Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ состояния вопроса 9
1.1 Современные тенденции в производстве продуктов здорового питания 9
1.2 Направления совершенствования технологии и ассортимента мороженого функционального назначения 17
1.3 Ассортимент и способы получения кисломолочного мороженого 22
1.4 Значение и применение пребиотических компонентов в функциональных продуктах питания 28
ГЛАВА 2 Организация работы, объекты и методы исследований
2.1 Организация работы и объекты исследований 40
2.2 Методы исследований 44
ГЛАВА 3 Исследование влияния пребиотиков на развитие мезофильных лактококков в смесях для мороженого
3.1 Обоснование выбора пребиотиков и закваски для мороженого 48
3.2 Влияние лактулозы на развитие мезофильных лактококков 51
3.3 Влияние лактулозы на свойства кисломолочного мороженого 56
3.4 Влияние галактоолигосахаридов на развитие мезофильных лактококков 60
3.5 Влияние инулина на развитие мезофильных лактококков 64
Глава 4 Исследование влияния вида заквасочной микрофлоры на свойства смеси для мороженого 69
4.1. Влияние вида заквасочной микрофлоры на процесс ферментации смеси для мороженого 69
4.2 Влияние концентрации сахарозы в смесях для мороженого на развитие заквасочной микрофлоры
4.3 Влияние вида заквасочной микрофлоры на антиоксидантную активность смесей для мороженого 80
ГЛАВА 5 Исследование влияния инулина и лактулозы на процесс получения и свойства мороженого с использованием ацидофильной палочки 86
5.1 Влияние лактулозы на свойства смеси и кисломолочного мороженого 86
5.2 Влияние инулина на свойства смеси и кисломолочного мороженого 95
5.3 Влияние инулина и лактулозы на свойства кисломолочного мороженого 101
ГЛАВА 6 Разработка технологии производства кисломолочного мороженого с пребиотиками
6.1 Обоснование технологических режимов, последовательности процессов и критических контрольных точек производства кисломолочного мороженого с пребиотиками 106
6.2 Состав и свойства разработанного кисломолочного мороженого с пребиотиками 118
6.3 Оценка экономической эффективности разработанной технологии 121
Заключение 134
Список использованной литературы
- Направления совершенствования технологии и ассортимента мороженого функционального назначения
- Методы исследований
- Влияние лактулозы на свойства кисломолочного мороженого
- Влияние вида заквасочной микрофлоры на антиоксидантную активность смесей для мороженого
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Быстрый рост объемов производства продуктов питания, способствующих снижению риска заболеваний и медикаментозной нагрузки, является общемировой тенденцией. К важным задачам науки в пищевой отрасли относится создание оригинальных технологий новых продуктов, улучшающих состояние желудочно-кишечного тракта, поддерживающих функционирование сердечно-сосудистой и иммунной систем, регулирующих вес. Такие продукты должны обладать не только функциональными свойствами, но и хорошими органолептическими характеристиками.
Основная доля рынка функциональных продуктов принадлежит кисломолочным напиткам, в том числе с про- и/или пребиотиками. Однако у таких продуктов есть свои недостатки, к которым относятся непродолжительные сроки хранения, нестабильность консистенции, постокисление. Перспективное направление решения этой проблемы -получение кисломолочного мороженого, подтверждением растущего интереса к которому стал недавно принятый ГОСТ 32929-2014 «Мороженое кисломолочное. Технические условия».
Большинство видов мороженого, представленных на современном отечественном рынке, трудно отнести к полезным продуктам из-за высокой калорийности, содержания синтетических подсластителей, красителей, ароматизаторов и стабилизаторов. Применение натурального молочного, фруктового и овощного сырья, замена сахара и жира на функциональные компоненты относятся к ведущим тенденциям расширения ассортимента мороженого. В связи с этим разработка технологии, позволяющей сочетать преимущества кисломолочных продуктов и пребиотиков в таком популярном продукте как мороженое, является актуальной задачей.
Степень проработки темы исследования. Теоретические и практические основы в области создания продуктов здорового питания и функциональных компонентов заложены в трудах отечественных и
зарубежных ученых: Гаврилова Г.Б., Гавриловой Н.Б., Ганиной В.И., Евдокимова И.А., Крючковой В.В., Рябцевой С.А, Семенихиной В.Ф., Тихомировой Н.А., Хамагаевой И.С., Харитонова В.Д., Храмцова А.Г., Шендерова Б.A., Fuller R., Gibson G.R., Mitsuoka Т., Milner J., Montgomery E. и др.
Вопросы изучения процессов получения мороженого с функциональными свойствами освещены в работах Арсеньевой Т.П., Артюховой СИ., Дунченко Н.И., Кладий А.Г., Мельниковой Е.И., Оленева Ю.А., Твороговой А.А., Федотовой М.А., Шпак М.А., Goff H.D., Marshall R.T., Sommer Н.Н. и др. Однако закономерности совместного влияния заквасочной микрофлоры и пребиотических добавок на свойства мороженого являются сложными и недостаточно изучены. Необходимость исследований в этой области обусловлена также постоянно растущим ассортиментом и расширением возможностей промышленно выпускаемых функциональных ингредиентов, которые могут быть использованы в производстве мороженого.
Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка научно обоснованной технологии кисломолочного мороженого с пребиотическими компонентами, оказывающими положительное влияние на процессы производства и показатели качества готового продукта.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
- теоретически и экспериментально обосновать выбор заквасочных
культур для кисломолочного мороженого, изучить их влияние на процессы
получения и свойства готового продукта;
теоретически и экспериментально обосновать выбор пребиотических компонентов для кисломолочного мороженого, изучить их влияние на процессы получения и свойства готового продукта;
обосновать выбор рецептур и определить оптимальные параметры процессов получения кисломолочного мороженого с пребиотиками;
разработать техническую документацию на кисломолочное мороженое с пребиотиками;
провести опытно-промышленные выработки, определить показатели качества и безопасности готовых продуктов;
разработать систему контроля процессов производства мороженого, оценить технико-экономические показатели разработанной технологии.
Научная новизна работы. Получены данные о влиянии лактулозы, галактоолигосахаридов и инулина на развитие и выживаемость мезофильных лактококков закваски LAT CW L, которые показали возможность использования этих пребиотиков в технологии кисломолочного мороженого для улучшения его органолептических и микробиологических характеристик. Представлены результаты исследования влияния разных видов заквасок - БК-Углич-СМТ (Lactococcus lactis spp., Str. thermophilus), БК-Углич-АВ {Lactobacillus acidophilus), БК-Углич-№7К {Lactococcus lactis spp., Lactobacillus casei), БК-Углич-ТВ {Str. thermophilus), БК-Углич-СТБ {Str. thermophilus, Lactobacillus bulgaricus) и кефирной закваски, на свойства смесей для мороженого. Выявлены закономерности влияния массовой доли сахарозы на развитие заквасочных культур в смесях для мороженого. Получены данные по антиоксидантной активности смесей для мороженого, сквашенных различными заквасочными культурами. Представлены результаты исследования влияния инулина и лактулозы на свойства кисломолочного мороженого, полученного с использованием ацидофильной палочки. Новизна разработанных способов получения мороженого подтверждена патентами РФ № 2497370 и № 2532947.
Теоретическая и практическая значимость работы. Установлены закономерности изменения свойств смеси для молочного мороженого при ферментации разными видами заквасок. Изучено влияние лактулозы и инулина на процессы получения и качественные характеристики кисломолочного мороженого, полученного с использованием L. acidophilus. Получена математическая зависимость, адекватно описывающая влияние
лактулозы и времени хранения на выживаемость молочнокислых микроорганизмов в кисломолочном мороженом в процессе длительного хранения. Обоснованы параметры получения трех видов кисломолочного мороженого с пребиотическими компонентами, изучены их показатели качества. Разработана техническая документация СТО 02067965-005-2013 «Кисломолочное мороженое с лактулозой», ТУ 9228-001-38864430-2013 «Мороженое кисломолочное». Опытно-промышленные выработки кисломолочного мороженого с пребиотическими компонентами, проведенные на ОАО «Молочный комбинат Ставропольский», подтвердили воспроизводимость разработанных технологий.
В рамках реализации программы СТАРТ «Разработка технологии и организация производства био-кисломолочного мороженого с функциональными ингредиентами» (№ гос. контракта 12062р/22866) организовано производство нового вида кисломолочного мороженого с L. acidophilus и лактулозой.
Методология и методы исследования. Методологической основой диссертации являются труды отечественных и зарубежных ученых в области выявления полезных свойств функциональных компонентов и их применения в технологии продуктов здорового питания. При выполнении работы применялись стандартные, общепринятые методы исследований химического состава, органолептических, физико-химических и реологических свойств, а также микробиологических показателей объектов исследований. Математическая обработка экспериментальных данных и их графическое представление, выполнены с помощью программ Microsoft Excel, Statistica 6.0, LabSolutions для Windows, Axiovision.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования влияния лактулозы, галактоолигосахаридов и инулина на развитие мезофильных лактококков в смесях для кисломолочного мороженого и его свойства;
результаты исследования влияния вида заквасочной микрофлоры на свойства смеси для мороженого;
результаты исследования влияния инулина и лактулозы на процесс получения и свойства мороженого с использованием ацидофильной палочки;
- технологическая схема и описание технологии новых видов
кисломолочного мороженого.
Степень достоверности результатов работы подтверждается 3-5-кратной повторностью экспериментов с применением стандартных методов исследований и статистической обработки полученных данных; использованием современных поверенных приборов и оборудования, имеющих установленный предел отклонений; проведением опытно-промышленных испытаний разработанных технологий.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня, в том числе внутривузовских, всероссийских, международных научно-технических и научно-практических конференциях: «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону», Ставрополь, 2010; «Современные достижения биотехнологии», Минск-Ставрополь, 2014; «Мир науки глазами молодежи», Ставрополь, 2014; «Университетская наука - региону», Ставрополь, 2012, 2013,2014,2015.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК России, получено 2 патента на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, включающего 192 наименований источников, в том числе 42 иностранных. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, включает 33 таблицы, 32 рисунка и 11 приложений.
Направления совершенствования технологии и ассортимента мороженого функционального назначения
Функциональные продукты питания на сегодня являются самым быстрорастущим сегментом мировой пищевой отрасли. Темпы роста индустрии здорового питания превосходят темпы развития основной пищевой промышленности. Мировой рынок продуктов питания и напитков, направленных на улучшение здоровья и общего самочувствия «health and wellness» продолжает увеличиваться [134, 166, 170, 175]. По данным аналитического источника Euromonitor [160], 2014 год стал годом возрожденного роста рынка продуктов категории «здоровое питание». Это свидетельствует о том, что даже в период экономической нестабильности потребитель не забывает о своем здоровье. В период 2013 - 2014 годов рост продаж на мировом рынке продуктов «health and wellness» оценивается на уровне 6,5 %, объем продаж достиг 774 млрд. долл. Крупнейший рынок продуктов здорового питания возглавляют США, в пятерку лидеров входят также Китай, Япония, Бразилия и Великобритания [101, 162].
В современном обществе продукты питания рассматриваются не просто как средства для биологического существования, но как индикаторы стиля жизни, усилители положительных эмоций, проводники красоты, здоровья и долголетия. Изменение мотивации в покупательском поведении, выражается в осознанной покупке здоровых и полезных продуктов с пониженным содержанием соли, жиров, сахара [163].
По всему миру потребители предъявляют все более высокие требования к обогащенным продуктам питания и напиткам в поисках продуктов, улучшающих состояние желудочно-кишечного тракта, поддерживающих иммунную систему и здоровье сердечно-сосудистой системы, регулирующих вес. Аналогичная тенденция прослеживается в изменении ориентации россиян в питании, которые всё больше проявляют повышенный интерес к наиболее полезным для здоровья продуктам [142, 143].
Здоровое питание, как средство сохранения здоровья населения, является приоритетным направлением государственной политики РФ. В настоящее время в Российской Федерации функционирует государственная программа «Здоровое питание - здоровье нации». Целью данной программы является, сохранение и улучшение качества жизни и здоровья населения России, индивидуального здоровья человека в среде обитания, посредством формирования мировоззрения здорового образа жизни населения, используя механизмы внедрения методов и средств оздоровительного питания, позволяющие координировать потребности общества и возможности государства [77, 139].
В распоряжении правительства РФ № 1873/р от 25.10.2010 г. «Основы государственной политики в области здорового питания населения на период до 2020 года» приоритетами признано развитие отечественного сырья и пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми факторами, и специализированных лечебных и профилактических продуктов [98].
Речь идет о продуктах, обогащенных нутриентами, оказывающими положительное влияние на здоровье организма: витаминами, минеральными веществами, антиоксидантами, пробиотиками и пребиотиками [45, 140]. В соответствии со стандартом РФ ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» к функциональным продуктам относятся: - продукты питания, естественно содержащие требуемые количества функционального ингредиента или группы их; - натуральные продукты, дополнительно обогащенные каким-либо функциональным ингредиентом или группой их; натуральные продукты, из которых удален компонент, препятствующий проявлению физиологической активности присутствующих в них функциональных ингредиентов; - натуральные продукты, в которых исходные потенциальные функциональные ингредиенты модифицированы таким образом, что они начинают проявлять свою физиологическую активность или эта активность усиливается; - натуральные пищевые продукты, в которых в результате тех или иных модификаций биоусвояемость входящих в них функциональных ингредиентов увеличивается; - натуральные или искусственные продукты, которые в результате применения комбинации вышеуказанных технологических приемов, приобретают способность сохранять и улучшать физическое и психическое здоровье человека и/или снижать риск возникновения заболеваний [23].
По итогам 2014 года производство функциональных продуктов питания в России составило 285 тыс. тонн, а по итогам 2013 года - более 275 тыс. тонн. В ближайшие 2-3 года, по прогнозам экспертов, при базовом варианте ожидается небольшой рост производства функциональных продуктов питания в пределах 3-4 %, что обуславливается относительной ненасыщенностью рынка на данном этапе его развития, при этом рост объема рынка будет в пределах 2-3 %. На данном сегменте рынка наблюдается явное стремление крупных игроков к объединению интегрированных структур. Так, крупнейшими предприятиями, оперирующими сегодня на отечественном рынке, являются зарубежные компании. Условно продукты функционального назначения на российском рынке представлены четырьмя группами: продукты на основе зерновых (в т.ч. хлебобулочные и кондитерские изделия), безалкогольные напитки, молочные продукты и продукты масложировой отрасли [104].
Хлебобулочные изделия функционального назначения производят («Бобовое зернышко», «Три богатыря», «Белгородский с морской капустой», «Здоровье», «Витазар») с кальцием, витаминами, витаминно-минеральными препаратами, белковыми обогатителями, пищевыми волокнами, пребиотиками, с повышенным содержанием белка, пониженной калорийности, с использованием радио-протекторных компонентов, детоксикантов - бета-каротина, микрокристаллической целлюлозы, пектин содержащих продуктов, морепродуктов (порошок морской капусты), кальция, йодсодержащих препаратов, семян льна, подсолнечника и сои [76, 121].
Методы исследований
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях кафедры прикладной биотехнологии и научно-исследовательской лаборатории нанобиотехнологии и биофизики ФГАОУ ВПО Северо-Кавказского федерального университета. Промышленная апробация технологии и опытно-производственные выработки проводились на ОАО молочный комбинат «Ставропольский».
Исследования проводились в соответствии со схемой, представленной на рисунке 2.1. Основные этапы работы были посвящены изучению влияния вида заквасочной микрофлоры и пребиотических компонентов на процессы получения и свойства кисломолочного мороженого.
В качестве объектов исследований были использованы смеси для мороженого разного состава, в том числе с пребиотиками, полученные с использованием заквасок: БК-Углич-АВ (Lb. acidophilus), БК-Углич-СМТ (Lac. lactis subsp. lactis, Lac. lactis subsp. cremoris, Lac. lactis subsp. lactis biovar diacetilactis, Str. thermophilus), БК-Углич-№7К (Lac. lactis subsp. lactis, Lac. lactis subsp. cremoris, Lac. lactis subsp. lactis biovar diacetilactis, Lb. casei), БК-Углич-ТВ (Str. thermophilus), БК-Углич-СТБ (Lb. bulgaricus, Str. thermophilus) производства ФГУП «Экспериментальная биофабрика» Россельхозакадемии, г. Углич; кефирной закваски, ООО «Молочный комбинат «Ставропольский», г. Ставрополь; LAT CW L (Lac. lactis subsp. lactis, Lac. lactis subsp. cremoris, Lac. lactis subsp. lactis biovar diacetilactis) производства ООО «Лактина», ЭКОКОМ Болгария; а так же образцы кисломолочного мороженого. стабилизаторы кремодан SE-406 (моно- и диглицериды жирных кислот - Е 471, гуаровая камедь Е 412, карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль - Е 466, каррагинан - Е 407), кремодан SE-40 (моно- и диглицериды жирных кислот - Е 471, камедь рожкового дерева - Е 410, гуаровая камедь -Е 412, каррагинан - Е 407), производства Даниско, Дания;
В качестве пребиотической добавки были использованы: промышленно выпускаемые концентраты лактулозы «Лактусан» (производства Фелицита Холдинг, Россия) и «Дюфалакт» (производства SOLVAY PHARMA, Веесп, Нидерланды). Характеристика концентратов лактулозы представлена в таблице 2.1. препараты галактоолигосахаридов (ГОС) 2 видов: с массовой долей активного вещества 27 и 43 % (ГОС-1 и ГОС-2 соответственно), производство King-Prebiotics, New Francisco (Yunfu) Biotechnology Corporation, Китай. Показатели использовавшихся препаратов ГОС сведены в таблицу 2.2. препарат инулина (порошок цикория), торговая марка «Frutafit IQ», производство «Sensus», Roosendal, Нидерланды, содержание инулина не менее 90 %. Характеристика препарата инулина представлена в таблице 2.3.
В настоящей работе в процессе реализации задач экспериментов, определения физико-химических, микробиологических показателей сырья и готовой продукции, использовались стандартные и общепринятые методики, удовлетворяющие целям исследований.
В ходе экспериментальных исследований были использованы следующие приборы и оборудование: весы лабораторные общего назначения с метрологическими характеристиками по ГОСТ 24104-88, с наибольшим пределом взвешивания до 200 г и поверочной ценой деления не более 2 мг (для взвешивания реактивов) [35];
Для отделения жиров и белков 1 см3 смеси помещали в центрифужную пробирку и центрифугировали 15 мин при 13 400 об/мин. Затем отбиралась 350 мкл надосадочной жидкости, которую пропускали через фильтр с размером пор 0,2 мкм очищенного раствора и отправляли на анализ.
Анализ проводился на жидкостном хроматографе LC-20 Prominence (SHIMADZU, Япония) с рефрактометрическим и УФ-детекторами. Режим хроматографирования: колонка Luna NH2 250x4,6 мм (Phenomenex, США); подвижная фаза - ацетонитрил: бидистиллированная вода 80:20 об/об; скорость потока - 2,5 см3/мин; температура термостата - 60 С. Обработка хроматографических данных осуществлялась на программе LabSolutions для Windows.
Определение антиоксидантной активности проводили на приборе «ЦветЯуза-01-АА» [135].
Для проведения исследований готовили раствор галловой кислоты с массовой концентрацией 1 г/дм3. На аналитических весах взвешивали (0,0510 ± 0,0001), г галловой кислоты, добавляя 30 см3 элюента. После растворения галловой кислоты содержимое стаканчика количественно переносили в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводили объем до метки элюентом и тщательно перемешали. Срок хранения раствора в холодильнике - 2 недели при температуре (4 ± 1) С.
Далее из полученного раствора готовили раствор галловой кислоты с массовой концентрацией 100 мг/дм3, для этого в мерную колбу вместимостью 10 см3 пипеточным дозатором вносили 1 см3 исходного раствора галловой кислоты, доводили объем до метки элюентом и тщательно перемешивали.
Для приготовления элюента в мерную колбу вместимостью 1000 см3 наливали 700 см3 бидистиллированной воды, добавляли 150 мм3 концентрированной ортофосфорной кислоты, доводили до метки бидистиллированной водой до метки и тщательно перемешивали. Установку, включение и подготовку анализатора и регистрирующего устройства осуществляли в соответствии с руководством по эксплуатации [135]. Перед началом исследований осуществляли градуировку анализатора по галловой кислоте. Для построения градуировочного графика галловой кислоты последовательно регистрировали сигналы градуировочных растворов галловой кислоты, в порядке возрастания их концентрации.
Влияние лактулозы на свойства кисломолочного мороженого
. Избыток свободных радикалов образуется в результате неправильного питания, плохой экологии, стрессов, курения. Снижение антиоксидантного статуса организма может снизить иммунитет, привести к возникновению и развитию многих патологических процессов, в частности заболеваний желудочно-кишечного тракта и связанных с ним органов. Появление избытка свободных радикалов является как следствием действия патогенной микрофлоры, так и загрязнения воды, воздуха, всевозможных излучений. Кроме того, недостаток антиоксидантов может привести к онкологическим заболеваниям [42].
Легкоусвояемые кисломолочные продукты обладают целым рядом полезных свойств. Их преимущество перед другими молочными продуктами состоит в том, что они обладают антагонистической активностью по отношению к патогенным микроорганизмам и в то же время благотворно влияют на природную микрофлору, они улучшают обмен веществ, стимулируют выделение желудочного сока, возбуждают аппетит. В последнее время появляются сообщения об обнаружении у некоторых молочнокислых бактерий антиоксидантных свойств, которых сохраняются и даже усиливаются в составе пищевых продуктов, ферментированных или обогащенных ими [191, 192]. В ряде исследований была показана способность различных штаммов молочнокислых бактерий подавлять процессы перекисного окисления липидов микросом и липопротеидов низкой плотности, захватывать свободные радикалы, усиливать экспрессию генов ферментов антиоксидантной защиты в различных тканях и повышать их антиоксидантную емкость [150, 153, 176].
Наиболее хорошо документированы положительные эффекты пробиотиков и пробиотических продуктов при профилактике и лечении хронических воспалительных и инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта [153, 157, 158, 165]. В то же время накапливаются доказательства их значительно более широкой функциональной активности: наряду со способностью нормализовать функции кишечной микрофлоры пробиотики могут способствовать повышению иммунитета, ослаблению проявлений пищевой аллергии, облегчить симптомы непереносимости лактозы, оказывать гипохолестеринемическое, антиканцерогенное и антимутагенное действие [174, 188].
В работе [41] были исследованы антиоксидантные свойства пробиотических препаратов Нормофлорина-Л и Нормофлорина-Б, разработанных ООО «Бифилюкс» (Москва). Они содержат живые активные лакто- и бифидобактерии в концентрации 1010 КОЕ в 1 смЗ биопрепарата. Данные биокомплексы применяются для нормализации микрофлоры кишечника и профилактики дисбактериоза. Установлено, что исследованные биокомплексы Нормофлорин-Л и Нормофлорин-Б проявляют высокую антиоксидантную активность, что расширяет возможности их применения при использовании в профилактических и терапевтических целях.
В работе [128] проводилось изучение антиоксидантных эффектов штаммов с доказанными пробиотическими свойствами и нашедших применение в производстве кисломолочных продуктов (L. casei 114001, L. fermentum МЕ-3). Автором установлено, что представители L. casei и L. fermentum МЕ-3 проявляли максимальную антиоксидантную активность и в модельной системе индуцированного ПОЛ (перекисное окисление липидов) микросом: они подавляли ПОЛ на 57,9 - 89,5 %, в то время как остальные штаммы - не более чем на 17,9 %. Получены результаты о том, что штаммы L. casei 114001 и L. casei 114001 в составе пробиотического напитка сохраняют свою антиоксидантную активность и оказывают благоприятное влияние на антиоксидантный статус организма.
Среди многочисленных видов лактобацилл, применяемых в производстве лечебно-профилактических пищевых продуктов и иммунобиотических препаратов, ведущая роль принадлежит виду L. acidophilus [39, 40, 42]. Любые проявления дисбактериоза у человека обязательно затрагивают данный вид лактобацилл. Штаммы этого вида лактобацилл применяют в качестве антиоксидантов и средств, способных понижать липидную пероксидазу.
Таким образом, анализ литературы показал, что использование пробиотических молочнокислых бактерий в ферментированных молочных продуктах может приводить к увеличению их антиоксидантной активности. Однако в опубликованных исследованиях отсутствуют сведения об антиоксидантной активности сквашенных смесей для кисломолочного мороженого. В связи с этим целью данного этапа работы было определение антиоксидантной активности смесей для мороженого, сквашенных с использованием заквасок БК-Углич-АВ (Lb. acidophilus), БК-Углич-№7К (Lac. spp., Lb.casei), БК-Углич-СТБ (Lb. bulgaricus, Str. thermophilus).
Для проведения исследований приготовили смеси для кисломолочного мороженого по рецептуре, представленной в разделе 3.2. Контрольную смесь не сквашивали. Ферментацию опытных смесей проводили до титруемой кислотности (75 ± 5) Т в течение (6- 10) часов при оптимальных для развития заквасочной микрофлоры температурах. Образцы смесей для кисломолочного мороженого обладали высокой вязкостью, которая не позволяла провести измерения, поэтому осуществили разведение смесей в 20 раз бидистиллированной водой. Полученные результаты были пересчитаны и обработаны.
Суммарную концентрацию антиоксидантов в смеси для кисломолочного мороженого определяли на жидкостном хроматографе Цвет Яуза-01-АА с амперометрическим детектором в пересчете на галловую кислоту. Результаты измерений представлены на рисунке 4.6.
Анализ результатов эксперимента показал, что самую высокую антиоксидантную активность проявила смесь, сквашенная бактериальным концентратом БК-Углич-АВ моновидовой культуры L. acidophilus, причем значение этого показателя было в 2,1 раза выше, чем в контрольном образце, в 2,4 раза выше, чем в смеси, сквашенной БК-Углич-№7К (Lac. spp., Lb.casei), и в 1,5 раза выше, чем в образце, полученном с использованием БК-Углич-СТБ (Lb. bulgaricus, Str. thermophilus).
Влияние вида заквасочной микрофлоры на антиоксидантную активность смесей для мороженого
В ходе расчетов установлено, что при сохранении рентабельности производства на уровне аналогов удорожание кисломолочного мороженого, обогащенного лактулозой и инулином «иНуЛО» составит на 14 руб / 1 кг или на 92 коп. / 65 г. Однако повышение цены является оправданным, поскольку кисломолочные продукты с лактулозой обладают полезными свойствами и высокими качественными показателями.
Для привлечения внимания как можно большего количества потенциальных потребителей в рамках данной работы предложены варианты упаковки и рекламного сопровождения кисломолочного мороженого, обогащенного лактулозой и инулином (приложение 11). Так же привлечь внимание потребителей с традиционными вкусами можно, расфасовав мороженое в виде рожка, с комбинированием слоев кисломолочного белого слоя с освежаюшим вкусом и шоколадного темного слоя сливочного или пломбира с мягким сливочным традиционным вкусом. С целью расширения ассортиментного ряда мороженого также рекомендуется использование натуральных фруктов, орехов и овощей, маскирующих и дополняющих вкус кисломолочной основы.
Основные направления получения новых видов мороженого для здорового питания связаны с уменьшением калорийности и внесением разнообразных функциональных компонентов, в т.ч. пробиотиков и пребиотиков. К широко применяемым и перспективным для применения в мороженом пребиотикам относятся лактулоза, галактоолигосахариды и инулин. Как показали теоретические и экспериментальные исследования, их использование в технологии кисломолочного мороженого дает возможность не только расширить ассортимент функциональных продуктов, но и получить ряд положительных эффектов на процессы получения и свойства готового продукта.
В ходе проведения работы были получены следующие основные результаты и выводы:
Теоретически и экспериментально обоснован выбор заквасок и пребиотических компонентов для новых видов кисломолочного мороженого.
Исследовано влияние лактулозы, галактоолигосахаридов и инулина на развитие и выживаемость мезофильных лактококков закваски LAT CW L. Полученные результаты показали возможность использования этих пребиотиков в технологии кисломолочного мороженого для улучшения его органолептических и микробиологических характеристик.
Добавление 3% сиропа лактулозы позволяет увеличить вязкость смесей для мороженого, снизить содержание сахарозы, положительно влияет на сохранение жизнеспособности микрофлоры бактериальной закваски LAT CW L после фризерования и в процессе хранения мороженого.
Применение галактоолигосахаридов и инулина положительно влияет на реологические характеристики сквашенных смесей для мороженого, их вкус и консистенцию, повышает выживаемость микроорганизмов бактериальной культуры LAT CW L при низкотемпературном хранении мороженого.
Установлены закономерности изменения свойств смесей для мороженого при ферментации разными видами заквасок. Показано, что концентраты БК-Углич-АВ {Lactobacillus acidophilus), БК-Углич-№7К (Lactococcus lactis spp., Lactobacillus casei) и БК-Углич-СТБ (Str. thermophilus, Lactobacillus bulgaricus) являются наиболее перспективными с точки зрения времени сквашивания смесей и накопления биомассы.
Выявлены закономерности влияния массовой доли сахарозы на развитие выбранных заквасочных культур в смесях для мороженого, исследована их антиоксидантная активность. Обоснован выбор закваски БК-Углич-АВ (Lactobacillus acidophilus), применение которой позволяет провести процесс ферментации смеси до титруемой кислотности 70-90 Т в течение 4-6 часов, при этом количество живых клеток заквасочной микрофлоры достигает уровня 108 КОЕ/г, необходимого для обеспечения нормируемых микробиологических показателей кисломолочного мороженого, а также придавать сквашенным смесям для мороженого повышенную антиоксидантную активность и хорошие органолептические показатели.
Изучено влияние лактулозы и инулина на процессы получения и качественные характеристики кисломолочного мороженого, полученного с использованием L. acidophilus. Получена математическая зависимость, адекватно описывающая влияние лактулозы и времени хранения на выживаемость молочнокислых микроорганизмов в кисломолочном мороженом в процессе длительного хранения. Установлено, что внесение 2% инулина положительно влияет на взбитость и сопротивляемость к таянию кисломолочного мороженого. Комбинированное применение инулина и лактулозы в технологии кисломолочного мороженого позволяет улучшить консистенцию и вкус, а также повысить выживаемость микрофлоры закваски в процессе хранения мороженого и продлить срок годности.
Разработаны рецептуры и определены оптимальные параметры процессов получения трех видов кисломолочного мороженого с лактулозой, инулином и лактулозой. Разработана техническая документация, проведены опытно-промышленные выработки кисломолочного мороженого с пребиотическими компонентами, которые подтвердили воспроизводимость разработанных технологий. В рамках реализации программы СТАРТ «Разработка технологии и организация производства био-кисломолочного мороженого с функциональными ингредиентами» (№ гос. контракта 12062р/22866) организовано производство нового вида кисломолочного мороженого с L. acidophilus и лактулозой.
Разработана система контроля процессов производства, проведены расчеты себестоимости новых видов мороженого и оценка экономической эффективности их производства
Результаты исследований позволяют предположить, что к перспективным направлениям дальнейшего совершенствования технологии кисломолочного мороженого относится применение новых видов и штаммов микроорганизмов с доказанными пробиотическими свойствами, других видов пребиотических компонентов с необходимыми функционально-технологическими характеристиками, применение новых форм фасовки и комбинаций с традиционными видами мороженого.