Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Пахта как сырье для молочной промышленности 10
1.1.1. Химический состав и технологические свойства пахты 10
1.1.2. Направления использования пахты 21
1.2. Лактоза - основной углевод пахты 23
1.2.1. Физико-химические и технологические свойства лактозы 23
1.2.2. Причины непереносимости лактозы 29
1.3. Низколактозные продукты - решение проблемы непереносимости лактозы 32
1.3.1. Способы уменьшения содержания лактозы в молочных продуктах 32
1.3.2. Виды р-галактозидаз, их свойства
1.4. Методы определения содержания лактозы в молочных субстратах 44
1.5. Пищевые добавки
1.5.1. Ванилин кристаллический 45
1.5.2. Цикорий растворимый 47
1.6. Выводы по обзору литературы 48
2. Объекты и методы исследования 50
2.1. Организация проведения исследований 50
2.2. Объекты исследований 50
2.3. Методы исследований з
З. Результаты исследований 65
3.1. Подбор методов определения степени гидролиза лактозы в пахте 65
3.1.1. Определение степени гидролиза лактозы в пахте и обезжиренном молоке йодометрическим и крио-скопическим методами 65
3.1.2. Определение степени гидролиза лактозы в пахте и обезжиренном молоке криоскопическим методом
и методами ферментативного анализа и ВЭЖХ 67
3.2. Исследование лактазной и протеолитической активности ферментного препарата «Максилакт» в зависимости от концентрации ионов натрия и рН 70
3.3. Электрофоретические исследования белков пахты и пахты низколактозной 75
3.4. Исследование технологических свойств препарата «Максилакт» в пахте 77
3.4.1. Изучение влияния температуры ферментации и экспозиции на лактазную активность препарата «Максилакт» 77
3.4.2. Исследование влияния дозы препарата «Максилакт» и экспозиции на его активность 79
3.4.3. Исследование влияния рН на лактазную активность препарата «Максилакт» 87
3.4.4. Исследование влияния протеиназ на лактазную активность препарата «Максилакт» 89
3.4.5. Сравнительное исследование динамики гидролиза лактозы в различных молочных субстратах 92
3.5. Подбор пищевых добавок для производства низколак тозных напитков из пахты 94 3.6. Исследование минерального и витаминного состава пахты, пахты низколактозной и напитков из пахты низ-колактозной 98
3.7. Разработка технологии напитков из пахты низколактозной 101
3.7.1. Технологическая схема производства напитков из пахты низколактозной 102
3.7.2. Выбор и обоснование режимов тепловой обработ ки напитков из пахты низколактозной после ферментации 103
3.8. Исследование микробиологических показателей напитков из пахты низколактозной при хранении 105
3.9. Исследования пищевой ценности напитков из пахты низколактозной
3.10. Результаты производственной проверки технологии напитков из пахты низколактозной 110
3.11. Экономическая эффективность производства напитков из пахты низколактозной 111
Выводы 114
Литература 116
Приложения
- Причины непереносимости лактозы
- Объекты исследований
- Исследование технологических свойств препарата «Максилакт» в пахте
- Выбор и обоснование режимов тепловой обработ ки напитков из пахты низколактозной после ферментации
Введение к работе
Актуальность работы. Реализация научной концепции сбалансированного питания в современных условиях жизни и деятельности человека является важной задачей. В условиях гипокинетического состояния (длительной мышечной ненагруженности и ^малоподвижного образа жизни) че-~ ловека возникают определенные сдвиги и нарушения в обмене веществ в сторону жирообразования и накопления холестерина. Поэтому большую ценность представляют те продукты, которые имеют низкую энергетическую ценность, но содержат комплекс биологически активных веществ. Из молочных продуктов этими свойствами в наибольшей степени обладают побочные продукты, полученные при переработке молока: обезжиренное молоко, пахта, молочная сыворотка.
Применение в питании этих видов сырья обеспечит более полное использование составных частей молока, позволит разработать ресурсосберегающие технологии и использовать нетрадиционное сырье.
Пахта - продукт высокой биологической ценности. Она характеризуется высоким содержанием фосфолипидов, которые обеспечивают энергетический и конструктивный обмен, поэтому рекомендуется для широкого внедрения в практику питания всех слоев населения, особенно пожилых, а также людей, занятых умственным трудом.
Наряду с этим, все большее значение приобретает решение проблемы нарушения процессов всасывания и непереваримости отдельных пищевых компонентов. Большое распространение имеет лактазная недостаточность.
Основы производства низколактозных продуктов заложены в трудах Василисиной В.В., Крашенинина П.Ф., Ладодо К.С., Свириденко Ю.Я., Смурыгина В.Ю., Храмцова А.Г. и других.
Пахта, как и молоко, содержит значительное количество лактозы, что в условиях возрастающей лактазной недостаточности сужает рамки использования этого ценного молочного продукта.
Учитывая высокую биологическую ценность пахты, высокое содержание в ней лактозы, способную вызвать аллергическую реакцию при ее потреблении, представляет интерес изучение возможности создания низколактозных напитков на основе пахты.
Работа выполнена в соответствии с планом по НИР Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В. Верещагина по теме: «Создание новых молочных продуктов на основе совершенствования качества молока, молочной продукции и методов исследования». Номер государственной регистрации 01980005175.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является разработка технологии напитков из пахты низколактозной. В связи с этим необходимо решить следующие задачи:
подобрать методы определения степени гидролиза лактозы в пахте;
исследовать лактазную и протеолитическую активность препарата «Максилакт» в зависимости от концентрации ионов натрия и рН;
исследовать технологические свойства ферментного препарата «Максилакт»;
подобрать пищевые добавки для производства напитков из пахты низ-колактозяой;
исследовать минеральный и витаминный состав напитков из пахты низ-колактозной;
разработать технологию напитков из пахты низколактозной;
исследовать изменение физико-химических и микробиологических показателей напитков из пахты низколактозной при хранении;
исследовать пищевую ценность напитков из пахты низколактозной;
провести производственную проверку технологии напитков из пахты низколактозной;
провести экономическую оценку технологии производства напитков из пахты низколактозной;
разработать НТД на напитки из пахты низколактозной.
Научная новизна работы;
Впервые путем сравнительного исследования ряда методов определения степени гидролиза лактозы выявлены наиболее приемлемые для производств (йодометрический и криоскопический); изучены технологические свойства препарата «Максилакт» в пахте, оптимизированы условия ферментации; проведено сравнительное исследование динамики гидролиза лактозы в различных молочных средах, показавшее идентичность процесса в пахте и обезжиренном молоке; впервые для условий УОМЗ ВГМХА исследована годовая динамика минерального и витаминного состава пахты, полученной способом преобразования высокожирных сливок; изучено изменение физико-химических и микробиологических показателей напитков из пахты низколактозной при хранении; исследован химический состав пахты низколактозной, установлено, что биологическая ценность белков пахты (по содержанию доступного лизина и 5-оксиметилфурфурола) и пищевая ценность (по содержанию фосфолипидов) не снижается при выработке низколактозных напитков; установлено, что за счет гидролиза лактозы возрастает сладость при неизменной энергетической ценности.
Практическая значимость. Разработана технология производства напитков из пахты низколактозной: пахта низколактозная, пахта низколак-тозная с ванилином, пахта низколактозная с цикорием. Выведена формула, пригодная для использования в производственных условиях, для расчета степени гидролиза лактозы, экспозиции и дозы ферментного препарата «Максилакт». Составлена нормативная документация на эти продукты ( ТУ 9224-004-47861181-2000 ). Рассчитана себестоимость низколактозных напитков и определена точка безубыточности каждого вида продукта.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы из
ложены в докладах и тезисах: межвузовских научно-технических конфе
ренций молодых ученых «Перспективные направления научных исследо
ваний молодых ученых Северо-Запада России» (Вологда - Молочное, 1999,
_2_000);_3-й_ международной научно-технической конференции «Пища, эко
логия, человек» (Москва, 1999);-ТіаучТю-практической " конференции
РАСХН (Углич, 2000).
Технология производства напитков из пахты низколактозной прошла производственную проверку на Государственном Унитарном предприятии Учебно-опытный молочный завод ВГМХА им. Н.В. Верещагина (ГУП УОМЗ ВГМХА).
Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 12 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы (286 источников, из них 42 иностранных) и 14 приложений. Основное содержание работы изложено на 116 страницах. Диссертация содержит 31 таблицу и 13 рисунков.
Общая схема проведения эксперимента приведена на рис. 1.
При выполнении работы использовали стандартные методы исследований: физико-химические, химические и микробиологические, и специальные: метод формольного титрования, метод электрофореза в ПААГ, йо-дометрический, криоскопический, метод ферментативного анализа, метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), метод попарного сравнения с выбором предпочитаемого образца продукта, колориметрический метод, метод тонкослойной хроматографии. Результаты исследований обработаны методами математической статистики и регрессионного анализа.
Причины непереносимости лактозы
Известно несколько способов удаления лактозы из молока и молочных продуктов [162, 258]. Это - сбраживание лактозы молочнокислой микрофлорой при производстве различных молочнокислых продуктов (напитки, творог, сыр). При этом лактоза распадается на разнообразные соединения: кислоты, спирты, эфиры, газы, но общее содержание лактозы в продукте при этом снижается [35, 36, 249]. Возможно разделение компонентов молока с освобождением лактозы, а затем вновь соединение компонентов [96, 144, 153, 170, 183, 276].
Возможно снижение содержания лактозы с помощью гидролиза до глюкозы и галактозы. Ряд авторов [7, 116, 158, 198, 219], рассматривая возможные пути развития новых процессов в молочной промышленности, указывают на гидролиз лактозы как один из наиболее перспективных. Гидролиз может быть осуществлен различными способами: тепловым, химическим, ферментативным.
Под действием тепла лактоза плавиться и разлагается до моносахаридов. Гидролиз сопровождается образованием кислот: молочной, муравьиной, про 33 пионовой, пировиноградной и др., вследствие чего продукт теряет пищевые достоинства [221]. К химическому способу гидролиза лактозы относится расщепление под действием кислот или с применением ионообменных смол [99].
Кислотный гидролиз осуществляется минеральными кислотами, например, соляной кислотой при t = (90...100)С, степень гидролиза 90% [182]. Но большой проблемой являются сильные реакции побурения, обугливания, особенно если субстрат содержит белки, за счет взаимодействия азотистых и минеральных веществ с монозами - реакция карамелизации. Полученный продукт имеет кислый вкус, поэтому требуется дополнительная операция нейтрализации. В промышленности кислотный гидролиз используют только для чистого лактозного сиропа или пермеата молочной сыворотки, полученного методом ультрафильтрации [1, 246, 265]. Сладость полученного глюкозно-галактозного сиропа составляет 85% сладости сахарозы [157]. Кислотный гидролиз используется нешироко.
Широкое распространение получают энзиматические способы гидролиза лактозы: использование свободных растворимых ферментов, находящихся в среде, или иммобилизованных, закрепленных на твердых носителях; биологические методы: использование свободных или иммобилизованных клеток микроорганизмов, продуцирующих (3-галактозидазы, например дрожжей; (3-комбинирование: сочетание методов обработки молока иммобилизованной Р-галактозидазой с ультрафильтрацией [99, 221].
Наиболее перспективным является ферментативный гидролиз лактозы с использованием как растворимых, так и иммобилизованных ферментов. Использование лактазы для гидролиза лактозы позволяет решить ряд проблем: разработка новых диетических продуктов с диетическими свойствами для людей, страдающих непереносимостью лактозы; улучшение технологических свойств получаемых глюкозно-галактозного сиропов - увеличение сладости до 70% от сладости сахарозы, улучшение растворимости до 500 мг/л, что пред от 34 вращает кристаллизацию лактозы и образование порока готовых продуктов -«песчанистость», получение смеси моноз, которые легко сбраживаются микроорганизмами и усваиваются человеком [31, 10, 11, 102,142, 162].
Впервые применять в молочной промышленности ферменты, расщепляющие лактозу, предложили в 1950 году на примере сыворотки с гидролизованной лактозой для кормления скота. Первые промышленные ферментативные препараты поступили на рынок в начале 70-х годов. В Нидерландах была начата выработка сухого молока с гидролизованной лактозой [265]. В США разработали методы иммобилизации [3-галактозидазы и изучили гидролиз лактозы в сыворотке [268, 281]. В Финляндии, Великобритании, Нидерландах, Швейцарии было освоено производство гидролизованного сывороточного сиропа [246, 256].
Использование иммобилизованных ферментов имеет ряд преимуществ: многократность использования фермента ведет к снижению расходов на фермент, повышает экономичность процесса, возможна организация непрерывного технологического производства, отсутствие фермента в готовом продукте, так как он легко выводится из реагирующего объема [15, 155, 169]. Период продуктивности одной партии иммобилизованной Р-галактозидазы на практике составляет несколько тысяч часов, что значительно снижает стоимость фермента, по сравнению с прерывным гидролизом с использованием растворимого фермента. Однако нужна определенная минимальная мощность установки, чтобы компенсировать более высокие вложения капиталов в иммобилизованный ферментативный процесс - стоимость носителя и иммобилизации [49, 82, 221].
Иммобилизованные ферменты - это вещества, в которых фермент связан с каким-либо носителем силами адсорбции или ковалентными связями, либо заключен в матрицы или микрокапсулы. Под иммобилизацией ферментов понимают их перевод в нерастворимое состояние с сохранением каталитической активности. Для получения иммобилизованных ферментов используют различные методы: ковалентное присоединение молекул ферментов к водонераство-римому носителю, захват фермента в сетку геля или полимера, ковалентная сшивка молекул фермента друг с другом или с инертными белками при помощи би- или полуфункционального реагента, адсорбция фермента на водонерас-творимых носителях, захват раствора фермента в полупроницаемые капсулы определенного размера - микрокапсулирование [60]. В результате иммобилизации ферменты приобретают преимущества гетерогенных катализаторов. Появляется возможность перевода ферментативных процессов на непрерывный режим, с использованием колонн или проточных аппаратов [50, 264, 266, 267]. Иммобилизованные ферменты более устойчивы к внешним воздействиям, чем растворимые ферменты, т.е. решается проблема лабильности (неустойчивости) ферментов [23]. Первый промышленный процесс получения безлактозного молока с использованием иммобилизованной лактазы был осуществлен в 1979 году итальянской фирмой «Сентраля дель Латте» в Милане. После 50 суток работы стабильность иммобилизованного фермента составляла 80% первоначальной [266].
Использование растворимых (3-галактозидаз имеет ряд недостатков: выделение ферментов, добавленных в реакционную смесь, невозможно из готового продукта, т.е. использование фермента одноразовое, а ферменты - это дорогостоящие биокатализаторы, что делает стоимость гидролиза с растворимым ферментом значительной; трудно создать непрерывный процесс и регулировать глубину реакции, а следовательно, невозможно остановить ее на нужной стадии; растворимые ферменты обладают низкой стабильностью и для них нужны особые условия хранения [221].
Объекты исследований
Анализ результатов, представленных в табл. 3.22, подтверждают данные табл. 3.23. Общее количество микроорганизмов в пахте на шестые сутки хране-ния превышало предельное значение этого показателя для пахты - КОЕ / см = 5-Ю4. В это же время произошло изменение органолептических показателей: пахта приобрела кислый вкус. Известно, что пороки пастеризованного молока появляются при достижении общего количества микроорганизмов от 5-10 до 108 КОЕ / см3 (281). Интенсивность роста бактерий в пахте низколактозной и напитках на ее основе была значительно меньше, чем в контрольном образце пахты. Показатель КОЕ этих напитков на третий день хранения был в 10 раз меньше, чем в контрольном образце, а на шестой день - в 100 раз.
Свежеприготовленные напитки из низколактозной пахты исследовали также на наличие бактерий группы кишечной палочки (в 1 см ), патогенных ор-ганизмов, в том числе сальмонелл (в 25 см ), дрожжей и плесеней (в 0,1 см ), протеолитических бактерий (в 0,1 см ), липолитических бактерий (в 0,1 см ), сульфит-редуцирующих клостридий (в 0,1 см ). Все данные микроорганизмы в продуктах не обнаружены. Причиной замедленной микробной порчи напитков из пахты низколак-тозной является, по-видимому, более высокое осмотическое давление в этих продуктах. Известно (уравнение 3.19), осмотическое давление зависит от молярной концентрации раствора и не зависит от вида растворенных частиц. n = C-R (Па), (3.19) где: П - осмотическое давление раствора, Па; С - молекулярная концентрация раствора, моль/дм3; R - универсальная газовая постоянная, Дж моль"1 К" ; Т - температура, К. При гидролизе лактозы до глюкозы и галактозы число осмотически активных частиц возрастает, а, следовательно, и увеличивается осмотическое давление. Оно составило: для пахты - 0,67 Па, для пахты низколактозной - 0,91 Па, т.е. в ферментативном продукте значение этого показателя было в 1,4 раза выше. На микроорганизмы оказывали ингибирующее действие также ванилин, относящийся к оксосоединениям, антисептическое действие которых известно [215], и цикорий, обладающий антимикробным действием [214].
При разработке новых видов пищевых продуктов одним из наиболее важных критериев является их безвредность. Поэтому необходимо исключить или снизить до минимума возможные вредные воздействия этих продуктов на организм человека [21].
Пищевая ценность - это комплекс свойств продуктов, обеспечивающий физиологические потребности человека в энергии и основных пищевых веществах.
Пищевую ценность пахты определяют, в первую очередь, белки, углеводы, фосфолипиды. При выработке напитков из пахты низколактозной, которая подвергается дополнительной тепловой обработке для разрушения лактазы, возможно протекание реакции меланоидинообразования (реакция Майяра). Эта реакция быстрее протекает в присутствии альдоз.
Лактоза и, особенно, альдозы - глюкоза и галактоза, легко вступают во взаимодействие с аминными группами лизина, входящего в состав белков и являющегося незаменимой аминокислотой. Образующееся соединение - фрукто-золизин, не расщепляется в желудочно-кишечном тракте человека и поэтому не усваивается. В результате уменьшается количество доступного лизина и, как следствие, биологическая ценность продукта.
Задержку ассимиляции можно рассматривать как форму токсичности. Наиболее токсичными являются продукты реакции углеводов с лизином [51, 133, 168]. К промежуточным продуктам реакции Майяра относится 5-оксиметилфурфурол (ОМФ), который отрицательно влияет на аромат молочных продуктов, а конечными являются меланоидины, окрашенные в темный цвет и имеющие специфические вкус и запах. В связи с этим, мы исследовали напитки из пахты низколактозной на содержание в них углеводов, доступного лизина и на наличие 5-оксиметилфурфурол. В пахту вносили ферментный препарат «Максилакт» в количестве 1 см3/дм3, смесь ферментировали при 35±2С и рН=6,6±0,2 в течение 2ч, подвергали тепловой обработке при 87±2С в течение 20с, охлаждали до 4±2С. Содержание углеводов и 5-оксиметилфурфурола определяли через 2ч и 5 суток хранения при этой температуре.
Большую, чем была принята нами ранее, продолжительность ферментации и более высокую температуру пастеризации выбрали намеренно, с целью установления возможного накопления продуктов термического разложения мо-ноз в случае отклонения от предполагаемого режима ферментации - 1ч. Процент гидролиза лактозы в этом случае составлял 83±2%.
Из табл. 3.24 видно, что суммарное содержание углеводов до и после гидролиза лактозы одинаково, т.е. в свежеприготовленном продукте реакция Майяра не протекала. Это же подтверждается и совпадением уровня доступного лизина в пахте и пахте низколактозной, а также отсутствием оксиметилфур-фурола [207].
Снижение содержания всех углеводов на пятые сутки хранения свидетельствовало о начале микробной порчи. Этот вывод подтверждают и результаты табл. 3.22 и 3.23.
По литературным данным [215] содержание доступного лизина в различных молочных продуктах составляет: в молоке коровьем - 261 мг/ЮОг, в молоке стерилизованном - 222, в кефире - 230 мг/ЮОг.
Исследование технологических свойств препарата «Максилакт» в пахте
Комиссия в составе: председатель -доцент кафедры органической и биологической химии Власенко Л.М.; члены комиссии, сотрудники кафедры органической и биологической химии - доцент, зав. кафедрой Охрименко О.В., доцент Ко-невец В.И., доцент Новокшанова А.Л., ст. преподаватель Лупандина А.С., ст. лаборант Каранина Н.К., сотрудники технологического коледжа - преподаватель биохимии молока и молочных продуктов Соболева Т.П., преподаватель технологии молока и молочных продуктов Медведева Э.А.; секретарь - лаборант Дурми-на С.Н. провела дегустацию напитков из пахты низколактозной с ванилином с целью определения оптимальной дозы ванилина.
На дегустацию были представлены следующие образцы продуктов: пахта, пахта низколактозная, пахта низколактозная с 0,05%) ванилина, пахта низколактозная с 0,1%) ванилина, пахта низколактозная с 0,15% ванилина.
Для оптимизации дозы ванилина в пахте низколактозной использовали метод попарного сравнения с выбором предпочитаемого образца.
По результатам дегустационной оценки наивысший бал получил продукт -пахта низколактозная с ванилином в количестве 0,05%.
Заключение комиссии: доза пищевой добавки ванилина кристаллического в количестве 0,05% признана оптимальной и рекомендована к использованию в рецептуре пахты низколактозной с ванилином.
Комиссия в составе: председатель -доцент кафедры органической и биологической химии Власенко Л.М.; члены комиссии, сотрудники кафедры органической и биологической химии — доцент, зав. кафедрой Охрименко О.В., доцент Ко-невец В.И., доцент Новокшанова А.Л., ст. преподаватель Лупандина А.С., ст. лаборант Каранина Н.К., аспирант Хайдукова Е.В.,.; секретарь - лаборант Дурмина С.Н. провела дегустацию напитков из пахты низколактозной с цикорием с целью определения оптимальной дозы цикория.
На дегустацию были представлены следующие образцы продуктов: пахта, пахта низколактозная, пахта низколактозная с 0,2% цикория, пахта низколактоз-ная с 0,4% цикория, пахта низколактозная с 0,6% цикория.
Для оптимизации дозы цикория в пахте низколактозной использовали метод попарного сравнения с выбором предпочитаемого образца.
По результатам дегустационной оценки наивысший бал получил продукт -пахта низколактозная с цикорием в количестве 0,4%.
Заключение комиссии: доза пищевой добавки цикория пастообразного в количестве 0,4% признана оптимальной и рекомендована к использованию в рецептуре пахты низколактозной с цикорием.
Комиссия в составе: председатель -доцент, зав. кафедрой технологии молока и молочных продуктов Буйлова Л.А.,; члены комиссии, сотрудники кафедры технологии молока и молочных продуктов - доцент Острецова Н.Г., доцент Грунская В.А., доцент Сорокин Ю.Ю., ст. преподаватель Заварин Ю.А., ст. преподаватель Мкртчян Е.Ю; сотрудники кафедры органической и биологической химии - доцент, зав. кафедрой органической и биологической химии Охрименко О.В., аспирант Хайдукова Е.В., секретарь - научный сотрудник проблемной научно-исследовательской лаборатории кафедры технологии молока и молочных продуктов Габриелян Д.С. провела органолептическую оценку (внешний вид, консистенция, вкус, запах, цвет) низколактозных напитков из пахты.
Представленные продукты были выработаны по технологии т рецептурам, разработанным на кафедре органической и биологической химии ВГМХА им. Н.В. Верещагина аспирантом Хайдуковой Е.В.
На дегустацию были представлены следующие образцы продуктов: пахта низколактозная, пахта низколактозная с ванилином, пахта низколактозная с цикорием.
Каждый показатель оценивался дегустатором по пятибалльной системе. Средняя балльная оценка по восьми экспертам по каждому органолептическо-му показателю представлена в таблице.
Дегустационная комиссия отметила соответствие органолептических показателей низколактозных напитков из пахты требованиям разработанной нормативно-технической документации ТУ 9224-004-47861181-2000, п.2.1.
Заключение комиссии:„предложенные низколактозные напитки из пахты: пахта низколактозная, пахта низколактозная с ванилином, пахта низколактозная с цикорием, разработанные аспирантом Хаидуковой Е.В., имеют высокие потребительские свойства и могут быть рекомендованы к внедрению в производственных условиях.
Комиссия в составе: председатель - Бурыкина И.М. - зам. директора по новой технике; члены комиссии: Черник В.П. - зам директора по производству, Розова Л.Н. - начальник производственной лаборатории, Щеме-лева М.В. - начальник ОТК, Охрименко О. В. - доцент кафедры органической и биологической химии, ХайдуковаЕ.В. - аспирант кафедры органической и биологической химии; секретарь - Горохова Т.Ю. - и.о. начальника производства составила настоящий акт в том, что была проведена дегустация нашггков из пахты низколактозной, выработанных в экспериментальном цехе по технологии и рецептурам, разработанным на кафедре органической и биологической химии ВГМХА им. Н.В. Верещагина аспирантом Хайдуковой Е.В.
Органолептическая оценка проводилась по органолептическим показателям: внешний вид, консистенция, вкус, запах, цвет. На дегустацию были представлены следующие образцы продуктов: пахта низколактозная; " пахта низколактозная с ванилином; пахта низколактозная с цикорием. 181 Дегустационная комиссия отметила, что все образцы имели хорошие органолептические показатели, соответствующие, требованиям нормативно-технической документации (ТУ 9224 - 004 - 47861181 - 00 п.2.1).
Заключение комиссии: предложенные технологии и рецептуры напитков из пахты низколактозной, разработанные аспирантом Хайдуковои Е.В.. рекомендовать к внедрению в производственных условиях, а напитки из пахты низколактозной - использовать в диетическом и профилактическом питании.
Выбор и обоснование режимов тепловой обработ ки напитков из пахты низколактозной после ферментации
Средняя относительная погрешность модели составляет 4,38% при коэффициенте корреляции R=99,37% для величины константы а.
Полученная формула позволяет на практике рассчитать необходимую дозу препарата «Максилакт» или продолжительность ферментации пахты с ним для получения заданного процента гидролиза лактозы [121].
С другой стороны, степень гидролиза лактозы - это отношение суммы массовых доле глюкозы ([P]i) и галактозы ([Р]г) к массовой доле лактозы в исходной пахте ([S]o), выраженной в процентах. Тогда, воспользовавшись уравнением (3.6), можно рассчитать массовую долю суммы моносахаридов в продукции при любых заданных параметрах - дозе препарата «Максилакт» и продолжительности ферментации, при температуре 35±2С и рН=6,6±0,2: Ио-Д([P]i + [P]2) = (%) (3.8) а + ДЧ
Как видно из графиков, предложенная нами модель достаточно хорошо описывает процесс гидролиза лактозы в пахте под действием фермента 3- га-лактозидазы (действующего фермента препарата «Максилакт»).
В таблице 3.10 приведены фактические - ПФАКТ. и расчетные - ПРАСЧ Значения степени гидролиза при разных значениях экспозиции -1 и дозы фермента - Д, абсолютные погрешности - АП[, а также относительная погрешность - Еп.
Анализ данных табл. 3.9 и рис. 3.5, 3.6 и 3.7 показывает, что с увеличением дозы фермента увеличивался процент гидролиза лактозы. Так, при дозе 0,2 см /дм и экспозиции 1 час он составил всего 29±2%, а при 2,0 см /дм и той же экспозиции - 82±2%. Однако увеличение количества фермента для гидролиза лактозы в производственных условиях не вполне приемлемо из-за его высокой стоимости. Поэтому в дальнейших исследованиях выбрали дозу 1,0 см /дм как наиболее целесообразную.
Ферменты - это белки со свойствами биокатализаторов. Их структура, а, следовательно, и активность, зависит от рН. Лактаза дрожжевого происхождения, действующая в ферментном препарате «Максилакт», относится к гидролазам нейтрального действия с оптимумом рН в пределах от6,5 до 7,0 [12, 181]. Отклонение рН от оптимального значения в ту или другую сторону (как снижение, так и повышение) вызывает инактивацию фермента.
Для исследования влияния рН на активность ферментного препарата «Максилакт» выбрали значение рН: 5,7, 6,6 и 8,9. Изменение рН исходной пахты до рН=5,7 проводили добавлением щаве у левой кислоты с эквивалентной концентрацией 0,1 моль/дм ; рН=8,9 создавали с помощью раствора гидроксида натрия с эквивалентной концентрацией 0,1 моль/дм3, а значение р№=6,6 соответствовало изначальной активной кислотности пахты. В пахту с заданным значением рН вносили ферментный препарат в коли У честве 1,0 см /дм и выдерживали при 35±2С в течение 1 ч.
Зависимость лактазной активности препарата «Максилакт» от рН. Таким образом, для получения пахты низколактозной с процентом гидролиза в пределах 70 необходимы следующие условия: доза ферментного препа-рата Максилакт - 1,0 см /дм , температура ферментации - 35±2С, продолжительность -1ч, рН=6,6±0,2.
Исследование влияния протеиназ на активность лактазы обусловлено получением гидролизатов не только лактозы, но и молочных белков для устранения аллергических реакций на белки молока [17, 242].
Условия гидролиза лактозы оставались неизменными: 1,0 см /дм , температура 35±2С. В качестве протеиназ использовали медицинские препараты трипсина и химотрипсина, дозы внесения которых в соответствии с [120] 0,01 и 0,05%.
Экспозиция: 0 и 1 час, так как ферментативные реакции проявляют максимальную активность в течение первого часа, то дальнейшее увеличение экспозиции нецелесообразно.
Эксперименты проводили в условиях нерегулируемого значения рН среды по схеме, представленной на рис. 3.10. Изменение рН контролировали с помощью иономера ЭВ - 74. Процент гидролиза лактозы - йодометрическим методом. В данном эксперименте средний начальный расход йода по тиосульфату натрия (Сэ=0,1 О "У моль/дм ) на реакцию с лактозой в 10 см пахты (обезжиренного молока) составил 1,4±0,1 см3, поэтому объем тиосульфата натрия 2,8+0,1 см3 приняли за 100% гидролиза лактозы. За ходом протеолиза наблюдали по приросту числа аминных групп в 10 см3 пахты (обезжиренного молока), для чего использовали метод формольного титрования. Процент протеолиза определяли по [120]. Так, теоретическим рас-четом установлено, что при полном гидролизе белков в 2 см молока расход гидроксида натрия с (Сэ=0,1 моль/дм ) составляет 6 см