Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор 11
1.1. Применение растительного сырья в производстве молочных продуктов 11
1.2. Технологические аспекты применения тыквы и продуктов ее переработки в молочных продуктах 21
1.3. Оценка качества молочной продукции, содержащей плодовое сырье 24
1.4. Способы фальсификации молокосодержащих продуктов и современные методы их обнаружения 26
1.5. Молекулярные маркеры, используемые для видовой идентификации растений 33
Заключение по 1 главе 40
Глава 2 Организация эксперимента. Объекты и методы исследований 42
2.1. Организация эксперимента. Объекты исследований 42
2.2. Методы исследований 46
Маркетинговые исследования
Глава 3 Потребительских предпочтений в отношении молочной продукции 52
Заключение по 3 главе 62
Глава 4 Товароведная характеристика и оценка качества плодов тыквы и продуктов их переработки 63
4.1 Товароведная характеристика и оценка качества плодов тыквы твердокорой сорта Адажио 63
4.2 Приготовление тыквенного пюре и оценка его качества согласно требованиям нормативных документов 67
Заключение по 4 главе 71
Глава 5 Разработка и оценка качества молочного продукта (мусса творожного) на основе плодов тыквы 73
Заключение по 5 главе 90
Глава 6 Идентификация тыквы в муссе творожном на основе ПЦР 91
6.1. Поиск нуклеотидных последовательностей и филогенетический анализ геномов Cucurbita с использованием базы Genbamk 91
6.2. Конструирование универсальных праймеров для анализа методом ПЦР 93
6.3. Определение оптимальных параметров амплификации видоспецифичной ДНК тыквы 96
Заключение по 6 главе 98
Глава 7 Апробация результатов по идентификации плодов тыквы в полуфабрикате и разработанном молочном продукте 100
Заключение по 7 главе 104
Заключение 105
Выводы 111
Список использованной литературы 114
Приложения 149
- Применение растительного сырья в производстве молочных продуктов
- Потребительских предпочтений в отношении молочной продукции
- Разработка и оценка качества молочного продукта (мусса творожного) на основе плодов тыквы
- Апробация результатов по идентификации плодов тыквы в полуфабрикате и разработанном молочном продукте
Применение растительного сырья в производстве молочных продуктов
Ассортимент молочных продуктов и продуктов переработки молока широк и разнообразен. Промышленный и торговый ассортимент молочных продуктов формируется по ряду признаков, основными их которых являются сырьевой, технологический, комбинированный.
Как отмечает ВНИИ молочной промышленности, развитие потребительского рынка в последние годы характеризуется значительным расширением ассортимента молочной продукции за счет продуктов с так называемым сложным сырьевым составом – продуктов молокосодержащих. В них вводят ингредиенты растительного происхождения - растительные жиры, белки взамен молочного жира и белка, различные сложные полисахариды, обладающие структурообразующими свойствами и пищевые добавки, формирующие органолептические характеристики. Причем ассортимент молокосодержащих продуктов охватывает практически все виды молочной продукции - от цельномолочной до консервной. По мере все возрастающего дефицита молочного сырья в стране растет и выпуск таких продуктов [100].
В мировой практике молокосодержащие продукты появились давно. В конце XIX в. такими странами, как США, Австралия, Япония, Франция, Англия были запатентованы способы выработки сыров на основе обезжиренного молока и заменителей молочного жира, представляющих собой смеси растительных и (или) животных жиров. Таким способом были получены диетические сыры из цельного или частично обезжиренного коровьего, овечьего, буйволиного и козьего молока с добавлением растительного пищевого масла; продукт типа «Чеддер», в состав которого входит обезжиренное молоко и растительное масло; продукт со вкусом сыра «Рокфор», содержащий обезжиренное молоко и смесь молочного жира, кукурузного и кокосового масла.
Такие продукты, безусловно, имеют право на свое существование с точки зрения цивилизованного потребительского рынка, однако при этом у продукта должно быть свое собственное наименование и достоверная информация о его составе и свойствах. На сегодняшний день для изготовления качественных молокосодержащих продуктов имеются все условия. К ним относят:
- наличие современной технической базы в отрасли;
- высокоразвитое производство пищевых добавок, позволяющих получать молокосодержащий продукт с потребительскими характеристиками, максимально приближенными к молочным продуктам;
- наличие объективных методов контроля их состава и системы стандартизации этих продуктов, что даст возможность своевременного выявления недобросовестных производителей;
- современный научный уровень разработок ингредиентов для молокосодержащих продуктов, проводимых как отраслевыми институтами, так и компаниями их производящими [161].
Что касается системы стандартизации, с 2007 года определены термины молочной продукции и даны им определения. Согласно ГОСТ Р 52738-2007 молочный продукт - это пищевой продукт, произведенный из молока и/или его составных частей без использования немолочных жира и белка и в составе которого могут содержаться функционально необходимые для переработки молока компоненты [66].
Молочный составной продукт согласно данного ГОСТа - это пищевой продукт, произведенный из молока, молочных продуктов без добавления или с добавлением побочных продуктов переработки молока и немолочных компонентов, которые добавляются не в целях замены составных частей молока. При этом в этом готовом продукте составных частей молока должно быть более 50%, в мороженом и сладких продуктах переработки молока - более 40%.
Молокосодержащий продукт - пищевой продукт, произведенный из молока, и/или молочных продуктов, и/или побочных продуктов переработки молока и немолочных компонентов в соответствии с технологией, которой предусматривается замена молочного жира в количестве его массовой доли не более 50% от жировой фазы заменителем молочного жира и допускается использование белка немолочного происхождения не в целях замены молочного белка, с массовой долей сухих веществ молока в сухих веществах готового продукта не менее 20% [66].
На сегодняшний день развитие рынка молокосодержащих продуктов движется по пути их переноса из обычных заменителей молочных продуктов в продукты функционального питания, специализированного назначения, отличающиеся научно обоснованными рецептурами и свойствами, содержащими добавки целевого назначения. Это связано с тем, что молокосодержащие продукты за счет обогащающих добавок растительного происхождения, содержащих витамины, микро и макроэлементы, пектины и пищевые волокна, полиненасыщенные жирные кислоты, природные антиоксиданты, обладают повышенной пищевой и биологической ценностью [161].
Одним из перспективных направлений развития ассортимента молокосодержащих продуктов является применение растительного сырья, о чем свидетельствуют ряд научных разработок, связанных с обоснованием использования растительного сырья в производстве; с исследованием функциональной направленности молочных продуктов на основе различных видов растительного сырья; совершенствованием технологий и улучшением пищевой ценности и качественных показателей [4, 89, 92, 111, 133, 146,155, 178, 182, 194, 195].
Об актуальности разработок сбалансированных продуктов на основе комбинирования молочного и растительного сырья отмечают ученые Волгоградской государственной молочно-хозяйственной академии им. Н.В. Верещагина, где также проводятся исследования по применению бобовых наполнителей, характеризующихся высокой долей белка, в технологии молочных продуктов [156].
В Тимирязевской сельскохозяйственной академии ведутся исследования по разработке продуктов детского пиния на молочной основе с фруктово-ягодными и овощными добавками, показано, что данные продукты обладают повышенной биологической ценностью [105].
Обогащение рациона питания населения России качественными, безопасными и сбалансированными по составу продуктами является одним из основных направлений социальной политики государства. В связи с этим разработка и создание новых видов молочных продуктов, в частности обогащенных физиологически функциональными ингредиентами, а также разработка методов оценки их потребительских свойств является приоритетной задачей.
Ряд экспериментальных исследований посвящен обоснованию использования растительного сырья при разработке молочных пищевых продуктов функционального назначения или направленного действия, которые позволят скорректировать продуктовый набор с учетом рекомендуемых физиологических норм. В Орловском государственном университете исследован химический состав растительных добавок, которые, были использованы для получения новых молочных продуктов функционального назначения на основе вторичного молочного сырья. В качестве растительных добавок применяли ядра грецкого ореха, ядра арахиса, листья мяты перечной, листья чабреца, зерно овса, соя, шиповник, соки морковный и свекольный. Показано, что натуральные добавки, содержащие комплекс полезных веществ - витамины, минеральные вещества, пектины, клетчатку, белки способствуют повышению пищевой и биологической ценности молочных продуктов и могут быть рекомендованы для употребления всем группам населения без ограничения [86]. Учеными Бейсенбаевым А.Ю., Шингиевым А.У., Шамбуловым Г.Д. разработаны освежающие напитки функционального назначения на основе молочной сыворотки с добавлением экстрактов лекарственных растений и тыквенного сока, исследованы их состав и биологические свойства.
Авторами показано, что экстракты исследуемых лекарственных растений обладают антиоксидантными свойствами благодаря содержанию флавоноидов, гидроксикоричных кислот, дубильных веществ, витаминов, растительных белков с сульфгидридными группами. Эти компоненты придают создаваемым напиткам функциональную направленность [6].
В Южно-Казахстанском государственном университете им. М.О. Ауэзова проведены исследования по разработке технологии функциональных видов мороженого с использованием растительного сырья. Изучены показатели качества и технологические свойства мороженого с пюре из плодов бахчевых, подготовленных по предложенной технологии. Показан ряд преимуществ при введении в состав мороженого пюре из арбуза, тыквы или дыни. В готовых изделиях отмечено улучшение органолептических свойств, повышение вязкости, взбиваемости смеси мороженого. Также в образцах с плодоовощным пюре снижается уровень содержания лактозы, молочного жира, повышается уровень содержания минеральных веществ, витаминов, клетчатки, пектиновых и полифенольных веществ [101].
Потребительских предпочтений в отношении молочной продукции
Современный потребительский рынок предлагает широкий ассортимент молочных продуктов. Изучение потребительских предпочтений позволяет производителям скорректировать, прежде всего, органолептические свойства продукции и тем самым повысить потребительское восприятие новых продуктов.
Для обоснования выбора объекта исследования и вносимой растительной добавки, получения информации об осведомленности потребителя о молокосодержащих продуктах, продуктах натуральных и обогащенных и формирования ассортимента проведены маркетинговые исследования потребительских предпочтений жителей г. Кемерово в отношении молочных продуктов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- определить информированность населения г. Кемерово о молокосодержащих и молочных составных продуктах; о продуктах обогащенных и продуктах здорового питания;
- выявить отношение потребителей к молочным продуктам;
- определить частоту покупки и вид предпочитаемой продукции;
- установить основные критерии выбора и потребления респондентами молочных продуктов;
- определить категории потребителей молокосодержащих продуктов;
- выявить места покупки продукции, определить приоритеты среди производителей;
- определить мнение респондентов о целесообразности внесения в молочные продукты различных видов растительных добавок; - составить целевой портрет потребителя.
Объектами исследования являлось взрослое женское и мужское население г. Кемерово в возрасте от 18 лет и старше. Объем выборки составил 550 человек.
Социологическое исследование проводили выборочным методом, который не требует высоких материальных и временных затрат. Методом сбора информации выбрали опрос населения. Опрос проводили на предприятиях розничной торговли и улицах г. Кемерово. Использовали метод анкетирования. Анкета содержала вопросы, соответствующие вышеуказанным задачам [17, 115, 187]. Анкета приведена в Приложении №1.
При формировании выборочной совокупности применяли метод направленного отбора - квотный отбор. Для получения наиболее достоверных данных использовали квотный отбор по трем параметрам: полу, возрасту и образованию. По данным управления Росстата по Кемеровской области вычислялись квоты о социально-демографических характеристиках населения [174, 175].
Соотношение генеральной совокупностей населения г. Кемерово и выборочной совокупности респондентов показано в таблице 3.1.
Из данных таблицы видно, что выборочная совокупность полностью соответствует данным генеральной совокупности. Это позволяет получить наиболее достоверные результаты исследования и дает возможность распространить полученные сведения на все население г. Кемерово.
При этом ежедневно употребляют молочную продукцию 80% респондентов, более одного раза в неделю 18%, реже раза в месяц 2%. Важность употребления молочных продуктов в своем рационе отметили все респонденты (рис. 3.1). При этом как «очень важное значение» отметило 79% респондентов (из них женщины 87% и мужчины 13%), как «важное» отметили 68% мужчин. Таким образом, важность молочных продуктов в рационе отмечают как мужчины, так и женщины почти всех возрастных категорий.
При выборе молочных продуктов респонденты отмечают как главные критерии выбора вкусовые характеристики, полезность и цену. При ответе на данный вопрос можно было отмечать несколько важных для потребителей критериев. Данные представлены на рис.3.2.
Из полученных данных видно, что для женщин наиболее значимыми критериями являются полезность (98%), состав (78%) и низкая калорийность (80%), упаковка для женщин не является основным критерием выбора, для мужчин напротив, упаковка является важным критерием выбора (63%), а низкая калорийность важна для небольшого количества респондентов мужчин. Как для мужчин, так и для женщин, цена также является важным критерием выбора. Следует отметить, что современный потребитель знакомится с информацией о составе продукции – это отметили 78% респондентов женщин и 34% мужчин.
При этом 96% респондентов отметили, что предпочитают отечественную продукцию. Очевидно, это связано с тем, что на потребительском рынке г. Кемерово ассортимент импортной молочной продукции ограничен и отличается завышенной ценой.
В связи с появлением на потребительском рынке молокосодержащих продуктов было интересно выявить информированность респондентов о таких продуктах, о знании отличительных особенностей молочных составных и молокосодержащих, обогащенных молочных продуктов.
На вопрос «Знаете ли Вы, что такое молокосодержащие продукты?» только 43% респондентов ответили утвердительно. 71% респондентов знают о молочных составных продуктах. При этом 42% респондентов готовы заменить молочный продукт на молокосодержащий при условии, что последний полезен для здоровья. Об обогащенных продуктах знают и считают их полезными в среднем 83%, в основном это женщины от 35 лет и старше. При этом приобретают обогащенные молочные продукты 87% (данные представлены на рис. 3.3.).
Большинство респондентов приобретают и отмечают готовность употреблять молочные продукты с натуральными растительными компонентами, так как ассортимент таких продуктов на потребительском рынке достаточно разнообразен и такие продукты приобрели популярность (42%). На втором месте по популярности обогащенные витаминами молочные продукты, их отметили 17% женщин и 15% мужчин в возрасте от 25 до 35 лет. Следовательно, потребителю далеко небезразлично, какие биологически ценные вещества, привнесенные в молочные продукты, обеспечивают их заданные потребительские свойства.
Установлено, что возрастные категории потребителей старше 50 лет в своем большинстве (более 76 %) осознают необходимость обогащения продуктов дефицитными компонентами, причем устойчивые предпочтения (более 57 %) в этом проявляют потребители, начиная от 36 лет. Эта наиболее осведомленная о проблеме здорового питания группа респондентов видит в обогащенных молочных продуктах доступный и полезный для своего организма источниквосполнения дефицита значимых минеральных веществ и витаминов.
Разработка и оценка качества молочного продукта (мусса творожного) на основе плодов тыквы
Получение продукта с повышенной биологической и пищевой ценностью, с улучшенными органолептическими и физико-химическими показателями качества позволит не только расширить ассортимент молочных продуктов на основе натурального овощного сырья, но и удовлетворить возрастающий потребительский спрос на продукты «здорового питания». Молочные продукты с растительными добавками рекомендуют использовать для массового питания, а также для питания людей, проживающих в неблагоприятных экологических условиях [75, 90, 114, 125, 126, 156].
В литературе имеются сведения о применении растительных добавок в производстве молочных продуктов.
Сорокиной И.А., Сухаревой Т.Н. и др. разработан способ получения молочного продукта функционального назначения с тыквой [142].
Предложена композиция для получения функционального молочного продукта на основе муки «Витозар», масла амаранта и тыквы. Тыкву используют в количестве до 2% [144].
Рыльской Л.А. разработана композиция для производства замороженного десерта с использованием тыквы [143]. Тыква используется в виде муки, которую получают путем резки мякоти тыквы на кусочки с последующей сушкой под действием инфракрасного излучения при температуре 55-60C до остаточной влажности 5% и измельчением до размера частиц не более 100 мкм. Использование инфракрасной сушки для мякоти тыквы позволило сохранить ценные компоненты в нативном состоянии. Известен патент «Композиция для получения мороженого».
Мороженое содержит пюре тыквы, абрикосовый сок с мякотью, йодированный мел, активизированный фотолизом, лимонную кислоту, сахар, стабилизатор и воду [140].
Известен патент «Способ производства крема творожного». Способ предусматривает пастеризацию молока жирностью 1,5%, в которое после охлаждения до температуры 34-35 С вносят рецептурные ингредиенты, в том числе экстракт пророщенных семян тыквы [141].
Существуют научные исследования и разработки различных технологий производства муссов. Мусс – это продукт молочный или молокосодержащий, это взбитый, сохраняющий структуру пищевой продукт.
Согласно ГОСТ Р 52738-2007 «Молоко и продукты переработки молока. Термины и определения» мусс можно отнести к творожному продукту.
В частности А.Ю. Просековым разработаны рецептуры муссов творожных с фруктовыми наполнителями из банана, апельсина, кураги, лимона [152]. А.Ю. Просековым с соавторами разработана технология получения мусса молокосодержащего – нового гипоаллергенного функционального продукта [154]. Б. С. Есеналиновой с соавторами предложена технология производства молочных десертов со взбитой структурой - сливочного мусса с добавлением овсяной муки [84]; Е. А. Плехановой с соавторами разработан взбитый десерт на основе молочной сыворотки с пищевыми волокнами CITRI-FI [20]; О.В. Дымар научно обосновал и разработал мусс на молочной сыворотке с фруктовыми порошками [81]; Т. Л. Остроумовой с соавторами разработана композиция и способ производства мусса творожного [139, 167].
Применение тыквы в производстве молочных продуктов позволяет повысить пищевую ценность готовых продуктов, разнообразить органолептические характеристики, расширить ассортимент молочных продуктов функционального назначения. Однако с целью удешевления продукта недобросовестные производители могут фальсифицировать продукт путем замены заявленной растительной добавки менее дорогим и малоценным сырьем, а также путем имитации растительного сырья искусственными красителями и ароматизаторами [151].
В данной главе представлены результаты исследований по обоснованию рецептуры и технологии производства молочного продукта – мусса творожного с применением пюре тыквы. С тыквенным пюре в продукт вносятся соли калия, обладающие мочегонным действием, большое количество пектина, способствующего выведению из организма холестерина. Малое содержание клетчатки при богатом наборе питательных веществ позволяет рекомендовать тыкву для включения в рацион питания при многих воспалительных процессах.
При разработке рецептур учитывали пищевую ценность тыквы и продуктов ее переработки, вкусовую совместимость сырьевых компонентов, пищевую ценность готового продукта, данные ранее проведенных исследований.
Задачи данного этапа исследований:
- разработка рецептуры и технологии молочного продукта с использованием пюре тыквы;
- оценка качества разработанного продукта по органолептическим, физико-химическим показателям качества и показателям безопасности;
- разработка технической документации на мусс творожный с пюре из тыквы.
Для разработки мусса творожного с наполнителем из тыквы в качестве исходных компонентов использовали: творог обезжиренный, молоко сухое обезжиренное, воду, желатин, цитрат натрия, сахар, пюре из тыквы. В ходе разработки рецептуры подбирали оптимальные концентрации ингредиентов, обеспечивающие высокие органолептические и физико-химические показатели качества готового продукта. Модельные образцы готовили с различным количеством пюре из тыквы, %: 0; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45. В качестве основы и контрольного образца служил мусс творожный без внесения тыквы. Рецептура контрольного образца мусса творожного включала (масса, %): творог обезжиренный -35,0; молоко сухое обезжиренное - 6,0; сахар - 20,0; желатин - 1,5; вода - 37,5. Содержание сухих веществ контрольного образца составляет 34 %.
Творог, используемый для приготовления модельных образцов, имел характеристики, соответствующие требованиям ГОСТ 31453-2013 «Творог. Технические условия» [47]:
органолептические - внешний вид и консистенция: мягкая, рассыпчатая, с наличием частиц молочного белка, с незначительным выделением сыворотки; цвет: белый, равномерный по всей массе; запах и вкус: чистые, кисломолочные, без посторонних привкусов и запахов;
физико-химические - кислотность - не более 2400Т, массовая доля влаги - не более 80 % .
Органолептические показатели образцов муссов оценивали по 20-балльной шкале, учитывая следующие: вкус, запах, цвет, консистенция и внешний вид. Максимальный балл для каждого показателя составлял 5. При оценке продукта от 18,5 до 20 баллов категория качества определяется «отлично», при оценке от 16,5 до 18, 4 баллов - «хорошо», при оценке 16-14 баллов «удовлетворительно», ниже 13,5 снимается с дегустации (дегустационный лист приведен в приложении №2).
Данные дегустационной оценки образцов муссов творожных с пюре из тыквы представлены в таблице 5.1.
Анализ органолептических показателей образцов мусса творожного с пюре из тыквы показал, что образец №8 имеет однородную, нежную консистенцию, в меру плотную, без наличия ощутимых частиц плодов, полностью отвечающие требованиям нормативных документов (5 баллов), не насыщенный однородный цвет (5 баллов), вкус чистый, с приятной кислинкой (5 баллов), запах тыквы еле ощущается (5 баллов). Общее впечатление о муссе -20 баллов. Образец мусса №8 с внесением 35% тыквенного пюре имел самые высокие баллы органолептической оценки и оценивался на «отлично». При дальнейшем увеличении количества тыквы до 40% (образец №9) и 45% (образец №10) наблюдается увеличение интенсивности аромата и специфического привкуса тыквы во вкусе, консистенция с ощутимыми частицами наполнителя, за что соответственно общий балл образца №9 составил 19,6,а образца №10 – 18,3.
Полученные данные свидетельствуют о целесообразности внесения в рецептуру мусса творожного количества тыквенного пюре в пределах 35%. Дальнейшее увеличение количества добавки приводит к усилению специфического вкуса, снижению балловой оценки образца и считается нецелесообразным.
Апробация результатов по идентификации плодов тыквы в полуфабрикате и разработанном молочном продукте
На современном этапе развития общества в условиях ускоренных темпов развития сырьевой и технологической базы все больше внимания уделяется качеству продуктов питания, в связи с чем, идентификация растительных ингредиентов в сложных многокомпонентных пищевых системах с использованием современных и надежных методов анализа является актуальной.
В данной главе представлены результаты по апробации оптимизированного метода ПЦР с использованием разработанных праймеров на основе гена matK хлоропластного генома и праймеров, разработанных авторами Heather R. Kates, Pamela S. Soltis, Douglas E. Soltis (США) на основе ядерного маркера CUTC023408 Cucurbita pepo var. ozarkana isolate PARL-13_1.
При постановке эксперимента руководствовались схемой, разработанной Ю.В. Голубцовой [30], адаптированной для идентификации плодов тыквы (рис.7.1). Для выделения ДНК применяли метод, основанный на сорбции преимущественно высокомолекулярной фракции нуклеиновых кислот на частицах сорбента (силики) с использованием коммерческого набора «Сорб-ГМО-А». Использование коммерческого набора для получения препаратов не требует определения концентрации ДНК в них и дополнительного разбавления и их можно сразу использовать для проведения ПЦР.
При экстракции ДНК пользовались протоколом, представленным в методическом руководстве по идентификации плодово-ягодного сырья в продуктах питания методом ПЦР [30].
Реакцию амплификации проводили на термоциклере «Терцик» (НПФ «ДНК-Технология», Россия). Режим амплификации приведен в таблице 7.1.
Электрофореграмма качественного определения наличия фрагментов видоспецифичной ДНК тыквы в пюре и муссе творожном представлена на рисунках 7.2., 7.3.
Результаты электрофореграмм показывают, что плоды тыквы идентифицируются в пюре и муссе творожном при использовании праймеров, синтезированных как на основе гена matK хлоропластного генгома, так и на основе ядерного маркера CUTC023408. На электрофореграммах отмечаются четкие полосы, соответствующие молекулярной массе длин ампликонов используемых праймеров (297 bp – для фрагмента гена matK, 231 bp – для фрагмента ядерного маркера CUTC023408).
Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать для идентификации плодов тыквы в пищевых продуктах классический метод ПЦР с определением продуктов амплификации в агарозном геле с использованием праймеров, разработанных на основе гена matK хлоропластного генома и ядерного маркера CUTC023408.
Разработанная и утвержденная техническая документация (ТУ9282-250-020683315-2018 и ТИ 9282-250-020683315-2018 на «Мусс творожный с пюре из тыквы») включает комплект документов по видовой идентификации тыквы на основе ПЦР (приложения 5, 6).