Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 6
1.1 Основные направления производства творожных изделий 6
1-1.1 Ассортимент творожных изделий 7
1.1.2 Пищевые добавки, используемые в производстве творожных изделий 14
1.2 Характеристика молочной сыворотки 20
1.2.1 Способы извлечения сывороточных белков 27
1.2.2 Использование сывороточных белков в пищевых продуктах 34
1.3 Рыбий жир и шиповник, как источники витаминов 37
2 Организация проведения эксперимента и методы исследований 44
2.1 Организация работ и схема проведения эксперимента 44
2.2 Объекты методов исследований и их анализ 46
2.3 Методы исследований 46
3 Результаты исследований и их анализ 48
3.1 Изучение состава и основных физико-химических показателей творожной сыворотки 48
3.2 Исследование концентрата сывороточных белков, полученных тепловой денатурацией 49
3.3 Исследование влияния доз концентрата сывороточных белков на физико-химические и органолептические показатели творога 54
3.4 Характеристика сиропа шиповника и рыбьего жира 57
3.5 Исследование влияния дозы внесения рыбьего жира на качественные показатели творога 58
3.6 Исследование влияния дозы внесения сиропа шиповника на качественные показатели творога 60
4 Исследования по оптимизации основных параметров производства творога 67
4.1 Изучение влияния доз рыбьего жира, сиропа шиповника и массовой доли жира на органолептическую оценку творога 67
4.2 Изучение влияния доз рыбьего жира, сиропа шиповника и массовой доли жира на массовую долю влаги творога 72
4.3 Изучение влияния доз рыбьего жира, сиропа шиповника и массовой доли жира на титруемую кислотность творога 76
5 Практическая реализация результатов исследований 81
5.1 Разработка технологии творога «Витаминный» 81
5.2 Исследование органолептических и физико-химических показателей творога «Витаминный» в процессе хранения 84
5.3 Исследование микробиологических показателей творога «Витаминный» в процессе хранения 89
5.4 Изучение состава творога «Витаминный» 91
Выводы 98
Список литературы 100
Приложения 111
- Рыбий жир и шиповник, как источники витаминов
- Объекты методов исследований и их анализ
- Исследование концентрата сывороточных белков, полученных тепловой денатурацией
- Изучение влияния доз рыбьего жира, сиропа шиповника и массовой доли жира на массовую долю влаги творога
Введение к работе
Современная теория питания населения требует совершенно новых подходов к созданию пищевых продуктов нового поколения с высокими функциональными свойствами, поскольку при нынешних технологиях используются высокие температурные режимы, в результате чего продукты теряют значительную часть биологически активных веществ, их дефицит в питании населения огромен: белка 25%, витаминов 50%.
В этой связи перед отраслями пищевой промышленности стоит задача производства продуктов, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности организма; продуктов высокого качества и потребительских свойств, так как качество и ассортимент определяют состояние здоровья населения [41].
Одним из перспективных путей улучшения обеспеченности населения про-дуктами с высокими качественными показателями является производство творожных изделий обогащенных сывороточными белками с добавлением рыбьего жира и сиропа шиповника..
Творог и творожные изделия считаются незаменимыми продуктами питания для всех возрастных групп населения, благодаря значительному содержанию в них полноценных белков, минеральных веществ - кальция, фосфора, магния, железа, серосодержащих соединений — метионина, лизина, холина и других веществ, которые обуславливают его высокую пищевую и биологическую ценность. Кроме того, кальций и фосфор находятся в оптимальном соотношении (1:1,5-1:2,0) и полностью усваиваются [53].
Так как в данное время встает проблема полного использования составных компонентов молока на пищевые цели, необходимо использовать молочную сыворотку, которая является ценным белково-углеводным сырьем. Содержащиеся в ней белки по своему составу и свойствам относятся к наиболее важным белкам животного происхождения, являясь источником незаменимых аминокислот, по биологической ценности сывороточный белки превосходят казеин и практически
полностью усваиваются организмом. Поскольку белок является незаменимым нутриентом при дефиците, которого нарушаются пластические и восстановительные процессы в организме, обогащение творога и творожных изделий сывороточными белками позволяет в определенной мере решить проблему обеспечения полноценности рациона питания россиян в удовлетворении потребностей организма в белке.
Обширные исследования, регулярно проводимые Институтом питания РАМН, свидетельствуют о глубоком недостатке витаминов в пище значительного большинства людей [34].
В связи с этим обогащение творога сывороточными белками и использование в качестве мультивитаминных комплексов сиропа шиповника и рыбьего жира является актуальным в решение проблем дефицита белка и недостатка витаминов. Все вышеуказанное послужило основанием для выбора направления настоящих исследований.
Рыбий жир и шиповник, как источники витаминов
Витамины - органические соединения, которые должны поступать в организм для поддержания или увеличения количества клеточного вещества и для обеспечения нормального функционирования органов [130]. Они так же участвуют в осуществлении ферментативного катализа, нормального обмена веществ, поддержании гомеостаза, биохимического обеспечения жизненных функций организма. Недостаточное потребление неизбежно приводит к нарушению обменных процессов, возникновению и развитию алиментарных заболеваний [20,28,29,57,69,85].
Рыбий жир наиболее один из известных источников витамина D, содержит от 50 ME. Витамин D - общее название группы жирорастворимых соединений, необходимых для поддержания минерального баланса в организме. Существует несколько разновидностей витамина D (D ь D2, D3, D4, D5). Практическое значение в настоящее время имеют витамин D2 (кальциферол или эргокальциферол) и витамин D3 (колекальциферол). Эргокальциферол и колекальциферол близки между собой по физико-химическим свойствам и действию на организм человека. Эргокальцициферол растительного происхождения, колекальциферол животного происхождения. Витамин D-это единственный витамин, который синтезируется в коже при воздействии ультрафиолетовых лучей [16].
От недостатка этого витамина страдали наши древние предки, ископаемые, кости, которых хранят следы авитаминоза D - рахита. Первыми научное описание этой болезни дали английские врачи. В 1650 году из стен Кембриджского университета вышел в свет трактат о рахите. Однако в нем были описаны только в 1865 году все те же английские врачи, по-прежнему не зная причины болезни, нашли-таки средство её лечения в виде обыкновенного рыбьего жира. В конце XIX века была обнаружена связь между частотой рахита и его географией. Заболеваемость рахитом была особенно велика в северных регионах, где мало солнечных дней в году и наоборот, в солнечной Италии это заболевание встречалось крайне редко [127].
В 1936 году была установлена структура витамина D в тресковом рыбьем жире, а в 1937 году получен кристаллический витамин D3.
Одновременно с установлением химической структуры витамина D в 40-50-е годы было обнаружено, что этот витамин необходим для обеспечения организма кальцием и фосфором. При более детальном изучении выяснилось, что витамин D способствует всасыванию, усвоению кальция в кишечнике, а также мобилизации этих элементов из костных тканей при возрастании потребности в них организма.
Здоровые люди периодически бывают на солнце, при соответствующих условиях не нуждаются в профилактическом приеме витамина D, однако такое редко возможно в зонах умеренного климата, все же существует необходимость установления профилактических доз. Министерство здравоохранения Российской Федерации рекомендует ежедневно взрослым принимать по 2,5 мкг (100 ME) витамина D, включая пожилых людей, суточная доза для беременных и кормящих матерей составляет 10 мкг (400 ME) [17,115].
Богатейшими природными источниками витамина D являются рыбий жир и морская рыба (сардина, сельдь, лосось, скумбрия), но небольшое количество витамина D содержится также в яйцах, мясе, молоке и сливочном масле. Содержание витамина D в пищевых продуктах показано в таблице 1.6 [61,97].
Риск развития недостаточности витамина D велик среди детей и лиц пожилого возраста, особенно у тех, кто мало бывает на солнце. У недоношенных и маловесных детей печень и почки могут обеспечить соответствующий метаболизм витамина D, а грудное молоко - недостаточный источник витамина D [7,132].
Объекты методов исследований и их анализ
Для решения поставленных задач использовали современные технологические, физико-химические, микробиологические и статистические методы исследований.
Плотность молока определяли по ГОСТ 3625-84; титруемую кислотность для сыворотки по ГОСТ 3624-92; активную кислотность на потенциометре рН-340 по ГОСТ 3624-92; массовую долю сухих веществ по ГОСТ 3626-73; массовую долю белка по ГОСТ 23327-78 методом Кьельдаля; массовую долю жира по ГОСТ 5867-69 кислотным методом Гербера; фосфатазу по ГОСТ 3623-73; массовую долю лактозы методом Бертрана по ОСТ 4963-85; массовую долю влаги в концентрате сывороточных белков и готовом продукте по ГОСТ 3626-73 на приборе Чижовой; массовую долю сахарозы определяли йо-дометрическим методом.
Аминокислотный состав проводили на аминокислотном анализаторе ААА-339, витаминный состав определяли методом инфракрасной спектроскопии на приборе ИК-4500, а липидный состав методом тонкослойной хро-мотографии в лаборатории СибНИПТИЖ ВАСХНИЛ (г. Новосибирск).
Биологическую ценность вычисляли методом аминокислотного скора [75]: где A j - аминокислотный скор; Oj - массовая доля j-ой аминокислоты в исследуемом объекте, г/ЮОг (или %); OJ3 - массовая доля j-ой аминокислоты в идеальном белке, г/100 г (или % ).
Проводилась оценка аминокислотной сбалансированности по коэффициенту различий аминокислотного скора (КРАС) [39]: где А РАС — разность аминокислотных скоров каждой из незаменимых аминокислот и одной из наиболее дефицитных; п - число аминокислот. Бактерии группы кишечной палочки определяли путем посева на среду Кесслер, с последующей идентификацией на среду ЭНДО по ГОСТ 9225-84; патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы - путем посева на накопительную среду Кауфмана, с последующим посевом на среду Эндо по ГОСТ 30519-97; St. aureus по ГОСТ 30347-97; определение дрожжей и плесневых грибов по ГОСТ 10444-12-88.
Состав и свойства молочной сыворотки достаточно хорошо изучены и подробно описаны в ряде монографий (Храмцов А.Г., Молочников В.В., Нестеренко П.Г., Остроумов Л.А.), вместе с тем произошедшие в последние несколько лет изменения в сельском хозяйстве и в первую очередь животноводстве. Изменившиеся условия содержания скота, кормления, рациона не могли не отразиться на составе и свойстве молока, а, следовательно, и сыворотки при соответствующей технологической переработке молока.
По ряду причин объективных и субъективных произошедшие изменения в составе и свойстве молока, а следовательно и в сыворотке не нашли отражения в специальной литературе. В этой связи перед нами встала очередная задача изучения состава и основных физико-химических показателей творожной сыворотки, поскольку она явилась источником извлечения концентратов сывороточных белков, используемых нами в дальнейшем.
Творожная сыворотка, оставшаяся при производстве творога полученная с Бийского маслосыркомбината, исследована по органолептическим и физико-химическим показателям с целью получения из нее концентрата сывороточных белков. Результаты исследований представлены в таблице 3.1 и 3.2.
Исследование концентрата сывороточных белков, полученных тепловой денатурацией
Для получения концентрата сывороточных белков использована тепловая денатурация, существует мнение, что денатурация не снижает пищевую ценность белков, а поскольку денатурированные белки быстрее атакуются активными центрами протеаз, т.е. возможность их утилизации выше [100].
Наиболее известный и распространенный способ тепловой денатурации использован в нашей работе. Творожную сыворотку нагревали до температуры 93 ±2 С с выдержкой 2 ч. Затем суспензию «сыворотка — хлопья белка» при температуре 85-90 С подавали в саморазгружающий сепаратор. Белковая масса под действием центробежной силы выбрасывается из шламового пространства в приемник. Влажность концентрата сывороточных белков не превышает 80 %. Технологическая схема получения концентрата сывороточных белков представлена на рис. 3.1.
В полученных концентратах сывороточных белков определяли физико-химические и органолептические показатели. Результаты исследований представлены в таблице 3.3 и 3.4.
Литературные данные и исследования подтверждают, что концентраты сывороточных белков обладают высокой пищевой и биологической ценностью, за счет высокого содержания незаменимых аминокислот, таких как - изолейцин, лейцин, валин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин, которые играют огромную роль в биохимических процессах происходящих в организме. Установлено, что содержание незаменимых серосодержащих аминокислот в сывороточных белках почти в 13 раз превышает их содержание в казеине. Что позволяет отнести сывороточные белки к полноценным белкам [99,100].
Согласно Реннеру, между казеином и сывороточным белком имеется существенное различие по этому показателю, причем сывороточный белок считается наиболее ценным белком молока. По своей биологической ценности он превышает даже белок куриного яйца, так как для покрытия суточной потребности человека в незаменимых аминокислотах требуется 28,4 г общего белка коровьего моло ка, 17,4 г яичного и всего лишь 14,5 г сывороточного белка в нативном состоянии [79].
В наших исследованиях изучен аминокислотный состав концентратов сывороточных белков, который представлен в таблице 3.5.
Из таблицы 3.5 видно, что на содержание незаменимых аминокислот приходится 49,8% от общего содержания аминокислот. Полученные данные подтверждают, что в сывороточных белках содержится большое количество серосодержащих (цистин) и других незаменимых аминокислот (изолейцин, лейцин). Это позволяет отнести сывороточные белки к полноценным белкам. Биологическая ценность концентратов сывороточных белков представлена в таблице 3.6.
Биологическая ценность КСБ по коэффициенту различий аминокислотного скора (КРАС) составляет 43,64%.
Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что использование концентратов сывороточных белков в качестве белковой добавки при производстве творога целесообразно, так как за счет их внесения повышается пищевая и биологическая ценность, также увеличивается выход творога.
Изучение влияния доз рыбьего жира, сиропа шиповника и массовой доли жира на массовую долю влаги творога
Зависимость массовой доли влаги (Т2) творога от доз внесения рыбьего жира (X!), сиропа шиповника (Х2) и массовой жира (Х3) имеет следующее математическое выражение, адекватно описываемое уравнением регрессии: Y2=82,7628 - 7,9083-Хр 0,3582-X2+0,3646-Xi2+0,0052-X22+ 0,1708X!-X2+ 0,8733 -XfX3+ 0,0262-Х2-Х3 - 0,0425 -Xi-X2-X3 Влияние изучаемых параметров на массовую долю влаги в твороге представлено на рис. 4.4, 4.5, 4.6. Проведенный анализ уравнений и графиков показывает, что наибольшее влияние на массовую долю влаги оказывает массовая доля жира в продукте. С увеличением массовой доли жира с 0 до 5% происходит снижение массовой доли влаги при максимальных значениях в среднем на 4, 7% (с 77,8 до 72,0%). Внесение рыбьего жира и сиропа шиповника при изучаемых дозах не оказывает существенного влияния на изменение массовой доли влаги в твороге. Для получения продукта с массовой долей влаги, удовлетворяющей требованиям стандарта необходимо вносить рыбий жир в количестве от 0,2 до 0,6%, сироп шиповника от 10 до 16% от общей массы продукта. Массовая доля жира в продукте должна находится в пределах от 0 до 5%. Зависимость титруемой кислотности (Y3) творога от доз внесения рыбьего жира (Xi), сиропа шиповника (Х2) и массовой доли жира (Х3) имеет следующее математическое выражение, адекватно описываемое уравнением регрессии: Y3=210,07065-17,5000-Х,-2,1125-Х2-21,9569-Xi2-32,8175-Х22+ 0,0451-Х,-Х2+ 12,4416 -Х,-Х3-0,8333 -Х2-Х3+0,0333 -Х,-Х2-Х3 Влияние изучаемых параметров на титруемую кислотность в твороге представлено на рис. 4.7,4.8, 4.9. Проведенный анализ уравнений и графиков показывает, что наибольшее влияние на титруемую кислотность оказывает массовая доля жира.
Дозы внесения рыбьего жира и сиропа шиповника оказывают незначительное влияние на изменение титруемой кислотности. С увеличением внесения дозы рыбьего жира с 0,2 до 0,6% от общей массы продукта, титруемая кислотность снижалась при максимальных значениях в среднем на 19,6Т(со 186,81Тдо 167, 1 Т). С увеличением дозы внесения сиропа шиповника с 10 до 16% от общей массы продукта титруемая кислотность снижалась со 184,7... 181,6 до 156,8...149,8. С увеличением массовой доли жира с 0 до 5% в продукте происходит снижение титруемой кислотности при максимальных значениях варьируемых факторов в среднем на 7,8 Т (со 186,8 до 178,9 Т). Полученные результаты исследований показывают, что для получения продукта с массовой долей жира от 0 до 5% отвечающего требованиям стандарта, следует вносить рыбий жир в количестве от 0,2 до 0,4%, сироп шиповника от 10 до 14% от общей массы продукта. Основываясь на результаты математической обработки, установлено, что для получения творога с наилучшими органолептическими и физико-химическими показателями необходимо использовать основные технологические параметры: доза внесения рыбьего жира - 0,4%, доза сиропа шиповника - 12%, массовая доля жира в пределах от 0 до 5%. Полученные результаты исследований использованы при разработке нового вида творога (творог «Витаминный»).
