Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследований 11
1.1 Исторические сведения о кисломолочном продукте смешанного брожения - кефире 11
1.2 Микрофлора кефирных грибков как природный симбиоз пробиотической микрофлоры 16
1.3 Микробиологические процессы, формирующие потребительские и функциональные свойства продукта 24
1.4 Сравнительный анализ свойств хитозана и его олигомерных производных 34
1.5 Цель и задачи исследований 47
Глава 2 Организация проведения экспериментов и методы исследований
2.1 Структура и объекты исследований 49
2.2 Приборное обеспечение, стандартные методы и специальные методики 51
3. Исследование влияния сукцината хитозана на развитие молочнокислой и дрожжевой микрофлоры кефира 56
3.1 Научно-технические основы выбора оптимальной дозы внесения сукцината хитозана как пребиотического компонента 56
3.2 Изучение термической устойчивости молока- сырья в присутствии сукцината хитозана 61
3.3 Исследование влияния сукцината хитозана на процесс ферментации молока кефирной микрофлорой 67
3.4. Исследование динамики процесса сквашивания и созревания молока при оптимальной дозе сукцината хитозана 74
3.5 Определение пребиотического индекса сукцината хитозана 80
3.6 Исследование антагонистической активности микроорганизмов кефирных грибков против грамположительных и грамотрицательных энтеробактерий в присутствии сукцинат хитозана 87
Глава 4. Изучение влияния сукцината хитозана на потребительские свойства кефирного продукта 94
4.1. Определение хранимоспособности кефирного продукта 94
4.2. Разработка рецептуры кефирного напитка с сукцинатом хитозана... 99
4.3. Разработка модели оценки потребительских свойств кефирного напитка 101
5. Разработка технологии кефирного напитка «Янтарный» 108
5.1. Разработка технологии кефирного напитка «Янтарный» 108
5.2 Оценка безопасности разработанной технологии с учетом требований НАССР 113
5.3 Маркетинговые исследования современного рынка кисломолочных продуктов 117
5.4 Расчет экономической эффективности разработанной технологии.. 121
Выводы 129
Список использованной литературы
- Микрофлора кефирных грибков как природный симбиоз пробиотической микрофлоры
- Приборное обеспечение, стандартные методы и специальные методики
- Исследование влияния сукцината хитозана на процесс ферментации молока кефирной микрофлорой
- Разработка модели оценки потребительских свойств кефирного напитка
Введение к работе
Актуальность работы. Обеспечение правильного питания населения, адекватность и сбалансированность питания является одной из важнейших задач совместной деятельности медиков, технологов, социологов. Особенно актуальны эти вопросы в России вследствие большого количества регионов и климатических поясов, многообразия этнических групп людей, интенсивности труда и физиологических особенностей. Одна из задач в этой области - создание новых функциональных пищевых продуктов на основе подбора сырья и компонентов таким образом, чтобы их использование позволило сбалансировать свойства готового продукта, гарантировать безопасность, обогатить биологически активными веществами.
Особо актуальным представляется производство функциональных кисломолочных напитков с применением пробиотических микроорганизмов и различных биологически активных добавок, улучшающих функциональные свойства продуктов питания. Сукцинат хитозана, водорастворимая высокоактивная добавка в сочетании с янтарной кислотой, является одним из основных регуляторов энергетического обмена живых организмов.
В связи с этим, разработка технологии кефира с олигосахаридами хитозана является перспективным направлением в области напитков функционального назначения, позволяющим расширить ассортимент продуктов и повысить уровень здорового питания населения.
Степень проработки темы исследования.Теоретические и практические аспекты получения функциональных продуктов на основе кисломолочных напитков были заложены в трудах Королевой Н.С., Гончаровой Г.С, Рожковой И.В., Семенихиной В.Ф., Виноградской С.Е., Ганиной В.И., Забодаловой Л.А., Тихомировой Н.А., Хамагаевой И.С., Хамнаевой Н.И., Khurana Н.К., Robinson R. К., Tamime A. Y. и др. авторов.
Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка технологии кефирного продукта, обогащенного низкомолекулярными производными хитозана.
Для достижения поставленной цели были реализованы следующие задачи:
на основании априорной информации обосновать выбор вида олигосахарида хитозана как потенциальной биологически активной добавки при производстве кисломолочных напитков смешанного брожения и определить оптимальную дозу его внесения;
изучить влияние сукцината хитозана на динамикутехнологических свойств молока-сырья;
исследоватьбиотехнологические особенности процесса сквашивания и созревания кефирного продукта в присутствии сукцината хитозана;
изучить влияние сукцината хитозана на развитие и морфологические свойства микрофлоры кефирной закваски;
исследовать влияние сукцината хитозана на функциональные и потребительские свойства готового продукта;
разработать технологию кефирного продукта с сукцинатом хитозана и провести опытно-промышленную апробацию;
провести оценку экономической эффективности разработанной
технологии кефирного продукта с олигосахаридами хитозана.
Научная новизна работы.Теоретически обосновано и практически
доказано, что использование сукцината хитозана в сочетании с янтарной
кислотой позволяет получить кефирный продукт с
улучшеннымифункциональными свойствами.
Выявлено, что при дозе внесения 1,0 г на 1 л молока-сырья сукцинат хитозана не оказывает влияния на развитие молочнокислой микрофлоры в кефирном продукте в процессе сквашивания.
Впервые доказано, что сукцинат хитозана в процессе созревания кефирного продукта понижает активность молочнокислой микрофлоры на 15-20% идрожжевой микрофлоры на 40 - 50%.
Установлено, что сукцинат хитозана не снижает антибактериальные свойства микрофлоры кефирных грибков против патогенных и условно-
патогенных штаммов микроорганизмов Salmonella typhimurium, Shigella flexneri, Escherichia coli.
Доказано, что в присутствии сукцината хитозана антиоксидантная активность кефирного продуктаповышается на (22-23,5)%. Теоретическая и практическая значимость. На основании теоретических проработок и полученных результатов исследований разработана технология кефирного напитка смешанного брожения с улучшенными функциональными свойствами за счет применения сукцината хитозана.
Разработана технология продукта кефирного «Янтарный» (ТУ 9222-027-10514645-2014), прошедшая апробацию на ООО «Молокомама» (г. Москва) и ОАО «МК «Ставропольский»» (г. Ставрополь).
Результаты исследований внедрены в учебном процессе базовой кафедры прикладной биотехнологии, созданной ГНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции» Россельхозакадемии и ФГАОУ «Северо-Кавказский федеральный университет»,при подготовке бакалавров, магистров и аспирантов по направлению«Продукты питания животного происхождения». Методология и методы исследований.Методологической основой диссертационного исследования являются классические законы научного познания и комплексный системный анализ с применением стандартных, общепринятых и модифицированных методов исследований физико-химического состава, биотехнологических, органолептических и микробиологических показателей функционального продукта на всех стадиях производства. Математическая обработка экспериментальных данных, статистический и регрессивный анализы выполнены с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel 2010. Степень достоверности результатов работы подтверждается 3-5-кратной повторностью, воспроизводимостью и математической обработкой экспериментальных данных, полученных в ходе исследований, а также
6 результатами лабораторных и опытно-промышленных выработок кефирного продукта. Основные положения, выносимые на защиту:
теоретическое обоснование олигосахарида хитозана, как потенциальной биологически активной добавки при производстве кисломолочных напитков смешанного брожения;
результаты экспериментальных исследованийбиотехнологических процессов сквашивания и созревания кефирного продукта, а также морфологических свойств микрофлоры кефирной закваски в присутствии сукцината хитозана;
технология кисломолочного напитка смешанного брожения с улучшенными функциональными свойствами.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международных научно-практических конференциях «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 2008 г.), «Инновационные технологии здорового питания, их качество и безопасность» (Казахстан, Алматы, 2010 г.), наХІУ региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь,2010 г.),на международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности» (Воронеж, 2010 г.), на XL научно-технической конференции Северо-Кавказского государственного технического университета (Ставрополь, 2011г.),на республиканской конференции молодых ученых «Наука. Образование. Молодежь» (Казахстан, Алматы, 2012 г.),на научно-практическом семинаре «Совершенствование технологий и аппаратурно-процессового оформления производства творога, мягких и фигурных сыров» (Адыгея, 2013 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ,в том числе 5 статей в реферируемых ВАК изданиях иполучен патент РФ №2543146 на «Способ производства кефира».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего 11 Наименований источников, в том числе 55 иностранных, и 5приложений.
Основная часть работы изложена на 150 страницах машинописного текста, включает 19таблиц и ЗОрисунков.
Микрофлора кефирных грибков как природный симбиоз пробиотической микрофлоры
С этим довольно привычным для нашей современной жизни продуктом связано множество легенд, слухов и загадок. Происхождение кефира считается тайной. Одни связывают его происхождение с древними народностями, населявшими Тибет и, соответственно, называют Тибетским грибком. В Европу он был вывезен из Индии одним польским профессором, излечившимся с помощью кефира от рака желудка и печени.
Мусульмане, населяющие Северный Кавказ, считали кефирный грибок подарком самого пророка Магомета. По одной легенде пшено было собрано с кустов, растущих на склонах гор Кавказа указанных пророком Магометом. По другой легенде, Магомет принес горцам в посохе кефирную закваску. Согласно еще одной версии, в золотой век вручил Аллах кефирные зерна благочестивому старцу из племени карачаевцев и научил старца с помощью этих зерен приготовлять из молока напиток, употребление которого избавляет от болезней и сулит долголетнюю жизнь. При этом Аллах завещал эти зерна только честному и правдивому роду карачаевцев и запретил продавать или дарить их другим племенам, особенно иноверцам. Нарушение запрета грозило тем, что грибки погибнут и кефир выродится. Карачаевцы считали грехом дарить зерна даже своим дочерям, выходившим замуж, и по принятому обычаю те должны были красть у родителей священные грибки [2, 16].
Крестьяне в Кисловодске рассказывали, что эти зерна были найдены в дубовой кадке, использовавшиеся пастухами для приготовления айрана. По мнению других, родина кефирного грибка - горные селения Северной Осетии, где кисломолочные продукты до сих пор играют немаловажную роль в национальной кухне [46].
Легенды и предположения до сих пор остаются основным источником для объяснения формирования кефирных грибков.
Часть ученых ссылаются на вышеописанную процедуру производства кефира. Во время продолжающегося самопроизвольного брожения кефира формируется совокупность, состоящая из матрицы полисахаридов и коагулированных белков, в которую внедряются многообразные микроорганизмы [2].
Другая история говорит о том, что зерна произошли из другого кисломолочного напитка, названного «Айран», похожего на кефир. Айран образуется при естественном сквашивании молока в дубовых чанах или мешках из козьей кожи с частью желудка только теленка или верблюда. Зерна собирались у стен чана и добавлялись к свежему молоку[ 32].
Первый, кто публично сообщил о благоприятном воздействии кефира на кишечник и болезни желудка, былдоктор G. Dzhogan (1867)[76]. Это было завершение тайны кефира и начало распространения его по всей Европе.
Всероссийское общество врачей в свое время обратилось с просьбой наладить производство кефира в России к молокозаводчику Баландину, который в 1908 году направил Ирину Сахарову и своего управляющего к осетинскому поставщику молока и сыра Бек-Мирзе Байчарову. Байчаров гостей принял хорошо, однако кефирных грибков не дал. Ирина Сахарова была красивой женщиной, и после её отъезда кавказец послал вдогонку за красавицей своих джигитов и похитил её. Управляющий обратился в жандармерию, те арестовали Бек - Мирзу и освободили Сахарову. На суде красавица согласилась простить Байчарова в обмен на кефирные грибки. Байчаров грибки дал, но тайну кефирных грибков не открыл. Имея грибки, Сахарова возвратившись в Москву, приступила к изготовлению кефира в Боткинской больнице. Так в Россию впервые попали ценные микроорганизмы, а первый кефир сделали для Боткинской больницы. И с тех пор кефирные грибки активно культивируются как в России, так и в Беларуси и Украине.
Ялтинский врач В. Дмитриев в конце XIX века делает предположение, что кефирный грибок есть видоизмененная закваска кумыса. Специфические кефирные грибки получили свое начало в бурдюке. Возможно, что кочевники-татары, переселившись в горы и занявшись разведением рогатого скота, попробовали заквашивать кумысными дрожжами вместо кобыльего молока коровье, которые, попав в новую среду — коровье молоко, — претерпевали изменение и превратились в законченный тип — кефирное зерно. Доктор Дмитриев наилучшим образом выразил это мнение: На кефир нужно смотреть, как на лучший из известных до сих пор препаратов молока, подходящих к кобыльему кумысу. В. Дмитриеву удалось получить прекрасный кумыс заквашиванием кефирными зернами кобыльего молока [2].
Есть мнение, что кефир - древний адыгский напиток. Русское название кефир производное от адыгского слова - хафэ - хафыр - (кислое). И не запрет Магомета, а Кавказская война задержала распространение кефира за пределы Северного Кавказа. Среди Адыгов этот напиток называется Кундэсыу. Кефир отличается от кундэсыу как молоко домашнее от государственного. О том, что это одно и то же, даже многие Адыги не знают, а по незнанию, даже наши молочники выпускают кундэсыу под маркой айран. Айран и кундэсыу, разные, по сути, кисломолочные продукты. Айран готовиться добавлением уже существующей закваски в молоко, пахту по типу мацони, известных русских простокваш, или адыгского шхыу. Тогда как изготовления кундэсыу - кефира - предполагает приготовление первичной закваски, которую можно добавлять в любое молоко: кобылье, коровье, козье и т.д.
Приборное обеспечение, стандартные методы и специальные методики
При проведении исследований также использовались специальные методики, описание которых приведено ниже. Для изучения влияния вносимой дозы олигосахаридов хитозана на цветность продукта использовался метод, рекомендуемый Стандартом МОС 11037 для непрозрачных и мутных жидкостей. Он заключается в следующем: продукт наливают в стеклянную пробирку и, держа чуть выше стандартного цветового образца, двигают их для сравнения со стандартом [40].
Исследование пребиотического потенциала сукцината хитозана проводилось на кафедре «Пищевая биотехнология» (университет Рединга, Великобритания) методом in vitro ферментации исследуемых субстратов кишечной микрофлорой, в анаэробных условиях, при постоянном контроле рН (Batch Culture Fermentation controlled ph). Эксперимент проводили в 3-х повторностях с использованием фекальных образцов от трех разных волонтеров. Идентификация и подсчет основных бактериальных групп кишечной микрофлоры проводили методом гибридизации in situ (FISH -fluorescent in situ hybridization) с помощью хемолюмисцентных олигонуклеотидных зондов, несущих флуоресцентную метку, направленных на консервативные участки гена 16S - pPFQC. Определение короткоцепочных жирных кислот проводили с использованием высокочувствительной жидкостной хроматографии [42].
Динамику антагонистической активности изучали методом развивающихся смешанных популяций в сравнении с ростом тест-штамма в монокультуре на жидких питательных средах с последующим высевом на плотные среды. В качестве тест-культур использовали восемнадцати часовые штаммы микроорганизмов, культивированные при 37 С и постоянном перемешивании, культивирование Clostridiadifficile проводилось при анаэробных условиях, с использованием анаэробного кабинета. В пробирки к 9 мл жидкой питательной среды, помимо 0,1 мл взвеси тест-культуры, вносили 1 мл исследуемых заквасок. Каждый образец готовили в трех экземплярах. Совместное культивирование длилось 24 часа при описанных выше условиях. 0,1 мл каждого образца отбирали через 0, 5, 10, 18 и 24 часа, готовили серию разведений и делали посев на соответствующую питательную среду в чашки Петри. Количество жизнеспособной патогенной микрофлоры определяли путем прямого подсчета количества колоний на твердых питательных средах через 24 часа инкубирования при 37 С, а для Clostridiadifficile в анаэробных условиях при 37 С [42].
Определение содержания углеводов в продуктах - методом газохроматографического определения отдельных Сахаров, в модификации СевКав ГТУ. Сущность метода - в переводе моно- и дисахаридов в летучие триметилсилильные производные с последующим их разделением на ГЖХ-колонке и определением с помощью пламенно-ионизационного детектора. Для измерения углеводов использовался газо-жидкостный хроматограф «Хром-5» с насадочной стеклянной колонкой. Насадкой служил Хроматон N-cynep с размером гранул 0,125- 0,160 мм, пропитанный 3% OV-17, в качестве газа-носителя применяли азот. Подготовка образца включает обработку его этиловым спиртом, центрифугирование, добавление к надосадочной жидкости фенил-Р-Д-глюкопиранози да, а после высушивания N-триметилсилилимидазола. Смесь обрабатывается нагреванием, добавлением гексана и выдержкой до расслоения фаз. Для хроматографического анализа используется верхняя фаза. Режимы хроматографирования: температура колонки 160 С, программирование до 240 С со скоростью 5 С/мин, температура испарителя 270 С, расход азота 30 см /мин. Аналогично готовятся калибровочные растворы с использованием стандартных растворов углеводов. hui - высота пика углевода, мм или относительных единицах. Обработка экспериментальных данных, полученных в процессе проведения исследований, проводилась стандартными методами дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализа с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 и MicrosoftOfficeExcel 2010. 3. Исследование влияния сукцината хитозана на развитие молочнокислой и дрожжевой микрофлоры кефира
Научно-технические основы выбора оптимальной дозы внесения сукцината хитозана как пребиотического компонента
Биологически активные добавки (БАД) - это продукты, которые обогащают рацион питания биологически активными веществами. Они необходимы в первую очередь для укрепления состояния здоровья, повышения устойчивости организма, поддержания его нормальной жизнедеятельности, улучшения пищеварительных и обменных процессов. И конечной целью является продление срока жизни.
Биологически активные вещества в составе биологически активных добавок являются натуральными или идентичные натуральным, которые даёт нам природа для укрепления организма. Они содержат целебные свойства растений, объектов животного происхождения и минерального сырья. Принимать их можно непосредственно или в составе пищевых продуктов.
Допустимое суточное потребление (ДСП) является центральным вопросом обеспечения безопасности биологически активных добавок. ДСП (мг/сут) — допустимое суточное потребление — величина, рассчитьшаемая как произведение ДСД (допустимая суточная доза) на среднюю величину массы тела — 60 кг. Биологически активные вещества при правильном применении полностью безопасны [33].
Исследование влияния сукцината хитозана на процесс ферментации молока кефирной микрофлорой
Полученные результаты хорошо согласуются с данными [4], которые исследовали воздействие хитозана на ряд микроорганизмов, в том числе и Lactobacillus Acidophilus D 75.
В присутствии хитозана клетки Lactobacillus Acidophilus не подвергались деструктивным изменения, только иногда на поверхности отмечали образование дополнительных аморфных слоев. Можно было бы предположить, что примерно таким же образом реагирует палочковидная микрофлора кефира.
Авторы [118, 119] связывают активность низкомолекулярного хитозана с взаимодействием между поликатионами олигосхарида хитозана и анионами оболочки бактериальной клетки, которое изменяет мембранную проницаемость клетки, в результате чего нарушается проникновение в клетку питательных веществ. Для проявления действия олигосахариды хитозана должны содержаться в достаточно высокой концентрации. Так 1% олигосахарида абсолютно прекращал сбраживание сливок Lactococcus lactis subsp. cremoris[\\9]. Поэтому вполне закономерно наблюдаемое снижение кислотообразования (рис.3.5) при увеличении дозы сукцината хитозана.
Для сенсорной оценки образцов использовался метод построения вкусовых профилей. Были выбраны пять дескрипторов, определяющих восприятие образцов после созревания как традиционного кефира. При выборе были разграничены субъективные (гедонические) и объективные описания желаемого продукта [38, 62]. Субъективные описания (например, вкусный, приятный и др.) связаны с эмоциональным восприятием продукта, тогда как объективные позволяют понять, какими должны быть его физические характеристики (например, насыщенный вкус, долгое послевкусие, средняя сладость, кислинка, терпкий в послевкусии). Описание дескрипторов и шкала оценок приведены в табл. 3.3. Таблица 3.3. - Шкала сенсорной оценки образцов кефира с сукцинатом хитозана Дескрипторы Субъективные Объективные Внешний вид (Ю)привлекательный для потребителя,близкий к традиционному(9 - 1)отличающийся оттрадиционного, но привлекательныйдля потребителя(0) не соответствующийтрадиционному, неприятный дляпотребителя (10) соответствие ГОСТ Р52093-2003(9 - 1) в той или иной степениотклонения от ГОСТ Р 52093-2003(0) полное несоответствиеГОСТ Р 52093-2003
Консистенция Вкус Запах Послевкусие (10) ярко выраженное неприятноепослевкусие(9 - 1) неприятное послевкусие,выраженное в той или иной мере(0) отсутствие неприятногопослевкусия При построении профильной диаграммы использовались суммарные значения. Оценка проводилась группой экспертов - специалистов молочной промышленности. После экспертизы каждым экспертом заполнялся экспертный лист, пример, которого приведен в Приложении А. Максимальное количество балов (10) присваивалось дескриптору при полном соответствии показателя ГОСТ Р 52093-2003 "Кефир, технические условия" для объективных дескрипторов и при положительной оценке экспертов для субъективных дескрипторов. Статистически обработанные результаты приведены на рис. 3.9. Органолептические показатели образцов с дозой хитозана до 1250 мг/л были очень близки: образцы имели ненарушенный, легко перемешиваемый сгусток сметанообразной консистенции, пронизанный пузырьками. Свойственный свежему кефиру приятный кисломолочный вкус и аромат (рис. 3.9).
При дозе сукцината хитозана до 1250 мг/л показатели внешнего вида и консистенции были аналогичны, и практически полностью соответствовали ГОСТ Р 52093-2003 "Кефир, технические условия". Что касается вкуса, то замедление кислотообразования в процессе сквашивания, при незначительном ингибировании дрожжевой микрофлоры, приводило к созданию продукта менее кислого, чем традиционный, с мягким вкусом, при этом газообразование было сравнимо с контрольным образцом. Некоторые эксперты оценили более высоко именно субъективную составляющую вкуса и запаха, поэтому общее значение дескрипторов вкуса для контроля и образцов, содержащих 1250 мг/л сукцината хитозана, были сравнимы.
В присутствии сукцината хитозана в количестве 2000 мг/л сгусток приобретал творожистую, дряблую консистенцию, горьковатый вкус с тухловатым послевкусием, неприятный запах, нехарактерный для традиционного продукта.
Таким образом, очевидно угнетающее действие повышенных доз сукцината хитозана на развитие микрофлоры кефира, которое вызывает, соответсвенно, нарушение продуцирования ароматических веществ бактериальной и дрожжевой микрофлорой. Причем крититческая доза сукцината хитозана составляла 1250 мг/л молока.
С учетом этого и,возможностью содержания достаточной дозы активного компонента в объеме продукта, обычно потребляемым ежедневно ((200 - 300) мл) была выбрана доза добавки (1,1±0,1) г на 1 л молока. При данной дозе потребитель будет получать около 30% от суточной нормы активного компонента употребляя 200 мл кефирного продукта при сохранении органолептических, физико-химических и микробиологических свойств традиционного кефира.
Для оценки динамики сквашивания и созревания образцов при использовании подобраной дозы скуцината хитозана в обезжиренное молоко вносилось (1,1±0,1) г/л сукцината хитозана. После предварительной пастеризации, температура (90±2) С, выдержка 2-8 мин, образцы исследуемого молока охлаждались до температуры заквашивания, соответствующей температурному оптимуму для кефирного грибка (20-22) С. Затем смесь заквашивалась кефирной закваской ((3-5) % к объему смеси) и термостатировалась при (20-22) С до кислотности (70 - 80) Т для сквашивания и при (12-14)С в течение (10 - 12) ч для созревания. В процессе сквашивания фиксировались титруемая кислотность образцов, количество молочнокислых микроорганизмов и дрожжей.
Скорость нарастания кислотности для контрольного образца и образца с добавкой отличалась незначительно и составляла 5,4Т/ч и 5,1Т/ч, соответственно (рис. 3.10). Тем не менее кислотность образцов при использовании сукцината хитозана достигала значений порядка 80 Т быстрее на (50 - 60) мин за счет повышения начальной кислотности при внесении добавки (рис. 3.10а).
В процессе созревания (рис. 3.10 (б)) в первые часы нарастание кислотности в образце с сукцинатом хитозана замедляется, и постепенно скорость нарастания кислотности в контроле увеличивается и составляет 5,5Т/ч, а образца с добавкой - 3,9 Т/ч. Итоговая кислотность образцов после созревания (рис 3.10 б) отличалась на (18 - 20) Т.
Вероятно, это связано с тем, что биоцидная активность хитозана в первую очередь определяется его аминогруппами, положительный заряд которых обуславливает связывание полимера с поверхностными структурами клеток микроорганизмов. Поскольку положительный заряд аминогрупп зависит от рН среды, то максимальную антибактериальную активность хитозан, особенно низкомолекулярный, проявляет в кислых условиях [37].Положительный заряд позволяет хитозану связываться с анионными компонентами клеточных структур бактерий за счёт электростатического взаимодействия, а увеличение заряда полимера при повышении кислотности молока за счет жизнедеятельности микроорганизмов кефирного грибка способствует более прочному связыванию хитозановой молекулы на поверхности клеток микроорганизмов. Соответственно при температурах созревания, более низких, активность кислотообразования образцов с сукцинатом хитозана понижается.
Разработка модели оценки потребительских свойств кефирного напитка
Качество и безопасность - самые важные аспекты производства продукции пищевой промышленности. В последние несколько лет данной проблеме стали уделять значительное внимание по причине роста конкуренции и более высоких требований к продукции со стороны потребителей. На принципах обязательного обеспечения безопасности построена система НАССР (НАССР - Hazardanalysisandcriticalcontrolpoints - анализ рисков и определение критических контрольных точек). Система включает в себя семь принципов.
Принцип №1.Необходимо проводить анализ рисков применительно к каждому технологическому процессу. Цель анализа состоит в том, чтобы выявить и составить перечень рисков, чреватых возможным заражением пищевых продуктов, которые, с достаточной степенью вероятности, могут проявить себя в процессе производства какого-либо конкретного продукта, а также разработать профилактические меры, призванные не допустить развитие рисков.
Риск с точки зрения безопасности продуктов питания - это любой биологический, химический или физический фактор, который может привести к изменению состава пищевого продукта или иным образом сделать его небезопасным для потребления человеком. Включению в перечень подлежат такие риски, предотвращение, устранение или снижение которых до допустимого уровня, играет важнейшую роль в производстве безопасных продуктов питания.
Принцип № 2. Необходимо выявить критические контрольные точки (ССР) на каждом этапе технологического процесса. Критическая контрольная точка - это момент, стадия или операция, на которых возможно применение механизмов контроля в целях предотвращения, устранения или снижения до допустимого уровня рисков, чреватых заражением продуктов питания. По каждому выявленному фактору риска следует разработать и принять соответствующие меры. Идентификация критических контрольных точек особенно важна с точки зрения контроля над рисками микробиологического заражения на всем протяжении производственного процесса, поскольку именно такого рода риски являются основной причиной заражения через продукты питания.
Принцип № 3. Необходимо определить критические пределы, при достижении которых следует принимать меры, направленные на предотвращение развития рисков, ассоциирующихся с выявленными критическими контрольными точками.
Принцип № 4. Необходимо определить процедуру контроля за критическими контрольными точками. Контроль является неотъемлемой частью НАССР и представляет собой систему наблюдений и замеров, цель которых - удостовериться в том, что состояние критической точки находится в рамках установленных критических пределов.
Принцип № 5. План НАССР должен предусматривать, какие именно корректирующие действия надлежит предпринять в том случае, если значения параметров, характеризующих состояние критической контрольной точки, выходят за рамки установленных пределов. Необходимо заранее разработать план действий на экстренный случай, определяющий порядок ликвидации потенциально небезопасных или несоответствующих нормам продуктов, а также позволяющий выявить и устранить причину отклонения.
Принцип № 6. Необходимо разработать и ввести эффективный порядок учёта, позволяющий документировать организацию и функционирование всей системы НАССР.
Принцип № 7. Системы НАССР подлежат систематическим ревизиям. Такие ревизии должны проводиться регулярно после того, как проверка подтвердила способность системы адекватно и эффективно противостоять существующим рискам.
Система НАССР делает упор на предотвращение опасности на ранней стадии производства пищевой продукции. Она строится на профилактическом подходе к обеспечению качества и безопасности в ходе производственного процесса, а также может применяться при разработке новых продуктов.
Одним из ключевых и наиболее важных элементов системы НАССР является анализ опасных факторов. Он включает сбор и обработку информации по опасным факторам и условиям, приводящим к их возникновению; принятие решения о том, какие из этих факторов влияют на безопасность пищи. Необходимо идентифицировать опасные факторы, связанные с производством продуктов питания на всех стадиях производства, начиная с переработки сырья, включая стадии обработки, переработки, реализации, и до конечного потребления.
Под опасным фактором понимают биологическое, химическое или физическое свойство объекта, которое с большой долей вероятности может стать источником болезни или травмы при отсутствии должного контроля.
Для обеспечения производства качественной продукции, которая может храниться установленный срок без признаков появления посторонних привкусов, запахов, изменения цвета и быть безопасной для потребителя необходимо внедрение системы НАССР[61].
В процессе производства необходимо осуществлять микробиологический и физико-химический контроль, а также контроль за органолептическими параметрами. В соответствии с системой НАССР установлены критические точки технологического процесса, контрольные меры и предупреждающие действия для обеспечения биологической безопасности для здоровья человека[61].
Контрольная точка №1 принимается на операции приёмки молока цельного (ГОСТ Р 52054-2003). При оценке качества контролируются следующие параметры: группа чистоты, содержание сухих веществ, плотность, титруемая кислотность. В этой же точке оценивается уровень общей микробной обсеменённости исходного молока цельного, содержание в нем бактерий группы кишечной палочки (БГКП), дрожжей, плесеней, а также патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. В случае несоответствия заданным показателям сырьё не допускается для дальнейшей технологической обработки.
Контрольную точку №2 принимаем после операции пастеризации и охлаждения смеси до температуры заквашивания. В данной точке контролю подлежат физико-химические параметры смеси (кислотность, плотность, содержание сухих веществ) и микробиологические показатели. В случае несоответствия смеси заданным показателям повторяют операцию пастеризации.
Контрольная точка №3 принимается после приготовления закваски на обезжиренном молоке. В этой точке контролю подлежат физико-химические параметры (кислотность) и микробиологические показатели. При несоответствии заданным параметрам, сырье не допускается для дальнейшего использования.
Контрольная точка №4 принимается перед розливом продукта. Контролю подлежат физико-химические (кислотность, содержание сухих веществ, содержание жира, белка, лактозы) и микробиологические показатели готового продукта. При несоответствии заданным параметрам дальнейший розлив и расфасовка продукта не допускаются.
Расположение выбранных критических контрольных точек в технологической схеме производства кефира с добавлением олигосахаридов хитозана указано на рисунке 5.3.