Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Состояние вопроса и задачи исследований 6
1.1 Современные технологии производства комбинированных продуктов специального назначения 6
1.2 Перспективы использования растительных компонентов в производстве молочных продуктов 8
1.3 Использование продуктов переработки сои для получения новых видов молочных продуктов 12
1.4 Опыт и перспективы использования антиоксидантов в пищевой промышленности 17
1.5 Цель и задачи исследования 27
Глава 2. Организация проведения экспериментов, материалы и методы исследования 29
2.1 Объекты исследований и постановка эксперимента 29
2.2 Методы исследований 31
2.3 Статистическая обработка результатов 32
Глава III. Результаты исследований 35
3.1 Исследование технологических свойств соевых компонентов 35
3.2 Влияние процесса ферментации на свойства молочно-соевой смеси для взбитого десерта 43
3.3 Изучение основных закономерностей процесса пенообразования 49
3.4 Обоснование дозы овощного пюре вносимого в десерт 51
3.5 Обоснование количества вносимой пищевой добавки «Лавитол (дигидрокверцетин)» 61
ГЛАВА IV. Практическая реализация результатов исследований 65
4.1 Разработка технологии и нормативной документации для производства ферментированного взбитого десерта на молочно-соевой основе 65
4.2 Расчет стоимости сырья и основных материалов для производства ферментированного взбитого десерта на молочно-соевой основе 68
Выводы 71
Список использованных источников
- Перспективы использования растительных компонентов в производстве молочных продуктов
- Опыт и перспективы использования антиоксидантов в пищевой промышленности
- Влияние процесса ферментации на свойства молочно-соевой смеси для взбитого десерта
- Расчет стоимости сырья и основных материалов для производства ферментированного взбитого десерта на молочно-соевой основе
Введение к работе
Снижение потребления продуктов животного происхождения (молока, мяса) при одновременном увеличении растительной пищи приводит к тому, что большинство жителей Амурской области получают с пищей недостаточное количество витаминов, белка и минеральных веществ. Отсутствие или недостаточное количество в пище белка, как источника незаменимых аминокислот, витаминов и микроэлементов приводит к необратимым изменениям в организме, в результате чего возникают отклонения в физическом и интеллектуальном развитии людей. Исходя из этого, возникает необходимость разработки продукта имеющего сбалансированный химический состав и способного компенсировать долю недостающих химических веществ в питании человека. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области является разработка комбинированных молочных продуктов с применением соевых белков. Интерес к соевым продуктам связан, прежде всего, с уникальным химическим составом сои. Исследования проведенные В.А.Павловым (1988) доказали что соевое молоко — идеальный заменитель коровьего для детей раннего возраста с аллергическими заболеваниями. Богатый минеральный состав и особенно соли кальция и железа делают этот продукт полезным для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, расстройствами нервной системы, анемией. Сухое соевое молоко рекомендуют включать в диету при гастритах и язве желудка, острых и хронических инфекционных заболеваниях, диабете. В отличие от молока и мяса, соя не содержит холестерина, поэтому ее рекомендуют как источник белка больным с нарушениями липидного обмена, приводящими к атеросклерозу, гипертонии и другим болезням.
Теоретические основы создания продуктов сложного сырьевого состава заложены в трудах А.Н. Покровского, A.M. У голева, И. А. Рогова, В.Г. Высоцкого, Н.Н. Липатова, A.M. Бражникова, В.Б. Толстогузова, В.М. Позня-ковского, В.В. Ключкина и реализовано применительно к молочной отрасли
П.Ф. Крашенининым, Н.С. Королевой, A.M. Шалыгиной, А.Г. Храмцовым, Л.А. Остроумовым, М.С. Уманским, А.А. Майоровым, Н.П. Захаровой, Л.В. Гапоновой, Л.А. Забодаловой, М.Л. Доморощенковой, Н.И. Дунченко, И. С Хамагаевой, Н.Б. Гавриловой, Л.М. Захаровой и другими отечественными и зарубежными учеными.
Перспективы использования растительных компонентов в производстве молочных продуктов
Применение нетрадиционных для молочных продуктов видов сырья -овощей и продуктов их переработки, фруктов и соков, зерновых культур является одним из перспективных направлений расширения ассортимента и повышения пищевой и биологической ценности комбинированных продуктов. Растительные добавки могут вноситься в молочные продукты на разных стадиях технологического процесса и в различном виде: в виде экстрактов, концентратов, сиропов, соков, пюре, порошков, в измельченном виде и др. В производстве комбинированных молочных продуктов используются как целые части растения, так и его отдельные фракции.
Значение овощей и плодов заключается в том, что они являются основными поставщиками: витаминов, пектиновых волокон и активной клетчатки, минеральных элементов, органических кислот и углеводов [14].
К важным физиологическим свойствам овощей и плодов относится их влияние на работу пищеварительных желез. В лабораториях, руководимых И.П. Павловым, Н.И. Лепорским и И.П. Разенковым, установлено, что овощи и плоды являются сильными возбудителями секреторной деятельности пищеварительных желез. Овощи и плоды оказывают выраженное нормализующее влияние на жизнедеятельность естественной микрофлоры кишечника, снижают интенсивность гнилостных процессов, повышают моторную функцию желудка и кишечника. Овощи и плоды содержат сбалансированный активный комплекс минеральных веществ, проявляющих ощелачивающее действие в организме [67].
Одной из основных задач лечебного питания является достижение максимального соответствия состава диетического рациона особенностям патологического процесса. Получение молочных продуктов для диетического питания с использованием нетрадиционных сахаросодержащих растительных культур также является перспективным направлением. В этой области особое внимание привлекают иммуносодержащие растения, например, топинамбур, целебное действие которого обусловлено не только высоким содержанием инсулина (до 75 %), но и присутствием витаминов, микроэлементов, особенно кальция и фосфора, железа, цинка. Его применение способствует уменьшению содержания глюкозы в крови, нормализации углеводного и жирового обмена, вызывает усиление микрозащитных функций организма, повышение сопротивляемости его различным инфекциям, очищает от радионуклидов, тяжелых металлов.
Продукты должны обладать лечебно-профилактическим эффектом, который достигается за счет внесения в продукт различных наполнителей. Кроме недостаточной биологической и пищевой ценности в традиционных продуктах серьезной проблемой является несоответствие энергетической ценности продуктов фактическим энергозатратам человека. Поэтому большое значение приобретает разработка рецептур и промышленный выпуск низкокалорийных, но биологически полноценных продуктов, к которым относятся и комбинированные белковые продукты. Такие продукты, созданные на основе обычного молочного сырья, позволят не только без ущерба для здоровья населения сэкономить высокоценные белки животного происхождения, но и повысить биологическую ценность менее качественных растительных белков. Потенциально неограниченными источниками пищевого белка являются листостебельная биомасса и семена бобовых и масленичных культур. Фактически в пищевых целях используют только белки сои - продукта, с высоким содержанием одновременно двух важных элементов питания — жира и белка. На основе соевых белков получают биологически полноценную добавку к молочным и другим продуктам - изолированный соевый белок. Белок соевый пищевой отличается высокой пищевой ценностью. В 100 г он содержит 85 г белка, 7 г воды, а также калий, фосфор, железо [81].
Такие функциональные свойства соевых белков, как высокая эмульгирующая способность, способность удерживать влагу, позволяют использовать соевый белок при производстве молочных продуктов [7]. Учитывая эти достоинства белка, во ВНИМИ разработали группу комбинированных молочных продуктов с использованием изолированного соевого белка «Ардекс Ф» и комплексного продукта на соевой основе «Нутри-Бев». На стадии разработки технологии соевого творога, соевого йогурта, кефира. Эти продукты будут рекомендованы для лечебного и профилактического питания [2].
Применение соевого белка при производстве пищевых продуктов является общепризнанным путем, отражающим новую политику в области рационализации белкового питания населения и рассматриваемое во всем мире в качестве важнейшего элемента и в отношении ликвидации дефицита белка в достаточно сжатые сроки и в устранении его качественной неполноценности [38, 181].
В Волгоградском научно-исследовательском технологическом институте разработана технология производства овощных и фруктовых порошков, которые содержат все необходимые, с точки зрения физиологии питания, компоненты. Эти порошки обладают рядом ценных технологических свойств: имеют длительный срок хранения, экономичны при транспортировании, удобны в использовании, легко восстанавливаются и, кроме того, содержат хорошо сбалансированные природой белки, углеводы, минеральные вещества и витамины, а также незаменимые аминокислоты и ферменты, необходимые для улучшения пищеварения и нормализации обмена веществ [17].
Опыт и перспективы использования антиоксидантов в пищевой промышленности
Повышение сроков хранения продуктов питания при обязательном сохранении их качества является одной из основных задач, которую решают специалисты и ученые, работающие в области пищевой биотехнологии. Несмотря на возникающие трудности при определении сроков хранения пище вых продуктов в последние годы наблюдается значительный прогресс в разработке научных подходов к этой проблеме [4, 115]
Качество пищевого продукта во многом зависит от изменений, происходящих с его основными составляющими: белками, углеводами, липидами. Так, на начальной стадии окисления липидов образуются перекиси и гидроперекиси (первичные продукты распада липидов), которые оказывают токсичное действие на организм человека, хотя при этом они ощутимо не влияют на функционально-технологические и органолептические свойства пищевого продукта. При дальнейшем окислении образуются альдегиды и кетоны (вторичные продукты распада липидов), которые придают продукту специфический привкус прогорклости [12, 26, 41, 85], одним из наиболее распространенных последствий окисления липидов является снижение пищевой ценности продукта, вследствие деструкции высоконепредельных жирных кислот и жирорастворимых витаминов [118].
Гидролитические и окислительные изменения, происходящие в продуктах при хранении, приводят не только к снижению их качества, но и проявляют токсическое действие [129, 130].
При этом технологические приемы не должны вызывать органолепти-ческих изменений продукта и повышать интенсивность окислительной и микробиальной его порчи [119].
Для подавления окислительных процессов в продукте используют природные или синтетические препараты - антиоксиданты, которые позволяют в несколько раз увеличить длительность хранения традиционных мясных продуктов [6, 46, 74, 75, 88, 93, 95, 110].
В качестве антиоксидантов продуктов питания (АПП) наибольшее практическое применение в настоящее время получили производные фенола и неорганические соединения серы. Из синтетических АПП следует в первую очередь упомянуть о различных сложных эфирах галловой кислоты (галла-тах), среди которых широкое применение получили этил-, пропил- и доде-цилгаллаты Е321. При введении 0,07% этилгаллата в молочный порошок его стойкость повышается в 2,5 раза. Эффективным АПП является бутилоксиа-низол. Антиокислительное действие оказывают фенолы и хиноны, аскорбиновая, фосфорная, лимонные кислоты, гваяковая смола, фосфатиды, госси-пол, сезамол, витамин К, фермент катал аза.
Как правило, химические синтезированные антиоксиданты проявляют большую активность по сравнению с антиоксидантами, полученными путем экстанции из природного сырья [3, 129, 130]. Но, несмотря на некоторое преимущество, предпочтение все же отдается ингибиторам природного происхождения, которые, помимо способности тормозить свободнорадикальное окисление липидов, чаще всего обладают ярко выраженной биологической активностью.
Вследствие сложности свободнорадикальных процессов эффективность того или иного антиоксиданта трудно прогнозировать [115]. Исследования по стабилизации синтетическими окислителями сливочного масла при его хра нении подтверждают химическую эффективность их действия, но практиче ского применения они в настоящее время не нашли. В случае хранения масла при температуре 5С антиоксиданты Е 320 и Е 319 (смеси З-трет-бутил-4 оксианизол (I) и 2-трет-бутил-4-оксианизола (II); товарное название (ВНА) оказываются неэффективными. Одновременно следует отметить, что многие жиросодержащие продукты питания относятся к группе ежедневно употреб ляемых или входят в продукты диетического назначения. Введение в них антиокислительных и консервируемых добавок синтетического проис хождения не допускается [110, 126]. Использование синтетических антиоксидантов в настоящее время ограничено из-за их токсичности, высокой стоимости, необходимости строгого контроля, поэтому большое внимание уделяется поиску натуральных добавок, содержащих природные антиоксиданты. К наиболее известным и широко используемым антиоксидантам группы натуральных антиокислителей относятся токоферолы (витамин Е), каротиноиды (витамин А), аскорбиновая кислота (витамин С). [46, 74, 88, 93, 95, 110].
Влияние процесса ферментации на свойства молочно-соевой смеси для взбитого десерта
Молоко обладает определенными пенообразующими свойствами, которые не могут в полной мере проявиться из-за наличия лактозы, которая, повышая поверхностное натяжение, ухудшает пенообразующие свойства.
В связи с этим для улучшения органолептических показателей и степени взбитости на следующем этапе предложено изучить влияние процесса ферментации на свойства молочно-соевой смеси.
Для усиления иммунной защиты организма, формированию неспецифического иммунитета, повышению образования иммуноглобулинов которому способствуют нормофлора и продукты ее жизнедеятельности. В качестве биообъектов решено использовать заквасочные культуры в состав которых входят штаммы Streptococcus thennophilus и Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus и различные штаммы бифидобактерий, в частности Bifidobacterium longum и Bifidobacterium lactis.
Сегодня широко известны пищевые молочные продукты, содержащие живые культуры бифидобактерий и лактобактерпй, которые способствуют восстановлению нормальной микрофлоры кишечника. Живые культуры бактерий обладают прямой антогонистической активностью против ряда патогенных микроорганизмов, т.е. подавляют их рост и размножение за счет жесткой, активной, массированной, разносторонней конкуренции.
В последние годы широкое применение в производстве ферментированных молочных продуктов получили культуры DVS, что позволяет избежать снижения качественных показателей продукта, которые могут возникнуть при использовании производственной закваски.
В экспериментальных исследованиях использовались культуры DVS фирмы «Хр.Хансен», получившие признание на российском рынке молочных продуктов. Отличительной особенностью данных заквасок является их активность и гарантия высокого содержания массы микроорганизмов, указан ных в паспорте культур DVS. Характеристика культур DVS, используемых в экспериментальных исследованиях приведена в таблице 4
Из полученных данных видно, что при использовании комбинации культур молочнокислых и бифидобактерий нарастание кислотности идет медленнее, чем у контрольного образца, что можно объяснить различием в составе углеводов. Молочнокислые бактерии сбраживают простые сахара -моно- и дисахариды. А молочно-соевая основа в отличие от коровьего молока содержит олигосахариды и полисахариды, которые стимулируют рост и развитие бифидобактерий.
Анализ данных показывает, что кислотность смесей, сквашенных микрофлорой Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii подвид bulga-ricus (YC-180), находится в интервале от 105 до 110Т. Титруемая кислотность смесей, сквашенных культурами бифидобактерий после 6 часов сквашивания составляет 80-85Т.
В результате математической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии третьего порядка, описывающие динамику роста общей микрофлоры (Yi) и бифндобактерий (Y2) в зависимости от различных комбинаций культур (х). для контроля Y, = -0,0083х3 + 0,1136х2 - 0,0981х + 7,016; R2 = 0,9674 для комбинации YC-180 и ВВ-46 Y, = -0,0816х3 + 0,7851х2 - 1,7263х + 8,1344; R2 = 0,9729 Y2= 0,3333х3 - 3,5714х2 + 23,238х + 2; R2 = 0,9995 для комбинации YC-180 и ВВ-12 Y,= -0,0628х3 + 0,6121х2 - 1,3271х + 7,9316; R2 = 0,9367 Y2= 0,0648х3 + 0,373х2 + 6,0225х + 16,667; R2 = 0,9993
Анализ микробиологических показателей молочной основы, ферментированной различными сочетаниями DVS культур, свидетельствует о достаточной активности обоих сочетаний. Однако следует отметить, что в целом активность сочетания культур YC-180 и ВВ-12 была несколько выше (бифндобактерий 108 КОЕ/г), чем сочетание YC-180 и ВВ-46 (бифндобактерий 107 КОЕ/г).
Статистическая обработка данных позволила констатировать, что наиболее эффективное сочетание DVS культур для ферментации молочно-соевой основы взбитого десерта YC-180+ ВВ-12 при температуре ферментации 37-39С.
Параллельно с исследованиями динамики кислотообразования, влияния состава смеси на процесс сквашивания и органолептических показателей сгустков сложного сырьевого состава определяли также их структурно-механические показатели: эффективную вязкость, устойчивость структуры к механическому воздействию, способность ее к тиксотропному восстановлению после разрушения.
Рисунок 7 - Изменение эффективной вязкости сгустков, полученных для смесей обогащенных соевой мукой в процессе разрушения структуры.
По характеру кривых можно судить об изменении вязкости полученных сгустков с различным соотношением заквасочных культур. Как видно из графика при использовании сочетания культур YC-180+BB-46 эффективная вязкость сгустков уменьшается - кривые, описывающие изменение вязкости в процессе разрушения молочно-растительных сгустков расположены ниже контрольного образца.
Расчет стоимости сырья и основных материалов для производства ферментированного взбитого десерта на молочно-соевой основе
На основании проведенных исследований по разработке рецептур и технологии производства аэрированного молочного десерта с использованием соевых компонентов доказана возможность создания основы для десерта с частичной заменой молочного сырья растительным. Внедрение разработанных продуктов не требует создания дорогостоящих мощностей и введения в действие нового оборудования. Технология производства молочно-соевой основы для десерта доступна.
Расчет изменения себестоимости одной тонны продукта проводили по изменяющимся статьям затрат.
Положительным фактором, снижающим затраты на изготовление основы для десерта, является удешевление смеси за счет частичной замены сухого обезжиренного молока используемого в традиционной рецептуре десертов более дешевой соевой мукой. Производство продуктов смешанного сырьевого состава имеет существенное экономическое значение, т.к позволяет минимизировать затраты на сырье, снизить зависимость производства от сезонных колебаний поставок сырья.
1. Установлена целесообразность использования соевых компонентов в производстве ферментированного взбитого десерта. На основании исследований технологических свойств установлено, что мука соевая обезжиренная отвечает требованиям технологии производства взбитого десерта, обладая лучшими пенообразующими и пеностабилизирующими свойствами среди исследуемых соевых компонентов. Подобрано рациональное соотношение соевого компонента и обезжиренного молока (15:85) для получения основы взбитого ферментированного десерта.
2. На основании исследований свойств молочно-соевой смеси для взбитого десерта в процессе ферментации установлено, что использование заква-сочных культур DVS прямого внесения (YC-180 в состав которой входят штаммы Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii подвид bulgari-cus и ВВ-12 - тип Bifidobacterium, содержит Bifidobacterium lactis) позволяют получить сгустки, обладающие лучшими структурообразующими свойствами: степень восстановления структуры (62,1±0,825)%, потери вязкости (48,1±0,831)%, коэффициент механической стабильности (2,0±0,029).
3. Изучено и проанализировано влияние основных технологических факторов на формирование взбитых дисперсных систем на ферментированной молочно-соевой основе. Определены оптимальные параметры технологического процесса взбитого десерта: температура взбивания (0±2)С, продолжительность взбивания 5 минут при 1500 оборотов в минуту.
4. Математически обоснованно, что введение в продукт свекольного пюре (8,6%) и морковного пюре (9,7%) не снижают органолептических показателей взбитого ферментированного десерта. В связи с этим, данное количество овощных пюре можно рекомендовать для получения взбитых десертов с показателями качества, не ниже традиционных.
5. Методом математического моделирования определена оптимальная доза вносимого антиоксиданта «Лавитол (дигидрокверцетин)» (0,056%) по зволяющая стабилизировать содержание живых клеток бифидобактерий в процессе хранения.
6. По результатам исследования разработана рецептура и технология производства взбитого ферментированного десерта «Амурский». Проведена промышленная проверка на ОАО «Маслосыркомбинат Серышевский» п. Се-рышево Амурской области, результаты которой свидетельствуют о возможности реализации разработанных технологий в условиях производства.
