Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследований 16
1.1 Современное состояние и перспективы производства продуктов функционального питания 16
1.2 Кедровый орех как источник биологически активных веществ 22
1.3 Способы переработки ядра кедрового ореха 32
1.4 Химический состав и биологическая ценность скорлупы семян сосны сибирской 45
1.5 Использование пробиотических микроорганизмов при производстве ферментированных молочных продуктов 57
Глава 2 Организация проведения экспериментов, материалы и методы исследования 80
2.1 Постановка эксперимента 80
2.2 Методы исследований 82
2.3 Статистическая обработка результатов 92
Глава 3 Исследование влияния ЭМП СВЧ на качество продуктов переработки ядра кедрового ореха 94
3.1 Изучение процесса экстракции кедрового масла из ядра кедрового ореха в ЭМП СВЧ 94
3.1.1 Исследование физико-химических характеристик кедрового масла 101
3.1.2 Исследование структуры липидов кедрового масла методами ИК, ЯМР-спектроскопии.. 104
3.1.3 Исследование химического состава кедрового шрота после экстракции в ЭМП СВЧ 105
3.2 Исследование качественных характеристик кедрового масла и жмыха, полученных методом прессования с использованием ЭМП СВЧ 111
Глава 4 Выбор и обоснование технологических режимов производства БАД 120
4.1 Исследование условий иммобилизации бифидобактерий на кедровом шроте 120
4.2 Влияние дозы закваски на биохимические и микробиологические процессы при ферментации кедрового шрота 126
4.3 Исследование режимов консервирования ферментированного кедрового шрота 131
4.4 Исследование сроков хранения сухого ферментированного шрота 134
4.5 Разработка технологии получения биологически активной добавки 137
Глава 5 Разработка технологии бифидосодержащих кисломолочных биопродуктов на основе вторичного сырья переработки кедрового ореха 140
5.1 Проектирование инновационных биопродуктов для функционального питания с использованием QFD-методологии 140
5.2 Разработка кисломолочного биопродукта с кедровым шротом 150
5.2.1 Исследование биохимической активности бифидобактерий при культивировании в молоке с кедровым шротом 150
5.2.2 Исследование влияния кедрового шрота на процесс брожения 153
5.2.3 Изучение влияния шрота на реологические свойства кисломолочного биопродукта 156
5.2.4 Исследование химического состава кисломолочного биопродукта с добавлением кедрового шрота 160
5.2.5 Исследование стойкости кисломолочного биопродукта в процессе хранения 162
5.2.6 Технология кисломолочного биопродукта с едровым шротом 163
5.3 Разработка кисломолочного биопродукта с кдровым жмыхом 167
5.3.1 Выбор и обоснование технологических режимов производства биопродукта на основе кедрового жмыха 167
5.3.2 Влияние кедрового жмыха на реологические свойства кисломолочного биопродукта 170
5.3.3 Исследование влияния кедрового жмыха на морфологию бифидо-бактерий 174
5.3.4 Исследование адгезии и когезии бифидобактреий с кедровым жмыхом 177
5.3.5 Обоснование технологических параметров производства биопродуктов со жмыхом ядра кедрового ореха 179
5.4 Исследование конкурентоспособности инновационных биопродуктов 182
Глава 6 Разработка способа извлечения таннидов и их практическая реализация 187
6.1 Исследование процесса экстракции скорлупы семян сосны сибирской различными экстрагентами 189
6.2 Оптимизация процесса получения таннидосодержащего экстракта из скорлупы семян сосны сибирской под воздействием ЭМП СВЧ 198
6.2.1 Водная экстракция скорлупы семян сосны сибирской в ЭМП СВЧ 200
6.2.2 Водно-спиртовая экстракция скорлупы семян сосны сибирской в ЭМП СВЧ 210
6.2.3 Водно-содовая экстракция скорлупы семян сосны сибирской в ЭМП СВЧ 218
6.3 Влияние различных факторов на выход экстрактивных веществ из скорлупы кедрового ореха 226
6.4 Комбинированная экстракция скорлупы семян сосны сибирской в ЭМП СВЧ 231
6.5 Применение кедровых таннидов при проектировании напитков функционального назначения 234
6.5.1 Разработка технологии ферментированных сывороточных напитков с использованием таннидов 236
6.5.1.1 Выбор оптимальных условий культивирования пропионовокислых бактерий в творожной сыворотке 236
6.5.1.2 Динамика титруемой и активной кислотности в процессе ферментации сыворотки пропионовокислыми бактериями 237
6.5.1.3 Количественный учет пропионовокислых бактерий в процессе ферментации 238
6.5.1.4 Исследование витаминообразующей способности пропионовокис-лых бактерий 240
6.5.1.5 Влияние таннидов на формирование качества ферментированного сывороточного напитка 243
6.5.2 Разработка технологии квасного напитка 253
6.5.2.1 Оптимизация среды для производства квасного напитка 253
6.5.2.2 Исследование содержания спирта 255
6.5.2.3 Исследование содержания диоксида углерода 256
6.5.2.4 Выбор способа внесения концентрата пропионовокислых бактерий и таннидов 258
6.5.2.5 Изучение свободных аминокислот 261
6.5.2.6 Исследование сроков хранения квасного напитка 263
6.5.2.7 Технологическая схема производства квасного напитка 265
6.6 Исследование биологически активных веществ ферментированных сывороточных напитков 269
6.6.1 Исследование антибиотических веществ 270
6.6.2 Исследование антимутагенной активности ферментированных сывороточных напитков 272
6.6.3 Исследование синтеза витаминов группы В 273
Заключение 275
Список сокращений и условных обозначений 277
Список литературы 279
Приложения 344
- Кедровый орех как источник биологически активных веществ
- Исследование химического состава кедрового шрота после экстракции в ЭМП СВЧ
- Исследование конкурентоспособности инновационных биопродуктов
- Влияние таннидов на формирование качества ферментированного сывороточного напитка
Кедровый орех как источник биологически активных веществ
На территории Сибирского региона находится до 80 % мировых запасов кедровой сосны сибирской. Сосна сибирская образует значительные леса во всей таежной зоне Восточной Сибири, доходя на севере до южной границы лесотундры, в горах поднимается до высоты 2400 м над уровнем моря (таблица 1.1).
Из данных таблицы 1.1 следует, что наиболее значительные площади кедровых лесов сосредоточены в Красноярском крае, Тыве, Иркутской области, Республике Алтай, Томской области, Забайкальском крае и в Бурятии [ 39 , 228 ].
Сибирский кедр – это дерево-фармацевт. Многие полезные свойства, как самого дерева, так и кедровой тайги, издавна используются человеком в лечебных целях. Главное достоинство сибирского кедра – это его семена (орехи). Сибирь может давать ежегодно в среднем около 10-12 млн. тонн кедрового ореха, который является ценным пищевым продуктом [ 284 ].
Большие объемы заготовок и повышенный интерес к орехам кедра сибирского обусловлены очень высокими питательными свойствами орехов [ 289 ].
Кедровых орех – ценнейший пищевой продукт, который по калорийности, питательности и усвояемости превосходит мясо, хлеб, яйцо, коровьи сливки и др. Ядра орехов содержат в среднем до 64% высококачественного масла, 17,2% белка. В состав белков входят до 17 аминокислот, из них 70% - незаменимых, что указывает на их высокую биологическую активность[22,116,155].
Семена кедра обладают чрезвычайно ёмким энергетическим запасом за счет концентрации веществ и значительной собственной массы. Вес ядра кедровых семян составляет около 100 мг, длина зародыша (7-8)мм. Основное энергетическое вещество в семенах кедра – жир. Его образованию подчинена вся запасающая деятельность семени [ 138 , 146 ].
В работах Лизуновой В.В. отмечается, что кедровое масло характеризуется высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот. По количеству лино-левой (до 45% в Бурятии) и линоленовой (до 22%) кислот кедровое масло выделяется среди других растительных масел. Твердые жирные кислоты представлены пальмитиновой и стеариновой кислотами с общим их содержанием до 6,2% [ 155 ].
Ценным элементом кедровых семян являются липиды, особенно фосфати-ды. Общее их содержание составляет 1,3 %, что выше, чем у ряда масличных культур, и равноценное сое – наиболее богатому источнику фосфатидов среди растительного сырья [ 74 ]. Наряду со значительным содержанием жира, в семенах кедра находится до (5-17)% крахмала. Среди других полисахаридов содержание декстринов в ядре семян составляет от 2 до 2,5%, пентозанов – от 1,6 до 2,1%, клетчатки – от 1,9 до 2,4%.
По данным исследований, проведенных рядом авторов, содержание легкорастворимых углеводов в семенах кедра колеблется от 2,4 до 12,5% [ 146 , 250 , 473 ]. Растворимые углеводы, в основном, представлены сахарозой и рафинозой. При длительном хранении собранных семян или в условиях «перезревания» (позднее опадание шишек) в составе углеводов обнаруживаются сложные олиго-сахариды группы рафинозы.
Содержание и соотношение олигосахаров в семенах определяется условиями их созревания и отражает результат биохимических превращений в цепи углеводы – крахмал – жир. В начале созревания семян сахароза служит первичным продуктом для образования крахмала. Последний является временным запасным веществом в семенах и при дальнейшем созревании используется как источник образования жира. На данном этапе сахароза – продукт его гидролиза, а рафиноза – следствие усложнения сахаров при образовании жира. Соответственно этому накопление рафинозы в семенах идет параллельно нарастанию масличности семян, количество же сахарозы имеет обратную тенденцию с содержанием крахмала [ 25 , 77 ].
Пищевая ценность кедровых семян в значительной степени связана также с довольно высоким содержанием белка (15-20%) и широким набором аминокислот. По наличию незаменимых аминокислот белки кедровых семян превосходят белки зерновых культур.
Так, исследования аминокислотного состава кедрового ореха, проведенные В.Н. Воробьевым с соавторами, показали, что белки семян кедра превосходят белки пшеницы по содержанию таких незаменимых аминокислот, как лизин, треонин, валин, триптофан, тирозин. По сравнению с белками ржи, белки кедрового ореха содержат больше лейцина, изолейцина, тирозина, уступая по содержанию треонина и валина. По отношению к белкам кукурузы в семенах кедра больше лизина, триптофана [ 39 , 100 ].
Анализ аминокислотного состава масличных и орехоплодных культур свидетельствует, что белки кедровых семян довольно близки к белкам подсолнечника [ 114 ].
Сравнение белков кедрового ореха с животными (яйцо, мясо, молоко) показало, что они, как и большинство растительных белков, уступают животным белкам, превосходя их лишь по содержанию аргинина.
Помимо своей питательности, кедровые орехи содержат целый комплекс витаминов. Установлено, что орехи в своем составе содержат витамины А, С. Особенно богато ядро ореха витамином В1 (до 0,6 мг%) и токоферолами (до 32,8 мг%). По содержанию токоферолов кедровые орехи значительно превосходят грецкие (20,5 мг%), миндаль (15 мг%) и арахис (6,5 мг%) [ 146 , 250 , 473 ].
В ядре ореха сибирского кедра обнаружено много минеральных веществ. Так, по данным В.А. Руша, в семенах кедра присутствует, как и у других орехоплодных пород, 5 макро- и 14 микроэлементов [ 254 ].
Особенно много в ядре содержится магния (до 529,7 мг%), который очень важен для организма человека. Орехи представляют ценность как источник железа (до 18 мг%), марганца (в среднем 9,7 мг%), фосфора [ 253 ].
Из микроэлементов, ядра кедрового семени богаты цинком (12 мг/кг), который играет существенную роль в восстановлении тканей, в нормальном росте скелета и в сокращении мышц, помогает заживлению ран и способствует нормальному функционированию предстательной железы [ 29 , 53 ].
Таким образом, анализ химического состава семян ореха сибирского кедра свидетельствует, что они являются одним из ценнейших видов сырья для получения высококалорийных продуктов питания, благодаря уникальному комплексу натуральных биологически активных веществ [ 240 , 250 , 252 ]. Ядро ореха может использоваться как самостоятельный пищевой продукт, так и источник растительного масла, белковых продуктов и минерально-углеводного комплекса. В перерабатывающей промышленности орех кедра в большой степени используется для получения кедрового масла.
Благодаря уникальному составу липидов, кедровое масло по своим качественным показателям превосходит все известные в мире растительные масла. Кедровое масло – прозрачная жидкость светло-желтого цвета, обладающая приятным ароматом и прекрасным вкусом [ 201 , 209 , 210 ].
Благодаря высокому содержанию витаминов и полиненасыщенных жирных кислот оно характеризуется высокой биологической ценностью.
Однако масло является продуктом, основным компонентом которого являются липиды. При этом остальные компоненты кедрового ореха остаются в кедровом жмыхе и шроте, практическое применение которого ограничено [ 31 , 32 , 70 , 84 ].
Известно, что кедровый орех является не только масличным сырьем, но и источником белковых продуктов, что подтверждается химическим составом жмыха и шрота [ 209 , 210 ].
Остающиеся после отделения масла жмых и шрот вводятся в рецептуры продуктов, как правило, в качестве белковых наполнителей и источников минеральных веществ. При этом более сбалансированным всё же следует считать жмых: особенностью его состава, кроме повышенного содержания ряда незаменимых аминокислот, витаминов группы В и микроэлементов, является сохранение до 15-20% жирного масла, а с ним - и эссенциальных жирных кислот, фосфо-липидов и токоферолов [ 211 ].
Жмых кедрового ореха может быть использован в качестве добавки, в виде тонкой дисперсии, при производстве комбинированных продуктов на молочной основе, в качестве которой используют обезжиренное молоко и пахту. Внесение жмыха в молоко активизирует молочнокислый процесс, сокращая время сквашивания на 0,5 часа, увеличивая скорость накопления молочной кислоты на 15%. При этом наблюдается интенсивное развитие ацидофильной палочки и других микроорганизмов закваски йогуртов, улучшается структура и влагоудерживаю-щая способность сгустков [ 47 , 170 ].
Исследование химического состава кедрового шрота после экстракции в ЭМП СВЧ
Известно, что кедровый орех является не только масличным сырьем, но и источником углеводов и минеральных веществ, которые переходят в шрот после выделения масла. Кедровый шрот является побочным продуктом переработки ядра кедровогоореха. Следует отметить, что качество кедрового шрота зависит от способа извлечения масла [ 312 , 322 ].
В дальнейших исследованиях изучали влияние экстракции кедрового масла этиловым спиртом в ЭМП СВЧ на химический состав кедрового шрота. Контролем служил шрот, полученный экстракцией диэтиловым эфиром. Полученные данные представлены в таблице 3.7.
Анализ таблицы 3.7 свидетельствует о хорошей сохранности пищевой ценности кедрового шрота, полученного с применением ЭМП СВЧ.
Сравнительные данные показывают, что СВЧ-экстракция этиловым спиртом повышает качество шрота, о чем свидетельствуют более высокое содержание белков.
Белки кедрового шрота представлены альбуминами, глобулинами, глюта-минами и проламинами. Усвояемость белков кедрового ореха составляет 95 %, что сопоставимо с усвояемостью белков куриного яйца [ 235 , 251 ].
Аминокислотный состав кедрового шрота, полученного в результате СВЧ-экстракции ядер кедровых орехов этиловым спиртом, был определен на аминокислотном анализаторе LC 3000 фирмы «Eppendorf-Biotronik» (ФРГ) с использованием автоматической программы Weanpeak. Результаты анализа представлены в таблице 3.8.
Анализ аминокислотного состава, представленный в таблице 3.8, показал, что в кедровом шроте всего идентифицировано 18 аминокислот, из них 10 – незаменимые, что составляет 43,7 % от суммы аминокислот.
Для оценки пищевой ценности было проведено сравнение аминокислотного состава суммарных белков кедрового шрота с белками некоторых пищевых продуктов. Сравнительный аминокислотный состав приведен в таблице 3.9.
Из данных таблицы 3.9 видно, что белки кедрового шрота по содержанию незаменимых аминокислот мало уступают зерновым культурам, а в некоторых отношениях и превосходят их. Белки кедрового шрота довольно близки по аминокислотному составу к белкам подсолнечника. У семян этой масличной культуры лишь больше глицина и фенилаланина и меньше аргинина. Последнего много как в белках кедрового шрота, так и в семенах других орехоплодных (грецкого ореха).
При дальнейшей оценке белков кедрового шрота было проведено сравнение аминокислотного состава его белкового комплекса с суточной потребностью человека. Сравнительные данные пиведены в таблице 3.10.
Согласно данным таблицы 3.10, 100 г белка кедрового шрота могут почти наполовину удовлетворить суточную потребность человека в метионине и значительно превысить потребность в остальных незаменимых аминокислотах. Таким образом, проведенные исследования показали, что кедровый шрот, полученный после выделения кедрового масла из ядер семян сосны сибирской, является продуктом высокой биологической ценности.
Необходимо отметить, что биологическая ценность кедрового шрота зависит от способа и режимов извлечения кедрового масла, т.к. глобулярные белки способны подвергаться денатурации, т.е. претерпевать такие изменения пространственного строения, которые приводят к утрате или частичной потере функциональных свойств. Причиной денатурации может стать тепловое воздействие, применение органических растворителей, способных нарушить существенную для стабильности белка систему гидрофобных контактов внутри глобулы.
По данным Руш В.А., в белках ядра кедрового ореха содержится повышенное содержание лизина, метионина и триптофана. Лизин наиболее подвержен изменениям в процессе технологической обработки, что объясняется повышенной реактивностью свободных Е-аминогрупп, характеризующих так называемый доступный лизин, который является важным показателем биологической ценности [38,251].
Учитывая вышеизложенное, изучали влияние способа извлечения кедрового масла на изменение доступного лизина. Результаты исследований представлены на рисунке 3.2.
Как видно из рисунка 3.2, наибольшее снижение доступного лизина в кедровом шроте отмечено при экстракции диэтиловым эфиром. Это объясняется длительным температурным воздействием в течение 4-7 часов, что приводит к денатурации глобулярных белков. Кратковременное воздействие СВЧ-нагревом в течение 6-8 мин и кратковременная экстракция этиловым спиртом позволяет уменьшить денатурационные процессы в белках шрота, о чем свидетельствует небольшое снижение по сравнению с контролем.
На следующем этапе исследовали минеральный состав кедрового шрота и масла, полученных экстракцией этиловым спиртом в ЭМП СВЧ. Данные исследований представлены в таблице 3.11.
Данные таблицы 3.11 свидетельствуют о высоком содержании калия, магния, железа, цинка и фосфора и др. Полученные результаты показывают, что кедровый шрот и масло содержат весь комплекс минеральных веществ и являются уникальным природным источником микронутриентов, которые играют важную роль в жизнедеятельности человека. В связи с этим они могут широко использоваться для производства продуктов функционального питания.
Исследование конкурентоспособности инновационных биопродуктов
На сегодняшний день рынок кисломолочных продуктов довольно разнообразен и проблема конкурентоспособности стоит очень остро в современных рыночных условиях. Оценкой конкурентоспособности товаров занимаются специализированные отделы на предприятии-изготовителе, предприятия сферы услуг, потребительские организации и т.п. Два элемента – это потребительские свойства и цена – они являются главными составляющими конкурентоспособности товара [ 88 , 106 , 522 ].
Количественной характеристикой является показатель конкурентоспособности продукции, основанный на сравнении комплексного показателя качества, определяющего полезность продукции, и цены, складывающейся из продажной цены и затрат потребителя при хранении и потреблении. Именно этими мерками руководствуется потребитель, выбирая необходимый ему товар из товаров-аналогов [163,574,577].
Для анализа конкурентоспособности были взяты разработанные нами биопродукты, а так же уже известные потребителю продукты – «Бифивит» и «Биойогурт со злаками» от производителя АО «Молоко Бурятии».
Затем на основе изучения рынка и требований покупателей была определена номенклатура параметров участвующих в оценке. При анализе использовались те же критерии которыми оперируют потребитель, выбирая товар. Затем определили весомость каждого параметра в общем наборе. Для определения базы для сравнения был использован косвенный метод оценки конкурентоспособности с помощью эталона. Товар – эталон моделируют потребность и позволяет сравнить его параметры с параметрами продукции, подлежащей оценке. Таким образом, конкурентоспособность оценивается путем сопоставления параметров анализируемой продукции с параметрами товара – эталона. Расчет проводили по формуле.
В.П.И.=, где
В.И. - весовой индекс значимости для потребителя;
П.И.- значение определенного показателя в сравнении с товаром – эталоном; В.П.И.- показатель конкурентоспособности, отражающий предпочтения покупателей.
Результаты оценки отражены в таблице 5.11.
Как видно из данных таблицы инновационные кисломолочные биопродукты по потребительским показателям являются наиболее конкурентоспособными, так как использование пробиотических микроорганизмов и в качестве пищевых волокон – жмых и шрот ядра кедрового ореха обеспечивают натуральность, высокую полезность продуктов, приятную консистенцию без использования стабилизаторов, консервантов и красителей.
Из рисунка 5.22 видно, что наиболее выгодную позицию занимает разработанные биопродукты, поскольку они обладают высокими потребительскими свойствами, что является наиболее важной определяющей при выборе данной категории продукции покупателем. Бифивит так же занимает выгодную позицию, так как на фоне достаточно хорошего качества имеет очень приемлемую цену.
Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что внесение кедрового жмыха позволяет улучшить потребительские характеристики бифидосо-держащего кисломолочного продукта и получить новый биопродукт – синбиотик, отвечающие пожеланиям потребителей.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что использование кедрового жмыха и шрота в качестве функциональных ингредиентов повышает потребительские свойства биопродуктов. Получен патент на изобретение (Приложение Л).
Новые биопродукты по потребительским показателям являются наиболее конкурентоспособными, так как использование пробиотических микроорганизмов и в качестве пищевых волокон жмыха и шрота кедрового ореха обеспечивает натуральность, высокую полезность продуктов, хорошую консистенцию без использования стабилизаторов и стойкость при хранении без консервантов.
Проведены производственные испытания получения кисломолочных биопродуктов (Приложение М).
Разработана нормативная документация на кисломолочный биопродукт с кедровым шротом и жмыхом (Приложение Н).
Влияние таннидов на формирование качества ферментированного сывороточного напитка
Учитывая, что антиоксидантная активность является одним из важных показателей, на данном этапе исследований изучали способность соединений фе-нольной группы эффективно взаимодействовать со свободными радикалами, образующихся при окислении липидов. Свободные радикалы индуцируют перекис-ное окисление липидов (ПОЛ) и приводят к образованию различных конечных продуктов: малонового диальдегида (МДА) и др., которые приводят к повреждению ДНК[316].
В работе исследовали влияние различных концентраций экстракта таннида на скорость окисления липидов[316]. В качестве модельной системы использовали сливочное масло с массовой долей жира 82,5%. На 100 г сливочного масла вносили 0,05%, 0,1%, 0,15% экстракта таннида и изучали изменения МДА в процессе хранения. Результаты исследований представлены на рисунке 6.18.
Как видно из данных, представленных на рисунке 6.5, экстракт таннида значительно замедляет скорость накопления МДА в модельной системе по сравнению с контрольным образцом без таннида, что свидетельствует о высокой антиоксидантной активности экстрактов. Наиболее высокую антиоксидантную активность экстракт проявил при концентрации 0,1%, дальнейшее увеличение дозы приводит к незначительному повышению антиоксидантной активности [ 316 ].
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что концентрат таннида из скорлупы кедрового ореха обладает высокой антиоксидантной активностью. Необходимо отметить, что антиоксиданты не только тормозят окисление пищевых продуктов в процессе хранения, но и одновременно оказывают лечебно-профилактическое действие, что делает актуальным их применение в рецептурах широкого спектра продуктов.
В дальнейших исследованиях изучали влияние таннида на качество ферментированного сывороточного напитка. Доза вносимого таннида была выбрана с учетом антиоксидантной активности 0,1%. В осветленную сыворотку вносили 0,1% таннида, сахарный сироп, все тщательно перемешивали и проводили пастеризацию при температуре 72-75оС с выдержкой 15 сек. Затем сыворотку охлаждали до температуры 20С, вносили бактериальный концентрат пропионовокислых бактерий из расчета 2 единицы активности на 200 л сыворотки. После чего проводили ферментацию в течение 6 часов. Результаты исследований представлены в таблице 6.36.
Исследования показали, что внесение таннида не повлияло на рост и биохимическую активность пропионовокислых бактерий.
У пропионовокислых бактерий витамин В12 участвует в реакции полимеризации сукцинил КоА в метилмалонил КоА, называемой ключевой реакцией про-пионовокислого брожения. Она определяет завершенность брожения и образование пропионата как конечного продукта[316]. При анализе продуктов пропионо-вокислого брожения было обнаружено, что соотношение пропионовая кислота / уксусная кислота в конце ферментации составляет примерно 2:1. Результаты представлены на рисунке 6.19.
Такое соотношение объясняется достаточно высоким синтезом витамина В12, который является регулятором образования пропионовой кислоты. Образование пропионата сопряжено с окислением пирувата до ацетата и СО2. Пропионовая, уксусная кислоты и СО2 являются главными, но не единственными продуктами брожения пропионовокислых бактерий. Известно, что они образуют янтарную кислоту, диацетил, ацетоин. Комплекс летучих соединений, образующихся при брожении, будет способствовать формированию высоких потребительских свойств ферментированных напитков [ 316 ].
В дальнейших исследованиях изучали изменение содержания дубильных веществ и качественные показатели продукта в процессе хранения. Опытные образцы хранили в течение 3-х недель при температуре 6С. Полученные результаты представлены в таблице 6.37.
Данные таблицы 6.37 свидетельствуют о том, что при длительном хранении ферментированной сыворотки содержание дубильных веществ сохраняется на достаточно высоком уровне и составляет 0,07%, что свидетельствует о достаточно высокой антиоксидантной активности напитка. Снижается содержание клеток пропионовокислых бактерий на 2 порядка. Титруемая кислотность практически не изменяется, наблюдается некоторое повышение кислотности на 9 сутки хранения. Возможно, это можно объяснить тем, что утилизация лактата не приводит к значительному повышению кислотности.
Проведенные исследования показали, что ферментация сыворотки и добавление таннида повышают хранимоспособность готового продукта.
На основании экспериментальных данных разработана технология сывороточного таннидного напитка. Рецептура сывороточного таннидного напитка представлена в таблице 6.38.
Технологическая схема производства ферментированного сывороточного таннидного напитка представлена на рисунке 6.20.
Технологический процесс производства сывороточного таннидного напитка состоит из следующих операций:
- приёмка и подготовка сырья, внесение компонентов;
- пастеризация и охлаждение смеси;
- внесение бактериального концентрата;
- ферментация;
- охлаждение;
- розлив, укупорка, маркировка и доохлаждение готового продукта.
1. Приёмка и подготовка сырья, внесение компонентов.
1.1 Сыворотку творожную принимают по количеству и качеству, установленному ОТК лаборатории предприятия.
1.2 Отобранную по качеству сыворотку осветляют. Для этого её подогревают до Т= 95С, выдерживают 15 минут, фильтруют.
1.3 После осветления в сыворотку вносят сахар, из расчета 60 кг на 1000 сыворотки, который предварительно растворяют в небольшом количестве сыворотки.
1.4 В подготовленную смесь вносят раствор таннидов в количестве 0,1% от объема.
2. Пастеризация и охлаждение смеси.
2.1 Смесь пастеризуют при Т=72-75С в течение 15 секунд.
2.2 После тепловой обработки смесь охлаждают до температуры 20 С.
3. Внесение бактериального концентрата пропионовокислых бактерий.