфолипидов. Продукт имеет пролонгированный срок хранения.
