Введение к работе
Актуальность работы. Нивелирование негативного воздействия абиотических факторов на состояние здоровья населения разных регионов России может быть реализовано как через коррекцию рационов питания, так и при потреблении поликомпонентных продуктов с регулируемым по дефицитным нутриентам составом.
На сегодняшний день рынок функциональных продуктов по данным агентства маркетинговых исследований BusinesStat далек от насыщения и составляет менее 5% от общего объема продуктов питания. Значительная доля продаж приходится на продукты функционального назначения компаний-производителей с иностранным капиталом и импортные поставки, в то время как отечественные производители продуктов этого сегмента пока не в состоянии полностью удовлетворить растущий потребительский спрос. При этом способ решения проблемы нутриентного дефицита в рационе питания через производство поликомпонентных продуктов функционального назначения в нашей стране имеет развитую правовую и научную основу. Правовым базисом в области разработки и наращивания производства новых обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов выступает Указ Президента Российской Федерации от 30.01.2010 № 120, а необходимость фундаментальных исследований в области их получения, медико-биологической оценки качества и безопасности устанавливается Распоряжением Правительства Российской Федерации от25.10.2010 г. № 1873-р.
Основы проектирования поликомпонентных продуктов как пищевых систем заложены в работах А. М. Бражникова, Н. Н. Липатова, И. А. Рогова и др. Значительная доля разработок приходится на молочные продукты, что объясняется высокой биологической ценностью компонентов молока и возможные их сочетания с физиологически активными ингредиентами растительного происхождения. В области создания продуктов такой категории наиболее известны работы Л. В. Голубевой, Н. И. Дунченко, 3. С. Зобковой, Т. П. Фурсовой и др.
К приоритетным условиям разработки молокосодержащих продуктов можно отнести необходимость учитывать сложившуюся структуру и традиции питания большинства населения, а также сохранение экономической доступности при обеспечении соответствия состава научным принципам оптимального питания. В связи с этим при проектировании рецептур становятся ключевыми проблемы подбора перспективных ингредиентов с высокими санитарно-гигиеническими и медико-биологическими показателями, а также разработка новых технологических решений, позволяющих обеспечить сохранность и желательный уровень потребительских свойств в разрабатываемом продукте с использованием методов компьютерного моделирования.
Актуальность работы подтверждается ее выполнением в рамках программы Администрации Тамбовской области и Управления образования и науки «Гранты для проведения прикладных исследований молодых ученых 2011 года» (номер проекта 09-21/06 МУ-11).
Цель диссертационной работы - проектирование поликомпонентных плавленых сырных продуктов для питания женщин и реализация новых технических решений в их производстве.
Для достижения цели диссертации были поставлены и решены следующие задачи:
-
разработать квалиметрическую модель оценки качества сладких пастообразных плавленых сыров;
-
обосновать целесообразность применения компонентов растительного происхождения (тыквенного пюре, подсолнечного масла) и пищевых добавок -регуляторов консистенции - в технологии плавленых сырных продуктов;
-
исследовать влияние вида и дозировки регуляторов консистенции и соли-плавителя, содержания компонентов растительного и животного происхождения, отношения влаги к сухому обезжиренному веществу и уровня активной кислотности в рецептурных смесях на физико-химические, органолептические и реологические свойства плавленых масс;
-
разработать новые рецептурные и технические решения для производства плавленых сырных продуктов с тыквенным пюре для питания женщин в возрасте от 30 до 39 лет занятых легкой физической активностью и старше 75 лет;
-
разработать базу данных нутриентного состава сырьевых ресурсов для автоматизированного расчета рецептур новых продуктов с тыквенным пюре и оценки степени их соответствия нормам физиологических потребностей в основных пищевых веществах и энергии для целевого потребителя и программное обеспечение для оптимизации рецептур по критерию себестоимости с учетом возрастных групп и физической активности потребителей;
-
разработать проект технических условий на плавленый сырный продукт с тыквенным пюре, оценить инвестиционную привлекательность организации производства линейки новых продуктов и провести апробацию технологии сырного продукта плавленого с тыквенным пюре на предприятии отрасли.
Объектами исследований являлись:
полуфабрикаты (брынза из коровьего молока, сыр «Российский», подсолнечное масло, тыквенное пюре, молочный белок в виде водных растворов казеината натрия);
пищевые добавки (регулятор кислотности - лимонная кислота; регуляторы консистенции - крахмал кукурузный, крахмал картофельный и его водные суспензии, смесь картофельного и кукурузного крахмала (1:1), карбоксиметилцеллю-лоза (КМЦ), желатин из свиного сырья; соли-плавители торговых марок «Милин 301», «Фонакон» (марки Б), «Solva HZC», «Solva 62» в виде водных растворов);
плавленые сырные массы на их основе, отличающиеся содержанием сухих веществ (СВ) от 30 до 55%, относительного содержания жира (ОСЖ) от 20 до 50%, значением влаги к сухому обезжиренному веществу (В/СОВ) в смеси от 1 до 2, массовой долей тыквенного пюре от 20 до 30%, массовой долей белок- и жиросо-держащих компонентов животного происхождения, а также номенклатурой и содержанием животных и растительных жиров.
Предметами исследований были определены физико-химические, органолептические и структурно-механические свойства рецептурных смесей и расплавленных масс; закономерности структурообразования и формирования органолеп-тического профиля в сырных смесях с тыквенным пюре при плавлении; микробиологические и физико-химические характеристики сыров и сырных продуктов плавленых с тыквенным пюре при хранении.
Научная новизна.
- Разработана квалиметрическая модель для оценки качества сладких пасто
образных плавленых сыров, включающая ранжированные требования к группам
показателей безопасности, органолептического профиля, пищевой ценности и функ
циональной значимости продуктов с установленными коэффициентами весомости.
Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден выбор тыквенного пюре и подсолнечного масла в качестве сырья, содержащего физиологически активные нутриенты - жирорастворимые витамины, полиненасыщенные жирные кислоты - для повышения пищевой ценности поликомпонентных плавленых сырных продуктов.
Установлено влияние тыквенного пюре и подсолнечного масла на реологические свойства плавленых масс, в результате чего обоснована целесообразность и эффективность применения в их составе регуляторов консистенции -картофельного и кукурузного крахмалов.
Предложена зависимость для расчета рациональной дозировки соли-плавителя с учетом содержания молочного белка в смеси для плавления и желаемой активной кислотности готовых плавленых масс.
Получены уравнения регрессии, характеризующие зависимость изменения коэффициента эффективной вязкости и предельного напряжения сдвига поликомпонентных плавленых сырных продуктов от их состава, активной кислотности, температуры и продолжительности плавления и скорости деформации сдвига.
Установлены зависимость консистенции и предельного напряжения сдвига от активной кислотности и величины отношения В/СОВ поликомпонентных плавленых сырных продуктов при замене до 30% молочного сырья на тыквенное пюре и подсолнечное масло с использованием крахмалов. Нежная пастообразная консистенция обеспечивается при величине предельного напряжения сдвига от 350 до 400 Па, активной кислотности от 5,4 до 5,7 и отношении В/СОВ от 1,2 до 1,7.
Разработаны база данных химического состава сырьевых ресурсов для автоматизированного расчета рецептур поликомпонентных плавленых сырных продуктов для питания женщин в возрасте от 30 до 39 лет и старше 75 лет и программа ЭВМ для оптимизации рецептур по критерию себестоимости с учетом назначения и требований к органолептическим и реологическим характеристикам.
Практическая значимость исследования.
Установлена рациональная дозировка крахмальной смеси в количестве 2%, обеспечивающая нежную пастообразную консистенцию поликомпонентных плавленых сырных продуктов при содержании подсолнечного масла в количестве 24% и тыквенного пюре в количестве от 20 до 26%, обеспечивающем яркий цвет и насыщенный вкус и аромат новых продуктов.
Разработаны рецептуры поликомпонентных плавленых сырных продуктов, потребление которых способствует коррекции ежедневного рациона женщин в возрасте от 30 до 39 лет и старше 75 лет по содержанию незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), витаминов А и Е, Р-каротина, кальция и фосфора в количестве от 10 до 50% от суточной потребности.
Проведена комплексная оценка показателей качества поликомпонентных плавленых сырных продуктов для питания женщин при производстве и хранении.
Разработан проект технических условий на сырный плавленый продукт с тыквенным пюре и проведена апробация технологии в производственных условиях, подтвержденная актом испытаний. Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2429705 «Способ получения сырного продукта с растительным наполнителем».
Результаты исследований планируются к внедрению на ОАО «Тамбовский завод плавленых сыров «Орбита», ожидаемый экономический эффект от реализации 1 т плавленого сырного продукта с тыквенным пюре составит 34 600 р.
Материалы диссертации используются в образовательном процессе для студентов, обучающихся по специальности 240902 «Пищевая биотехнология», и бакалавров - по направлению 260100 «Продукты питания из растительного сырья».
Научные положения, выносимые на защиту:
Квалиметрическая модель для расчета комплексного показателя качества сладких пастообразных плавленых сыров по группам показателей безопасности, органолептических свойств, функциональной значимости и пищевой ценности с учетом полученных коэффициентов значимости.
Рецептуры поликомпонентных плавленых сырных продуктов со сбалансированным составом для питания женщин в возрасте от 30 до 39 лет и старше 75 лет.
Новые технические решения по созданию экономически доступных плавленых сырных продуктов с тыквенным пюре со сроком годности 2 месяца.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 1, 4 и 5 паспорта специальности 05.18.04 «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семи международных и всероссийских научных конференциях. Образцы новых продуктов получили приз зрительских симпатий в рамках Делового центра 11-й Международной Покровской ярмарки (Тамбов, 2012 г.).
Публикации результатов работы. По материалам исследований опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получен 1 патент РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных глав, заключения, списка используемых источников из 219 наименований и 23 приложений. Работа изложена на 159 страницах и содержит 31 таблицу, 20 рисунков.
