Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса 6
1.1. Значение питания для здоровья человека 6
1.2. Функциональные пищевые продукты в питании населения 11
1.3. Функциональные ингредиенты, применяемые в производстве продуктов питания 18
1.4. Роль кисломолочных продуктов в питании. Пути повышения лечебно-профилактических свойств кисломолочных продуктов 32
1.5. Ассортимент молочных продуктов с наполнителями 36
1.6 Обоснование выбора компонентов и вида закваски для выработки напитков сложного сырьевого состава 37
1.7. Обоснование цели и задач исследования 45
2. Объекты и методы исследования 47
2 1. Организация проведения эксперимента 47
2.2. Объекты исследования 50
2.3. Методы исследования 52
3. Оггределение оптимального соотношения молочной основы и морковного сока 58
4. Подбор режимов, обеспечивающих получение устойчивой молочно-жировой эмульсии 65
4.1. Подбор режимов для получения устойчивой эмульсии 65
4.2. Влияние массовой доли белка в исходной смеси на стойкость молочно-жировой эмульсии 79
5. Исследование процесса сквашивания молочно-жировой основы и показателей качества готового продукта 85
6. Разработка рецептур и технологии растительно-кисломолочных напитков сложного сырьевого состава и исследование их свойств 103
6.1. Отработка рецептур, технология растительно-кисломолочных напитков сложного сырьевого состава 103
6.2. Исследование показателей качества растительно-кисломолочных налитков сложного сырьевого состава 117
6.3. Исследование свойств растительно-кисломолочных напитков в процессе хранения 120
7. Экономические аспекты производства новых растительно-кисломолочных напитков 124
- Функциональные пищевые продукты в питании населения
- Ассортимент молочных продуктов с наполнителями
- Влияние массовой доли белка в исходной смеси на стойкость молочно-жировой эмульсии
- Исследование показателей качества растительно-кисломолочных налитков сложного сырьевого состава
Введение к работе
Актуальность работы. Важнейшим фактором обеспечения государственной политики в области здорового питания населения РФ является создание продуктов, способствующих профилактике различных заболеваний, продлению жизни, повышению умственной и физической работоспособности, адекватной адаптации к окружающей среде. Анализ фактического питания населения России свидетельствует о ряде нарушений его структуры, связанных с изменением образа жизни и социально-экономических условий, и выражающихся в дефиците полноценного белка, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон при избытке углеводов и жиров животного происхождения, что приводит к различным формам нарушения нормального состояния организма человека. В этой связи несомненный интерес представляет создание функциональных пищевых продуктов с учетом достижений современной биотехнологии и науки о питании, которые предназначены для направленного воздействия на организм человека.
Теоретические основы производства данных видов продуктов изложены в трудах А.А. Покровского, И.А. Рогова, Н.Н. Липатова (ст.), Н.Н. Липатова (мл.), В.А. Тутельяна, Л.Н Шатнюк, П.Ф. Крашенинина, Л.А. Остроумова и др.
В основу рабочей гипотезы положено предположение о том, что рациональное сочетание молочного белка, растительных жиров с заданным соотношением полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) классов а>б и ю3, морковного сока, препарата пребио-тика и рациональных режимов обработки полученной смеси, включая ферментирование пробиотической закваской, позволит получить продукт с функциональными свойствами, позволяющий частично восполнить дефицит ПНЖК и пищевых волокон (ПВ) и пригодный для коррекции нарушенного гомеостаза человека.
Цель и задачи исследования: Цель - разработка состава, рецептур и технологии растительно-кисломолочных напитков (РКМН) с функциональными свойствами, предназначенных для питания различных групп населения, включая детей дошкольного и школьного возраста. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
обосновать выбор компонентов для производства растительно-кисломолочных напитков сложного сырьевого состава, определить вид и оптимальное количество морковного сока в смеси;
провести оптимизацию состава жирового компонента по соотношению жирных кислот семейства сое и щ;
подобрать режимы диспергирования жирового компонента, обеспечивающие получение стойкой эмульсии;
составить рецептуры, разработать ассортиментный ряд и технологию растительно-кисломолочных напитков с функциональными свойствами;
исследовать процесс сквашивания молочно-жировой основы, физико-химические, структурно-механические, синеретические, органолептические и микробиологические показатели полученных напитков;
исследовать свойства напитков в процессе хранения и определить допустимые сроки их годности;
исследовать состав готового продукта и рассчитать энергетическую ценность;
разработать техническую документацию (ТУ* рі ТШ ни |И1 іиімміпп ти іііімогиі'г
ные напитки с функциональными свойствами. I ' ,,^ионАЛЬнАЯ I
V | БИБЛИОТЕКА і
Научная новизна. Установлены закономерности изменения физико-химических, структурно-механических и органолептических показателей РКМН в зависимости от вида и количества вносимого морковного сока. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие данные зависимости.
Проведена оптимизация состава жирового компонента с учетом необходимой сбалансированности полиненасыщенных жирных кислот семейства (Об и со3.
Выявлена зависимость степени дисперсности жировых шариков молочно-жировой основы от температуры, продолжительности диспергирования и частоты вращения ротора диспергирующего устройства и определены рациональные режимы получения стойкой эмульсии с м.д. жира от 0,5 до 3,5 %.
Показано, что внесение пищевой добавки «RAFTTLAINE» в качестве пребиотика и структурирующего компонента улучшает структурно-механические показатели готового напитка и обеспечивает содержание бифидобактерий на конец срока годности 1,6«106 КОЕ/г.
Практическая значимость. На основе экспериментальных исследований определена стадия внесения морковного сока, разработаны рецептуры и технологический регламент производства растительно-кисломолочного напитков.
Составлена техническая документация (ТУ и ТИ) на производство новых напитков. Результаты используются в учебном процессе при проведении лабораторных работ по дисциплине «Химия пищи» по специальности 240902 «Пищевая биотехнология», при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Технология продуктов питания».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на НТК творчества молодежи СПбГУНиПТ (СПб, 2003 и 2004 гг.), международной конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (СПб, 2003 г.), Ш-й МК студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», МГУПБ (2004 г.), НПК профессорско-преподавательского состава по итогам НИР за 2004 и 2005 гг., семинаре «Натуральные вкусовые ингредиенты для различных пищевых производств», проводившегося кафедрой ТМ и МП совместно с фирмой «Маяк» (февраль 2005). Результаты разработки отмечены дипломом Ш Юбилейной Международной выставки-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, МГУ 1111, 2005).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе патент и методические указания к выполнению лабораторных работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, анализа состояния ' вопроса, методологии проведения исследований, экспериментальной части, в которой приведены результаты исследований и их анализ, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 138 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 26 рисунков. Список литературы включает 170 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
Функциональные пищевые продукты в питании населения
В последние десятилетия в странах Европейского Союза, странах Северной и Южной Америки, Японии и других странах получили широкое распространение так называемые функциональные пищевые продукты (functional foods), как новое и перспективное направление в пищевой индустрии для улучшения структуры питания, улучшения здоровья и профилактики распространенных заболеваний современного человека (атеросклероз, ожирение, онкологические заболевания, остеопороз, сахарный диабет и др.). Основным механизмом профилактического действия функциональных пищевых продуктов является их положительное влияние на такие процессы как повышение физической выносливости, иммунитета, улучшение функции пищеварения и регуляция аппетита, в частности, его снижение. В понятие функциональной пищи входят пищевые продукты, которые подвергаются элиминации, обогащению или замене по составу нутриентов (пищевых веществ - макро- и микронутриентов) и биологически активных веществ. Наиболее яркими примерами функциональной пищи являются пищевые продукты, обогащенные пре-биотиками, пищевыми волокнами, пробиотиками - микроорганизмами (бифи-дио и лактобактерии), антиоксидантами, витаминами (вит. А, Е, С, бета-каротин), минеральными веществами (кальций и др.), микроэлементами (железо, цинк, фтор, селен и др.) и флавоноидами (фитоэстрогены, кверцетины и др.) [163, 167]. Согласно последним данным, для полного удовлетворения жизненных потребностей пища человека должна содержать более 6000 групп различных макро- и микронутриентов, включающих свыше 20 тыс. различных пищевых соединений растительного, животного и микробного происхождения. При этом важно отметить, что кроме свойств носителей пищевых веществ, и источников энергии, эти пищевые продукты должны обладать выраженным физиологическим эффектом. Поэтому в класс функциональных пищевых продуктов попадает целый ряд продуктов для специализированного питания спортсменов, диетические (лечебные и профилактические) продукты для больных, а также значительная часть биологически активных добавок к пище -носителей микронутриентов и биологически активных веществ. По некоторым данным почти 25% пищевых продуктов в странах ЕС относится к функциональным пищевым продуктам (ФПП). Об актуальности данной проблемы в мире говорит и проведение первого международного симпозиума, посвященного только и именно проблеме функциональной пищи (International Symposium on Functional foods/ Scientific and Global Perspectives) в октябре 2001 года во Франции, в котором приняли участие сотни исследователей и практически все ведущие мировые компании -производители пищевых продуктов.
Организатором его явился Международный институт наук о жизни (ILSI). Сам термин "функциональные пищевые продукты" [49, 72, 123, 124, 167] впервые был введен специалистами - нутрициологами Японии в 80-х годах и включает в себя довольно широкий круг пищевых продуктов: носителей природных и органических веществ, низкокалорийных и бескалорийных продуктов для контроля массы тела, продуктов обогащенных витаминами и микроэлементами, энергетических и спортивных напитков, про биотических молочных продуктов и др. Их основное предназначение - улучшение функции пищеварения в желудочно-кишечном тракте и состояния сердечно-сосудистой системы, усиление неспецифической резистентности организма к факторам окружающей среды и повышение энергетического обмена организма человека. Для оценки эффективности профилактического действия и снижения риска развития распространенных заболеваний [72, 167, 155] с помощью функциональных пищевых продуктов в странах ЕС и в России разработаны так называемые "биомаркеры". К ним относятся такие показатели как индекс массы тела, измерение энерготрат, уровень гликогена в мышцах, выносливость, уровень гастроинтестинальных гормонов, например, холцистокинина, степень выраженности аллергических реакций, снижение потребления пищи, кровяное давление, уровень липопротеидов низкой и высокой плотности, холестерина, гликемический индекс и уровень глюкозы натощак, уровень инсулина, состояние крипт толстой кишки, плотность костей, кинетика экскреции кальция и другие, которые широко используются в Клинике лечебного питания ГУ НИИ питания РАМН с 70-х годов [118, 120, 122]. Ситуация с функциональными пищевыми продуктами в нашей стране следующая: еще на рубеже 30-40-ых годов при создании Института питания Минздрава СССР основное внимание было уделено лечебному и профилактическому питанию, и был введен термин «диетическое питание». Это питание для больных и здоровых людей уже подразумевало акцент на элиминацию пищевых факторов - пищевых веществ, способствующих развитию алиментарно-зависимых заболеваний и других распространенных заболеваний человека, где в качестве этиологического фактора могли выступать те или иные пищевые факторы. Почти в те же годы в СССР для некоторых регионов страны уже начади использовать обогащение пищевого сырья и пищевых продуктов витаминами и микроэлементами. При этом в процессе конструирования функциональных продуктов питания (как правило, это традиционные пищевые продукты) в первую очередь обогащают теми ингредиентами, дефицит которых наиболее реален в той или иной местности [5, 11, 16,18, 23]. Примеры этому обогащение муки для северных регионов витаминами и железом. В более поздние годы, учитывая биогеохимические особенности почв большинства регионов СССР по микроэлементам, была внедрена система обогащения пищевых продуктов йодом и питьевой воды фтором. В 90-ые годы прошлого столетия в России получили широкое распространение биологически активные добавки к пище - носители пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ, микроэлементов и пробиотиков. Данный класс пищевых продуктов - БАД к пище, наряду с диетическими продуктами (лечебного и профилактического питания) был обозначен как приоритетный, Об этом свидетельствуют федеральный закон иО качестве и безопасности пищевых продуктов" от 23.12.1999 г., постановление Правительства РФ "Концепция здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года" от 1998 г., федеральный закон "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 1999г. и постановление Правительства РФ "О государственной регистрации новых пищевых продуктов, материалов и изделий" от 21.12.2000 г. Характер питания современного россиянина, который связан с существенным изменением образа жизни в отрицательную сторону (с резким снижением физической активности) привел к тому, что объем пищи, а, следовательно, и возможности обеспечения организма микронутриентами существенно снизились.
Следствием этого явился тот факт, что на уровне суточной калорийности рациона питания 2000 - 2400 ккал стало невозможным обеспечить население РФ эссенциальными микронутриентами в необходимом количестве. Это подтверждается многочисленными данными анализа состояния фактического питания населения России почти по 60 регионам. Согласно этим данным, дефицит микронутриентов, в частности, витаминов (С, тиамин, рибофлавин, фолиевая кислота и т. д.), минеральных веществ - кальций и т. д. и микроэлементов (железо, йод, селен, фтор) в Российской Федерации распространен повсеместно, во все сезоны года и во всех возрастных группах населения, включая детей раннего и школьного возраста, пожилых, и что особенно настораживает - более половины трудоспособного населения страны. На рубеже ХХЇ-го века академиком РАМН В.А. Тутельяном выдвинута концепция "оптимального питания" населения России, Данная научно обоснованная концепция вобрала в себя праісгически все достижения современной науки о питании в России с учетом существующей экологической ситуации и нарастающего влияния техногенной нагрузки на фоне нарушенной структуры питания населения страны. При явном дефиците макро- и питания населения страны. При явном дефиците макро- и микронутриеитов, по мнению В.А.Тутельяна, обеспечение здоровья населения страны возможно только лишь при комплексном подходе к проблеме оптимального питания. Прежде всего - это сохранение преимущественного питания человека натуральными и высококачественными продуктами. Одним из слагающих оптимального питания является обогащение пищевого сырья и продуктов дефицитными для населения страны и ее регионов макро - и микронутриентами. Естественной слагающей, является широкое внедрение в питание населения страны БАД к пище - носителей микронутриеитов, про- и пребиотиков и других биологически активных веществ природного происхождения.
Ассортимент молочных продуктов с наполнителями
В течение ряда лет наметилась устойчивая тенденция к росту производства различных молочных продуктов с наполнителями, как в нашей стране, так и за рубежом. Жидкие молочные десерты оказались одной из первых категорий по динамике выведения на рынок новых продуктов и их разновидностей. Аналогичная ситуация наблюдалась в категориях питьевых йогуртов (около 3000 пунктов), обогащенного кефира (150) и глазированных сырков [52]. Среди обогащенных кисломолочных продуктов большая доля ассортимента приходится на продукты, обогащенные бифид о бактериями: «Лактиналь», «Бифилгокс», «йммунолактат» и др. [7, 16]. Разнообразен ассортимент кисломолочных продуктов с фруктово-ягодными и белковыми наполнителями, выпускаемых предприятиями молочной промышленности, например, молоко с фруктовыми соками, различные виды йогуртов, например «Активия» (со злаковыми культурами, с кусочками фруктов, с лактулозой, сокосодержащие и др.), «Актуаль», «Чудо-молоко», творог «Тема», творог мягкий диетический плодово-ягодный и многие другие. Широко используется внесение различных добавок при производстве плавленых сыров. В рецептуры отдельных видов сыров включены сгущенная сыворотка, казеинат натрия, фруктово-овощные добавки. Например, при производстве сыров комбинированного состава используется мягкий творог, растительные жиры, а также выпускаются сыры с наполнителями «Бутербродный» и «Столичный», где используются быстрозамороженные овощи. При изготовлении плавленого сыра «Светлячок» используются фруктов о-ягодные сиропы и морковный сок. Разработаны технологии сливочного масла и сметаны с применением растительных масел, а также используются ароматические и молочно-белковые наполнители. В качестве ароматических наполнителей применяют кофе, какао, фруктово-ягодные экстракты. При производстве продуктов детского питания на молочной основе, для различных возрастных групп, также используются различные добавки, повышающие их биологическую и пищевую ценность, а также улучшающие их вкусовые свойства: растительные жиры, углеводные препараты, молочно-белковые и сывороточно-белковые концентраты, витаминные препараты, минеральные соли, а также различные фруктово-ягодные и овощные пюре, сиропы, соки. 1.6 Обоснование выбора компонентов и вида закваски для выработки напитков сложного сырьевого состава Сегодня, как никогда остро, стоит задача обеспечения биологически полноценными, экологически чистыми продуктами питания, отвечающими современным требованиям науки о питании для различных возрастных групп.
Анализ литературных данных и патентных исследований свидетельствуют о том, что в мировой практике при производстве молочных продуктов наметилась устойчивая тенденция к использованию сырья растительного происхождения [18]. В качестве растительных компонентов, в работе использовали морковный сок, т.к. морковь является повсеместно выращиваемой культурой в данном регионе РФ. Морковь содержит 4,5 - 8,4 % Сахаров, больше 50 % которых составляет глюкоза, остальное сахароза и в небольших количествах - фруктоза. Морковь богата пектиновыми веществами (0,37 - 2,9 %) и каротином (11,6 - 17,9 мг/100 г), содержит также витамины Вь Вг и 4,7 - 14,6 мг/100 г витамина С. минеральный состав моркови включает соли калия, натрия, кальция, магния, железа, фосфор, серу и другие элементы. В морковном соке много каротина и витамина А, фолиевой кислоты (витамин В9), кальция, фосфора и железа, кроме того, сок богат клетчаткой (см. Из моркови получают соки с мякотью: натуральный или с сахаром (нектары) [106]. Морковный сок улучшает аппетит и пищеварение, укрепляет зубы, а также нервную систему, увеличивает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, повышает общий тонус [87]. Содержание растворимых сухих веществ в морковном соке должно быть 8-11,6 %; титруемая кислотность (по яблочной їсислоте) не менее 0,5 %; рН - не более 4,4; содержание мякоти не более 35 %. Для производства напитков, использовался морковный сок, полученный с помощью устройства для измельчения растительного сырья (патент № 2228795), морковный сок, осветленный и с мякотью отечественного производства «Фруто-Няня», сухой концентрат моркови фирмы «PAULA». Физико-химические показатели сухого концентрата моркови (содержание в мг/100 г): углеводов - 85 г, энергетическая ценность - 361 ккал; содержание нитратов - отсутствуют, нитритов - 130,6 мг/кг. Жир в молочных продуктах является носителем вкуса, придает стабильность структуре, создает соответствующее ощущение сливочности, густоты, высокой вязкости, гладкости консистенции во рту при его употреблении. Снижение содержания жира в продукте резко изменяет его вкусовые достоинствами]. Дефицит и высокая стоимость молока в России порождает проблему недостатка молочного жира для производства молочных продуктов, что заставляет производителей искать менее дефицитное сырье и более дешевое жировое сырье для его замены. Кроме того, несмотря на то, что молочный жир, по сравнению с другими жирами легче переваривается и усваивается, а также обладает более приятным вкусом, он имеет ряд недостатков, таких как высокое содержание холестерина, недостаточная стойкость в хранении, дефицит полиненасыщенных лшрных кислот (ГШЖК). По мнению экспертов ВОЗ, для снижения риска развития атеросклероза поступление животного жира с пищей не должно превышать 300 мг в сутки.
Для правильного питания необходимы жиры с повышенным содержанием линолевой кислоты (омега-3) от 20-40 %, в которых соотношение между насыщенными и полиненасыщенными жирными кислотами приближается к 1:2 [170]. Однако чрезмерное увеличение полиненасыщенных жирных кислот в рационе также неблагоприятно для человека, что может выражаться в нарушении холестеринового обмена, в изменении состояния щитовидной железы. Увеличение степени ненасыщенности жира отрицательно сказывается на усвояемости 41 ГТ" " " витамина А и самого жира [8]. Взрослый человек должен получать от 2 до 6 г ГХНЖК в день. Это количество содержится в 25 г растительного масла. У детей, а также в диетическом литании потребность в ПНЖК выше и составляет 8-10 г в сутки [47]. Следовательно, поступление жира в организм человека должно строго регламентироваться. В рамках данной работы было проведено исследование по подбору жирового компонента с учетом потребности различных групп населения в ПНЖК. Разработана программа проектирования состава жирового компонента в смесях. Состав жирового компонента (в зависимости от направленности проектируемого продукта) рассчитывали с учетом следующих условий: соотношение групп полиненасыщенных жирных кислот шб к юЗ; соотношение между группами жирных кислот (насыщенные: мононенасыщенные: полиненасыщенные = 30; 60:10). Массовая доля жира в готовом продукте зависит от планируемой энергетической ценности и варьировалась в пределах от 0,5 до 3,5 %. Расчеты проводились в пакете документов Fortran Power Station 4,0 и Excel. На основании компьютерного расчета с учетом критериев оптимизации в качестве жирового компонента были выбраны рафинированные дезодорированные растительные масла - соевое и подсолнечное, в соотношении 99: 1. Кроме этого при проведении исследований использовали смесь растительных масел «Союз 52L», предоставленную корпорацией «Союз». «Союз 52L» - это пластичная смесь, специально изготовленная для замены молочного жира в молочной и кондитерской промышленности, а также при производстве растительно-сливочных масел, спредов и глазированных сырков. Состав «Союз 52L»: натуральные рафинированные дезодорированные, частично гидрогенизированные растительные масла, эмульгатор (Е 471, Е 322), натуральный пищевой краситель (Е100, Е 160Ь). Пищевая ценность 100 г продукта - жира 99,7 %, калорийность - 897,0 ккал.
Влияние массовой доли белка в исходной смеси на стойкость молочно-жировой эмульсии
Как известно, изменение массовой доли белка в молочной смеси влияет на степень дисперсности жира в готовом продукте, а также на развитие молочнокислых микроорганизмов и органолептические показатели продукта. Опытным путем предполагалось установить оптимальное содержание белка в смеси для получения стойкой мол очно-жировой эмульсии. Гидратацию сухого обезжиренного молока проводили с таким расчетом, чтобы получить образцы, имеющие плотность в интервале от 1030 до 1025 кг/м (было приготовлено четыре образца плотностью 1030, 1027, 1026 и 1025 кг/м3). Выдержку образцов с целью набухания не проводили, поскольку было установлено, что при использовании для восстановления сухого молока перемешивающего устройства удается получить требуемое значение плотности за счет обработки при скорости вращения 1000 об/мин в течение 15 минут, что позволило сделать вывод о возможности исключения операции выдержки при низких положительных температурах. В исходном восстановленном молоке определяли массовую долю белка, плотность и титруемую кислотность. Результаты представлены в таблице 4.4 (приведены средние данные, полученные при трехкратной повторности при определении плотности, титруемой кислотности и рН, двукратной - при определении белка формольным титрованием и пятикратной — при определеьши белка с помощью рефрактометра ИРФ - 464). Полученные образцы нагревали до 50 С, вносили при перемешивании расчетное количество жирового компонента, необходимое для обеспечения массовой доли жира в продукте, равной 3,5 %, нагревали до температуры 65 С и проводили предварительное диспергирование в течение 5 минут при скорости вращения диспергирующего устройства 13500 об/мин. Повторное диспергирование проводили в течение 10 минут при при температуре (92±2)С и скорости вращения диспергирующего устройства 24000 об/ мин. Затем оценивали эффективность диспергирования с помощью специальных пипеток (табл. 4.7) и путем определения размеров жировых шариков с помощью микроскопа (рис. 4.11). При исследовании влияния массовой доли белка на стойкость эмульсии показано, что снижение плотности смеси в интервале от 1030 до 1025 кг/м3, приводит к перераспределению жировых шариков по размерам: значительно уменьшается количество мелких (до 2 мкм) и увеличивается количество средних (от 2 до 6 мкм) жировых шариков, увеличивается количество крупных (от 6 до 20 мкм) шариков, но в меньшей степегш.
В образцах, имеющих плотность 1026 и 1025 кг/м3, отмечено наличие жировых шариков размером более 20 мкм. Это свидетельствует о недостаточном количестве белка в смеси с низкой плотностью для формирования оболочки жировых шариков. Анализируя результаты определения эффективности диспергирования, можно сделать вывод, что обработка молочно-жировой смеси с плотностью 1030 кг/м3 на лабораторном диспергаторе при указанных выше режимах соответствует гомогенизации на клапанном гомогенизаторе при давлении примерно 14 МПа. При снижении плотности смеси эффективность гомогенизации падает, это может повлечь за собой снижение устойчивости эмульсии в дальнейшем, например, при нормализации холодным обезжиренным молоком, что достаточно часто имеет место в производственных условиях. Поэтому полученную смесь с массовой долей жира 3,5 % и плотностью 1030, 1027, 1026, 1025 кг/м3 охлаждали до (4+2) С и нормализовали пастеризованным обезжиренным молоком с температурой (4±2) С до массовой доли жира 2,5 % (как наиболее часто используемой величины) и оставляли в условиях домашнего холодильника с целью визуального контроля стойкости полученной эмульсии. Установлено, что видимого расслоения эмульсии не происходило в течение всего периода наблюдения (5 суток) даже в образцах, имеющих низкую плотность. В процессе хранения на поверхности образцов образовывалась тонкая жировая пленка, которая равномерно распределялась по массе образца при его перемешивании. Последующее нагревание образцов до 30-35С0 не приводило к видимому расслоению смеси. Однако для обеспечения получения устойчивой эмульсии в условиях промышленного производства плотность исходного восстановленного молока должна быть не менее 1027 кг/м3. Таким образом, по результатам исследования настоящей главы, можно сделать следующие выводы: - при использовании в качестве жирового компонента рафинированных дезодорированных растительных масел в производстве растительно-кисломолочных напитков для получения стойкой молочно-жировой эмульсии следует применять эмульгатор лецитин марки «ПРЕСЕПТ 8160» в количестве 0,4 % от массы смеси; - выявлено, что рациональный режим диспергирования зависит от массовой доли жира в продукте. Для получения устойчивой эмульсии с массовой долей жира 1,5 % и менее следует применять следующий режим диспергирования: частоте вращения ротора диспергирующего устройства 13500 об/мин, продолжительность воздействия - 10 минут. При увеличении массовой доли жира до 3,5 % и выше целесообразно применять двухстадийное диспергирование: при 13500 об/мии (3 ступень);, продолжительность 5 минут при t = 65 С и 24000 об/мин (6 ступень), продолжительность 10 минут при t = (92 ± 2) С; - при использовании для восстановления сухого молока перемешивающего устройства удается получить требуемое значение плотности за счет обработки при скорости вращения 1000 об/мин в течение 15 минут, что позволило сделать вывод о возможности исключения операции выдержки при низких положительных температурах; - для обеспечения получения устойчивой эмульсии в условиях промышленного производства плотность исходного восстановленного молока должна быть не менее 1027 кг/м3. Для опытных выработок растительно-кисломолочных напитков использовали морковный сок с мякотью торговой марки «Фруто-Няня», концентрат «Апельсин-морковь» и «Тропик-морковь» фирмы «WILD» и сухой морковный порошок фирмы «PAULA».
На этапе подготовки концентрат разбавляли, а сухой порошок восстанавливали до содержания сухих веществ в натуральном соке (11,5 ± 0,1) %. Количество морковного сока в смеси варьировали от 10 до 40 % . В качестве молочного компонента использовали сухое обезжиренное моло-КО; Количество воды, необходимое для восстановления СОМ, рассчитывали с учетом воды, вносимой с морковным соком и содержания белка в готовом продукте 3,2 %. Исследование велось по двум направлениям: внесение морковного сока перед операцией пастеризации и дальнейшее совместное сквашивание; внесение наполнителя в сквашенную основу. Поскольку, внесение морковного сока влияет на начальную кислотность смеси, то наиболее объективным показателем, характеризующим влияние количества морковного сока на динамику кислотонакопления, может служить относительный прирост титруемой кислотности (нарастание кислотности сгустка через определенный промежуток Бремени), Т/ч (см. рис. 5.1а). Кривые, описывающие интенсивность кислотонакопления образцов (см. рис. 5.1а) имеют идентичный характер. График можно условно разделить на два участка: на первом участке интенсивность кислотонакопления растет и достигает максимального значения между 4,0 - 5,0 часами, на втором участке прирост кислотности снижается. Установлено, что с увеличением дозы морковного сока, увеличивается интенсивность кислотонакопления, а образцы с содержаниєм морковного сока 30 и 40 % сквашиваются приблизительно на час раньше. Таким образом установлено, что внесение в смесь морковного сока благоприятно влияет на процесс кислотонакопления, интенсивность которого возрастает с увеличением дозы сока, возможно за счет обогащения смеси дополнительными питательными веществами. В ходе отдельных операций технологического процесса (смешивание, тепловая обработка, сквашивание и т. д.) в изучаемой системе происходит изменение физико-химических свойств и формирование пространственной структуры. Так, меняется вязкость, тиксотропные свойства, прочность сгустка т. д. С помощью реологических методов можно обнаружить самые незначительные изменения в структуре изучаемых объектов. Кроме того, на структуру сгустков большое влияние оказывает состав многокомпонентных смесей. Поэтому, при разработке технологии растительно-кисломолочных напитков изучали влияние состава смеси на изменение эффективной вязкости в процессе сквашивания, а также структурно-механические показатели сгустков, что позволит получить готовый продукт с заданными свойствами.
Исследование показателей качества растительно-кисломолочных налитков сложного сырьевого состава
При разработке рецептур и технологии растительно-кисломолочных напитков сложного сырьевого состава большое внимание уделяли исследованию органолептических, структурно-механических и физико-химических свойств стремясь максимально возможно приблизить их к потребительским свойствам традиционных напитков, в частности сокосодержащих йогуртов. В соответствии с технологической инструкцией (приложение № 1) вырабатывали растительно-кисломолочные напитки - маложирный (м.д. жира 1,5 %) и нормальной жирности (м.д. жира 3,5 %), содержащие восстановленный морковный сок в количестве 40 % и пищевую добавку «RAFTILINE» в количестве 2 % от массы смеси. Для получения более полной характеристики продукта проведены исследования биохимических показателей. Выявлено, что степень утилизации белка составляет 99,2 %. Количество органических кислот в продукте, определенных методом газожидкостной хроматографии, составляло (мг-%): яблочной - 672; янтарной - 79,7; молочной - 582; уксусной - 293; пропионовой - 317; масляной -218. Нитраты в сухом концентрате сока и водной вытяжке не обнаружены в пределах чувствительности метода (менее 6 мг/л). Жировой компонент продукта был представлен смесью соевого и подсолнечного масел, с расчетным соотношением ГГНЖК семейств сщ и ооз 5:1, что было подтверждено результатами определения жирнокислотного состава смеси (табл. 6.8). Важным критерием качества разрабатываемых продуктов является их хранимоспособность. Хранение кисломолочных продуктов после окончания технологического процесса регламентируется по продолжительности и температуре. В данном случае температура хранения была принята постоянной и составляла (4±2)С, так: как данный режим оговорен технической документацией на производство кисломолочных продуктов. Поэтому основное внимание было уделено изучению влияния продолжительности хранения на качество напитков. Растительно-кисломолочный напиток хранили при температуре (4±2)С в течение 20 суток. Критерием оценки служили органолептические показатели, титруемая и активная кислотность (рис. 6.3), развитие заквасочной микрофлоры и количество санитарно-показательных микроорганизмов. Для исследования отбирали пробы образцов сразу после выработки (фон), на 5, 10, 15 и 20 сутки согласно методическим указаниям «Гигиеническая оценка сроков годности пищевых продуктов» МУ 4.2.727-99. Органолептические показатели растительно-кисломолочных напитков сложного сырьевого состава существенно не изменялись, на 15 и 20 сутки хранения наблюдалось небольшое отделение сыворотки, поэтому было рекомендовано перемешивать продукт перед употреблением, В течение всего срока хранения напитки по микробиологическим показателям соответствовали нормам СанПин 2.3.2.1078-01: бактерии группы кишечной палочки отсутствовали в 1 г; количество дрожжей не превышало 100 КОЕ/ г, плесеней - 50 КОЕ/ г; количество лактобактерий и бифидобактерий на конец срока хранения составляло 2,76 107 и 1,6 106 КОЕ/г соответственно.
Как видно из рис. 6.4, способность сгустка к отделению сыворотки имеет тенденцию к увеличению в процессе хранения. Следует заметить, что в целом количество сыворотки, отделившейся при центрифугировании образца в течение 30 мин, невелико и составляет 27 % на пятые сутки и 34 % на двадцатые сутки хранения. Титруемая кислотность в процессе хранения возрастает на 25 СТ на пятнадцатые сутки и на 30 Т - на двадцатые сутки хранения. Однако при дегустации напитка ощущалось лишь небольшое повышение интенсивности кислого вкуса, что в целом не снижало органолептической оценки его качества. В процессе хранения отмечено также некоторое увеличение эффективной вязкости напитка, что, вероятно, обусловлено дополнительным структур образованием за счет внесения добавки «RAFT1LINE». На основании анализа экспериментальных данных по совокупности изучаемых показателей установлен допустимый срок годности растительно-кисломолочных напитков 14 суток при температуре хранения (4±2)С. Развитие науки и техники всегда было и остается важнейшим фактором динамического роста экономики, перевода ее на интенсивный путь развитья в целях повышения эффективности производства. Общим для всех видов научно-технических разработок является то, что при практическом использовании они должны обеспечивать улучшение технико-экономических показателей производства, решение социальных и иных значимых задач [29]. Производство продуктов сложного сырьевого состава имеет существенное экономическое значение, так как: позволяет предприятиям снизить зависимость производства от сезонных колебаний поставок сырья. Кроме того, производство разработанных напитков не требует создания дорогостоящих мощностей и введения в действие нового оборудования. Как следует из данных таблицы 7.4, затраты на производство нового продукта возрастают по сравнению с базовым вариантом. Однако следует учитывать, что предлагаемый напиток имеет стабильно высокие потребительские свойства, повышенное содержание витаминов С, Е и /?-каротина, пробиотиче-ских культур лакто- и бифидобактерий. Все это вместе взятое, а также наличие в составе напитка пребиотической добавки обеспечивает его лечебно-профилактическую направленность. Это дает основания полагать, что регулярное потребление растительно-кисломолочного напитка окажет благоприятное воздействие на организм, т.е. можно говорить о социальном эффекте. Наряду с этим, отмечено, что сквашивание смеси при производстве данного напитка протекает более интенсивно, что сокращает продолжительность технологического процесса.
