Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Аналитический обзор 9
1.1 Значение функциональных продуктов и направления совершенствования их ассортимента 9
1.2 Пробиотическая микрофлора как функциональный ингредиент 10
1.3 Целесообразность использования молочной сыворотки в качестве основы для производства продуктов с функциональными свойствами
1.3.1 Характеристика молочной сыворотки 15
1.3.2 Особенности ассортимента функциональных продуктов из молочной сыворотки
1.4 Технологические аспекты производства ферментированных продуктов с использованием пробиотической микрофлоры 22
1.5 Использование растительного сырья в производстве функциональных продуктов 27
1.6 Использование ультрафильтрации в технологии кисломолочных продуктов с функциональными свойствами 30
1.7 Заключение по обзору 32
ГЛАВА 2 Организация работы, объекты и методы исследований 35
2.1 Организация работы 35
2.2 Объекты исследований 38
2.3 Методы физико-химических исследований 38
2.4 Методы микробиологических исследований 43
2.5 Математические методы 43
ГЛАВА 3 Подбор культур и определение состава поликомпонентной закваски для продуктов 44
3.1 Подбор культур в состав закваски 44
3.2 Изучение закономерностей совместного развития заквасочных культур 45
3.2.1 Особенности развития заквасочных культур в подсырной сыворотке 45
3.2.2 Влияние добавления обезжиренного молока в сывороточную основу на активность развития заквасочной микрофлоры 52
4.1 Влияние состава молочно-сывороточной основы на активность сквашивания и свойства кислотного сгустка 61
4.2 Изучение возможности использования в составе молочной смеси белково углеводной основы, полученной ультрафильтрацией сыворотки 70
4.2.1 Активность развития заквасочной микрофлоры в белково-углеводной основе 71
4.2.2 Активность развития заквасочной микрофлоры в молочной смеси, содержащей белково-углеводную основу и обезжиренное молоко 72
4.3 Установление состава молочно-сывороточной основы с учетом влияния
технологических факторов 79
4.3.1 Молочно-сывороточная основа, содержащая подсырную сыворотку и обезжиренное молоко 80
4.3.2 Молочно-сывороточная основа, содержащая белково-углеводную основу и обезжиренное молоко 4.4 Изучение возможности использования сиропа шелковицы в технологии молочно-сывороточных продуктов 97
4.5 Разработка технологии ферментированных молочно-сывороточных продуктов
4.5.1 Влияние режима пастеризации на структурно-механические свойства и консистенцию продуктов 104
4.5.2 Технологическая схема производства продуктов 107
ГЛАВА 5 Исследование свойств продуктов 111
5.1 Изучение биологической ценности продуктов 111
5.2 Характеристика пищевой и энергетической ценности молочно-сывороточных продуктов 113
5.3 Изучение свойств продуктов в процессе хранения и установление срока
ГЛАВА 6 Расчет ожидаемой экономической эффективности при производстве продуктов 122
Заключение 128
Список литературы
- Технологические аспекты производства ферментированных продуктов с использованием пробиотической микрофлоры
- Методы физико-химических исследований
- Влияние состава молочно-сывороточной основы на активность сквашивания и свойства кислотного сгустка
- Характеристика пищевой и энергетической ценности молочно-сывороточных продуктов
Введение к работе
Актуальность темы. Разработка технологии продуктов питания,
способствующих укреплению защитных функций организма человека и
снижающих риск воздействия вредных факторов, расширение их ассортимента
являются одним из приоритетных направлений развития пищевой
промышленности. В качестве молочной основы для производства функциональных продуктов заслуживает внимания применение вторичного молочного сырья, в частности, молочной сыворотки, рациональное использование которой является важным резервом увеличения объёмов вырабатываемой молочной продукции.
Значительный вклад в научное развитие производства продуктов с функциональными свойствами внесли работы В.И. Ганиной, Н.Б Гавриловой, А.В. Гудкова, Л.В. Голубевой, И.А. Евдокимова, Л.А. Забодаловой, З.С. Зобковой, Н.Н. Липатова, Л.А. Остроумова, В.Ф. Семенихиной, Ю.Я. Свириденко, Н.А. Тихомировой, И.С. Хамагаевой, В.Д. Харитонова, А.Г. Храмцова и др.
К одному из экономически выгодных направлений использования
вторичного молочного сырья относится производство продуктов, обогащенных
функциональными ингредиентами, в том числе, пробиотической микрофлорой,
играющей важную роль в поддержании здоровья человека, и растительными
добавками с высоким содержанием биологически активных веществ,
улучшающими вкусовые характеристики и консистенцию продуктов. Для
повышения биологической ценности целесообразно применение в технологии
продуктов концентратов сывороточных белков, полученных
ультрафильтрацией молочной сыворотки.
В связи с этим актуальны исследования в направлении разработки технологии обогащенных кисломолочных продуктов функционального назначения с использованием молочной сыворотки.
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка технологии кисломолочных продуктов на основе белково-углеводного сырья с включением в состав закваски пробиотических культур.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:
подобрать микрофлору и установить состав поликомпонентной закваски, придающий пробиотические свойства кисломолочным продуктам;
изучить возможность использования белково-углеводной основы, полученной ультрафильтрацией подсырной сыворотки, в рецептуре продуктов и определить состав молочно-сывороточной основы продуктов с учетом активности развития заквасочной микрофлоры, повышения биологической ценности, улучшения органолептических свойств и консистенции готовых продуктов;
- установить основные технологические режимы производства
обогащенных кисломолочных продуктов;
подобрать растительную добавку и установить рациональную долю её внесения для улучшения органолептических свойств и консистенции продуктов;
исследовать свойства продуктов в процессе хранения и установить их срок годности;
- разработать комплект технической документации на производство
обогащенных кисломолочных продуктов с использованием молочной
сыворотки и провести их промышленную апробацию.
Научная новизна. Выявлены закономерности совместного развития пропионовокислых бактерий, ацидофильных молочнокислых палочек и кефирной закваски в молочно-сывороточной основе и определен состав поликомпонентной закваски для кисломолочных продуктов, придающий им пробиотические свойства.
Установлен компонентный состав и параметры сквашивания молочно-сывороточной основы кисломолочных продуктов, обеспечивающие формирование в них требуемых органолептических, структурно-механических и микробиологических показателей. Получены математические модели, адекватно аппроксимирующие зависимости выхода жизнеспособных клеток пробиотической микрофлоры, органолептических показателей, эффективной вязкости и влагоудерживающей способности сгустка от компонентного состава и параметров сквашивания.
Экспериментально подтверждена целесообразность использования сиропа плодов шелковицы белой в составе рецептур и установлена рациональная доля его внесения для получения кисломолочных продуктов с улучшенными органолептическими и структурно-механическими свойствами.
Практическая значимость. Разработана технология обогащенных кисломолочных продуктов с использованием молочной сыворотки, разработаны стандарт организации и технологическая инструкция на производство продуктов (СТО и ТИ СТО). Проведена промышленная апробация разработанной технологии в условиях ПК «Вологодский молочный комбинат».
Новизна технических решений подтверждена получением патента РФ №2484631 «Способ получения кисломолочного продукта».
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и представлены на научно-практических конференциях ВГМХА им. Н.В. Верещагина в 2010-2015 г.г. (международной научно-практической конференции, посвященной 99-летию академии в 2010 г.; научно-практических конференциях «Вологодские молочные продукты – основа здорового питания» в 2012 г., 2013 г., 2014 г., 2015г.), всероссийской научно-практической конференции с международным участием в Магнитогорском техническом университете в 2012 г., международной научно-практической конференции в Башкирском государственном аграрном университете в 2013 г., III международной научно-практической конференции в Воронежском государственном аграрном университете им. императора Петра I в 2015 г., VII международной научно-практической конференции в институте холода и биотехнологий университета ИТМО в 2015г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе, 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, патент РФ № 2484631 «Способ получения кисломолочного продукта».
Основные положения, выносимые на защиту:
- обоснование состава поликомпонентной закваски для кисломолочных
продуктов, обогащенных пробиотической микрофлорой, с использованием
подсырной сыворотки;
обоснование компонентного состава и технологических режимов производства обогащенных кисломолочных продуктов;
обоснование выбора и рациональной доли внесения растительной добавки, способствующей улучшению органолептических свойств и консистенции, повышению пищевой ценности кисломолочных продуктов;
- результаты исследования комплекса свойств обогащенных
кисломолочных продуктов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части (6 глав), выводов, списка литературы (213 наименований) и приложений. Основное содержание работы изложено на 142 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 39 рисунков и 8 приложений.
Технологические аспекты производства ферментированных продуктов с использованием пробиотической микрофлоры
Молочная сыворотка является нормальным побочным продуктом при производстве сыров, творога, молочно-белковых концентратов и относится к вторичным молочным ресурсам.
Молочную сыворотку можно рассматривать как истинный раствор, получаемый после удаления жира и белков из молока. Состав и свойства молочной сыворотки определяются видом основного продукта (творог, сыр, казеин) и особенностями технологии его получения, в зависимости от которых сыворотка подразделяется на подсырную, творожную и казеиновую [63, 168-170, 180].
Биологическая ценность молочной сыворотки обусловлена содержащимися в ней белковыми азотистыми соединениями, углеводами, липидами, минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами, иммунными телами и микроэлементами. В сыворотке обнаружены практически все 200 соединений, имеющиеся в исходном молоке [170, 178].
Основной объем в сухом веществе молочной сыворотки занимает молочный сахар (около 70%), который представлен главным образом дисахаридом лактозой (ее содержание составляет до 90 % от общего количества углеводов) и продуктами ее гидролиза - глюкозой и галактозой. При этом в творожной сыворотке содержание лактозы несколько меньше за счет ее сбраживания в молочную кислоту, что отражается на кислотности сыворотки [22]. Наряду с энергетическими функциями лактоза выполняет функции структурного углевода. Так, глюкоза, являющаяся одним из компонентов лактозы, служит источником синтеза резервного углевода гликогена, а галактоза, другой компонент лактозы, необходима для образования гликозидов мозга [47].
Лактоза медленно всасывается в организме и, достигая отдела толстого кишечника, стимулирует жизнедеятельность бактерий, продуцирующих молочную кислоту. Последняя подавляет жизнедеятельность гнилостной микрофлоры и способствует лучшему усвоению кальция и фосфора. В целом потребление лактозы благоприятно сказывается на углеводном, жировом и холестериновом обмене [11, 47, 90]. В молочной сыворотке в среднем на 100 см3 содержится 0,135 мг азота, около 65 % которого входит в состав белковых азотистых соединений и около 35 % - в составе небелковых. Содержание белковых азотистых соединений составляет 0,5-0,8 % и зависит от способа осаждения белков молока, принятого при получении основного продукта [59].
Одним из наиболее ценных компонентов молочной сыворотки являются сывороточные белки. Биологическая ценность белков обусловлена оптимальным набором жизненно необходимых аминокислот. С точки зрения физиологии питания, соотношения набора аминокислот сывороточные белки имеют наиболее высокий коэффициент биологической ценности среди пищевых белков и приближаются к аминокислотной шкале «идеального» белка, в котором соотношение аминокислот соответствует потребностям организма человека [11, 23].
Содержание сывороточных белков в сыворотке стабильно и в среднем составляет 0,74 % (с некоторым увеличением осенью и уменьшением весной). Сывороточные белки состоят из альбуминов и глобулинов, а также протеаз и пептонов. Альбумины составляют самую большую часть от общего содержания сывороточных белков, в альбуминной фракции преобладает -лактоглобулин, доля которого составляет 50-54 % от всех белков сыворотки [94, 97, 195, 202, 211]. -лактоглобулин имеет изоэлектрическую точку при значении рН, равном 5,1, и коагулирует почти полностью при температуре 85-100 С. -лактоглобулин не свертывается сычужным ферментом и не коагулирует в изоэлектрической точке в силу своей большой гидратированности. Его биологическая роль до конца не выяснена, но, по-видимому, связана с транспортировкой жирорастворимых витаминов в кишечник и обеспечением организма незаменимыми аминокислотами [100, 104].
На долю -лактоальбумина приходится 20-25 % сывороточных белков. Это специфический белок, необходимый для синтеза лактозы из глюкозы и галактозы. Установлено, что он проявляет противораковую активность за счет высокого уровня триптофана, снижает восприимчивость к стрессу, также как и -лактоглобулин является источником незаменимых аминокислот [104].
Иммуноглобулины, содержание которых в сыворотке составляет 10-15 %, объединяют группу высокомолекулярных белков, проявляющих свойства антител, нейтрализующих вредное действие чужеродных белков [23].
В сыворотке присутствует лактоферрин, содержание которого в 1,4 раза больше, чем в казеине. Лактоферрин – это гликопротеид, выполняющий транспортную функцию, обусловленную связыванием и переносом в организм железа. Выявлено, что он способен задерживать развитие кишечной микрофлоры, нуждающейся в железе [94], участвует в образовании остеобластов – клеток, ответственных за построение костной ткани. Установлено благотворное влияние лактоферрина на иммунную систему, а также снижение вероятности образования свободных радикалов в результате повышения способности организма поглощать и использовать железо [94, 100, 105].
В сыворотке содержатся альбумин сыворотки крови (5-10 %), служащий источником незаменимых аминокислот, а также гликомакропептиды, доля которых составляет 2-5 %, проявляющие иммуномодулирующую активность, обеспечивающие местную защиту кишечника от возбудителей кишечных заболеваний, вирусов и токсинов. Установлена способность гликомакропептидов стимулировать выработку гормона холецистокинина, отвечающего за чувство насыщения после еды [104, 105, 121], что важно для диетического питания.
Методы физико-химических исследований
Мембранные процессы, в частности ультрафильтрация, получают все более широкое применение при производстве кисломолочных продуктов и открывают широкие возможности получения новых видов продукции с заданным химическим составом и биологической ценностью [2, 6, 12, 55, 57, 73, 77, 84, 102, 167, 168, 186].
Известно, что ультрафильтрация – это процесс молекулярной фильтрации с использованием полупроницаемых мембран с размером пор от 10 до 100 нм, способных задерживать компоненты раствора с молекулярной массой от 104 единиц и выше. В процессе ультрафильтрационного концентрирования происходит увеличение содержания белковой и жировой фаз молока, минеральных солей, находящихся в коллоидном состоянии, и других веществ.
Общий химический состав ультрафильтрационных концентратов (УФ концентратов) зависит от селективности мембран и фактора концентрирования, а также температуры и рН обрабатываемого молока [2, 18, 57, 73, 96, 103, 155, 171, 185].
Применительно к молочной сыворотке основными достоинствами мембранных способов разделения, в частности, ультрафильтрации, являются: возможность направленного регулирования состава и свойств сыворотки при сравнительно небольших энергетических затратах, создание на этой основе новых видов молочных продуктов с пониженной калорийностью и высокой биологической ценностью, рациональное использование молочной сыворотки на основе малоотходных и безотходных технологических процессов [23, 57, 59, 103, 173, 175, 181].
При концентрировании сыворотки ультрафильтрацией происходит увеличение содержания всех её основных компонентов, особенно, азотистых веществ. Установлено, что химический состав сывороточных белковых концентратов в значительной мере зависит от их массовой доли сухих веществ. При концентрировании сывороточные белки частично переходят в фильтрат в зависимости от селективности применяемых мембран. В процессе концентрирования сухих веществ происходит изменение соотношения в компонентном составе сывороточных белков в сторону уменьшения лактоальбумина, что обусловлено его меньшей молекулярной массой, а также увеличения -лактоглобулина и иммунных глобулинов. В процессе ультрафильтрации отмечается увеличение содержания аминокислот, как незаменимых (лизина, изолейцина, треонина и др.), так и заменимых. При этом соотношение суммы заменимых аминокислот к сумме незаменимых практически не изменяется [23, 57, 155].
В процессе ультрафильтрации в концентрате отмечается увеличение массовой доли макро- и микроэлементов, при этом наибольшая степень концентрирования характерна для кальция, фосфора и магния, значительная часть которых связана с молекулами сывороточных белков. Более высокая скорость концентрирования кальция и фосфора приводит к выравниванию их концентраций с калием, что важно для детского и диетического питания [57]. Массовая доля сухих веществ в фильтрате составляет около 5,4 %, при этом массовая доля лактозы колеблется от 4,0 до 4,4 %, азотистых веществ – до 0,32 % [57, 155]. Для получения УФ-концентратов с высокой массовой долей сухих веществ и низким содержанием минеральных солей целесообразно проведение процесса деминерализации (электродиализа, диафильтрации).
Использование УФ-концентратов в производстве кисломолочных продуктов позволяет улучшить их структурно-механические свойства и консистенцию. Установлено, что концентрирование исходного сырья (молока, обезжиренного молока) ультрафильтрацией приводит к получению более прочных кислотных сгустков по сравнению со сгустками из молока, содержание сухих веществ в котором увеличено за счет внесения сухого обезжиренного молока или казеината натрия [56]. Кроме того, применение ультрафильтрации молочного сырья позволяет устранить такой недостаток традиционной технологии, как нерегулируемое сбраживание лактозы в процессе хранения. Положительный эффект при этом достигается за счет изменения соотношения белка к лактозе в процессе ультрафильтрации [135]. Разработана технология молочных продуктов с использованием концентратов сывороточных белков с различной массовой долей сухих веществ, получаемых при ультрафильтрации молочной сыворотки, которые могут быть использованы или в качестве добавки при производстве продуктов, или для выработки самостоятельных продуктов (молоко «Белковое», кисломолочный продукт «Волжский», кефир «Особый», кремы творожные, йогурт и др.) [2, 97, 143]. За счет сохранения нативных свойств белковой фазы молока, а также исключения из рецептур молочно-белковых концентратов, лимитированных по ряду аминокислот, достигается повышение биологической ценности продуктов.
Анализ литературных данных показывает, что одним из приоритетных направлений развития молочной промышленности остается расширение ассортимента производства продуктов функционального назначения, направленных на укрепление иммунной активности организма человека и снижающих отрицательное воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды. Состав молочной сыворотки, характеризующий ее высокую пищевую и биологическую ценность, обуславливает целесообразность применения сыворотки в составе молочной основы для производства продуктов с функциональными свойствами. При этом одним из рациональных направлений использования молочной сыворотки, не требующих больших экономических затрат, является производство на её основе напитков и жидких кисломолочных продуктов. Обогащение продуктов функциональными ингредиентами позволит придать им профилактические свойства. Следует отметить, что молочная сыворотка может служить хорошей основой для получения различных комбинированных продуктов с регулируемым составом, в том числе, с использованием растительного сырья.
Общепризнана роль пробитической микрофлоры в поддержании здоровья человека, что обусловлено ее участием в активизации иммунных процессов, подавлении активности патогенной и условно-патогенной микрофлоры, стимуляции процессов пищеварения, продуцирования витаминов и других биологически активных соединений, процессах детоксикации. Не смотря на достаточно большой ассортимент жидких кисломолочных продуктов и напитков, исследования посвященные разработке функциональных продуктов, содержащих жизнеспособные клетки полезной для организма человека микрофлоры, в том числе, пропионовокислые бактерии, вырабатываемых с использованием молочной сыворотки, достаточно ограничены.
В связи с этим актуально расширение ассортимента продуктов, вырабатываемых с использованием молочной сыворотки, обогащенных пробиотческими микроорганизмами, оказывающими положительное воздействие на организм человека и способствующими укреплению его защитных функций.
Особую ценность представляют кисломолочные продукты на основе натуральной (неосветленной) сыворотки, содержащей полноценные сывороточные белки. Для повышения биологической ценности продуктов за счет увеличения содержания сывороточных белков, не имеющих лимитирующих незаменимых аминокислот, целесообразно применение в технологии продуктов концентратов сывороточных белков, полученных ультрафильтрацией молочной сыворотки.
Использование молочной сыворотки, характеризующейся высокой пищевой и биологической ценностью, не только позволяет расширить ассортимент функциональных продуктов, дает возможность получения низкокалорийных продуктов, что важно при диетическом питании, но и обеспечивает эффективное использование молочного сырья, способствует решению экологической проблемы, связанной с утилизацией сыворотки.
Влияние состава молочно-сывороточной основы на активность сквашивания и свойства кислотного сгустка
Исследование синеретической способности кислотных сгустков с использованием метода центрифугирования показало, что сгустки, полученные сквашиванием молочно-сывороточной основы с более высокой долей обезжиренного молока, характеризовались лучшей влагоудерживающей способностью (рис. 4.8). Изменение влагоудерживающей способности кислотного сгустка в зависимости от доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе Таким образом, результаты выполненных исследований показали, что с увеличением доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе наблюдался наибольший выход жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий и лактобацилл и улучшались органолептические и структурно-механические свойства продукта.
Изучение возможности использования в составе молочной смеси белково-углеводной основы, полученной ультрафильтрацией сыворотки
В связи с тем, что предусматривается разработка продуктов с повышенной биологической ценностью представляет интерес использование в составе их рецептуры БУО, полученной путем концентрирования подсырной сыворотки ультрафильтрацией, являющейся, как отмечено в гл. 1, одним из эффективных способов выделения сывороточных белков в нативном неденатурированном состоянии. Включение БУО в молочную смесь дополнительно к обезжиренному молоку будет способствовать увеличению в продукте содержания сывороточных белков, не имеющих лимитированных незаменимых аминокислот [104, 105, 170]. Предполагалось также, что использование БУО позволит активизировать развитие заквасочной микрофлоры и улучшить консистенцию продукта. В связи с этим было исследовано развитие заквасочных микроорганизмов в БУО.
Результаты исследования интенсивности кислотообразования при развитии заквасочной микрофлоры от массовой доли сухих веществ в БУО представлены на рис. 4.9. Установлено, что активность развития микроорганизмов поликомпонентной закваски и, соответственно, скорость кислотообразования возрастают с увеличением массовой доли сухих веществ в БУО. Так, при увеличении массовой доли сухих веществ с 6 до 12 % средняя скорость кислотообразования повышается в 1,32 -1,63 раза. а) б)
Изменение кислотности в процессе сквашивания БУО Результаты органолептических исследований показали, что все опытные варианты характеризовались выраженным зеленоватым цветом и сывороточным слегка солоноватым привкусом, интенсивность которого возрастала с увеличением массовой доли сухих веществ в БУО.
Активность развития заквасочной микрофлоры в молочной смеси, содержащей белково-углеводную основу и обезжиренное молоко
Для активизации молочнокислого процесса, улучшения структурно механических свойств кислотного сгустка и органолептических показателей продукта рассмотрена возможность совместного использования БУО и обезжиренного молока в качестве его основы. Условия проведения опытов соответствовали п. 4.1. Доля обезжиренного молока в молочной смеси составляла 25-75%.
Результаты опытов показали, что добавление обезжиренного молока в БУО, также как и в сыворотку, активизировало развитие заквасочной микрофлоры, что приводило к интенсификации молочнокислого процесса и увеличению скорости кислотообразования (рис. 4.10, 4.11).
Изменение кислотности в процессе сквашивания молочной смеси, содержащей БУО и обезжиренное молоко: а - титруемая кислотность, б – активная кислотность Так, при повышении доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе с 25 до 75 % средняя скорость кислотообразования увеличилась в 2,16 раза, а продолжительность сквашивания уменьшилась на 3,5-4 ч. Следует отметить, что в молочно-сывороточной основе с использованием БУО интенсивность сквашивания была выше по сравнению с аналогичными вариантами молочно-сывороточной основы, содержащей подсырную сыворотку. Это подтверждает сокращение продолжительности сквашивания опытных вариантов с использованием БУО на 0,5-3,2 ч в зависимости от доли обезжиренного молока в смеси.
Изменение средней скорости кислотообразования при различных соотношениях БУО и обезжиренного молока в молочно-сывороточной основе Изучение органолептических характеристик опытных вариантов на основе БУО и обезжиренного молока показало, что с увеличением доли обезжиренного молока в молочно-сывороточной смеси, также как и в опытных вариантах на основе сыворотки и обезжиренного молока, отмечалось усиление чистого кисломолочного вкуса, уменьшение выраженности сывороточного привкуса, свойственного контрольному варианту, приготовленному на БУО. При этом цвет продукта также приближался к молочно-белому. Во всех опытных вариантах, кроме контрольного (использование в качестве молочной основы БУО), наблюдалось образование сгустка, консистенция которого также улучшалась пропорционально доле обезжиренного молока в смеси. Результаты этих исследований представлены на рис. 4.12.
Органолептические характеристики исследуемых образцов: а – вкус и запах, цвет, консистенция; б – общая балльная оценка Изучение влияния доли обезжиренного молока в молочной смеси на структурно-механические свойства опытных вариантов на основе БУО и обезжиренного молока выявило закономерности, аналогичные установленным для опытных вариантов с использованием сыворотки и обезжиренного молока. Результаты этой серии опытов представлены на рис. 4.13, 4.14. Изменение влагоудерживающей способности кислотных сгустков опытных вариантов и их структурно-механических показателей (потери вязкости, восстановления структуры, коэффициента механической стабильности) показано на (рис. 4.15, 4.16).
Характеристика пищевой и энергетической ценности молочно-сывороточных продуктов
Проведена опытно-производственная проверка разработанной технологии обогащенных продуктов в условиях ПК «Вологодский молочный комбинат» и лаборатории производства и исследования молочных продуктов кафедры технологии молока и молочной продукции (экспериментального цеха) на УОМЗ ВГМХА им. Н.В. Верещагина, которая подтвердила воспроизводимость технологии в производственных условиях (акты производственной проверки приведены в Приложениях 5, 6).
Исследована биологическая ценность молочно-сывороточных продуктов, отражающая качество белкового компонента и сбалансированность его аминокислотного состава. Для характеристики биологической ценности использовали метод аминокислотного скора, основанный на сравнении результатов определения аминокислотного состава исследуемого продукта с «идеальным белком» [89]. Методика расчета показателей биологической ценности представлена в гл.2.
Исследование аминокислотного состава продуктов (табл. 5.2, 5.3) показало, что их белок является биологически полноценным, так как содержит все незаменимые аминокислоты. В продуктах с использованием в качестве молочной основы сыворотки и обезжиренного молока лимитирующими аминокислотами являются метионин и цистин (определялась сумма валина и цистина). Включение в рецептуру продуктов БУО (содержание сухих веществ – 10 %) способствует
Проведена качественная оценка белкового состав продуктов с помощью следующих формализированных показателей: коэффициентов утилитарности, сбалансированности и разбалансированности аминокислотного состава, численно характеризующих сбалансированность и не сбалансированность, соответственно, незаменимых аминокислот по отношению к физически необходимой норме; показателя «сопоставимой избыточности», отражающего суммарную массу незаменимых аминокислот, используемых на анаболитические цели; индекса незаменимых аминокислот, учитывающего количество всех незаменимых аминокислот в продукте [89].
Результаты расчета этих показателей, представленные в табл. 5.3, свидетельствуют о достаточной сбалансированности аминокислот. Использование БУО в составе продуктов увеличивает показатель «индекс незаменимых аминокислот» на 0,06-0,07 единиц по сравнению с продуктами, рецептуры которых содержат натуральную сыворотку.
Показатели, характеризующие пищевую и энергетическую ценность молочно-сывороточных продуктов с учетом содержания в них отдельных необходимых для организма человека пищевых веществах, представлены в табл. 5.4.
Углеводы шелковицы белой в основном представлены моносахаридами: глюкозой и фруктозой. Известно, что фруктоза втрое слаще глюкозы и вдвое сахарозы, медленнее усваивается в кишечнике, чем глюкоза и не вызывает перенасыщения уровня сахара в крови, так как почти вся (до 70-80%) задерживается в печени, превращаясь в гликоген. Фруктоза почти не требует для своего усвоения гормона инсулина, что важно для профилактики сахарного диабета и ожирения [153]. Использование сиропа шелковицы, с достаточно низким содержанием сахарозы (3,9 %), в качестве вкусового наполнителя для молочно-сывороточных продуктов позволяет снизить их калорийность. Для сравнения, калорийность нежирного кефира с плодово-ягодным сиропом составляет 62 ккал/100 г продукта [143].
При употреблении 100 г молочно-сывороточных продуктов средняя суточная потребность в белках будет удовлетворена на 4,69-5,07 %, в жирах - на 0,1 %, углеводах – на 1,2-2,3 %, энергии – на 32,05-50,81 ккал. Включение в рецептуру сиропа шелковицы белой будет повышать удовлетворение потребности организма человека в углеводах в 1,91 раза по сравнению с продуктами без наполнителя. Для установления срока годности молочно-сывороточных продуктов изучали изменение органолептических и физико-химических показателей, количества жизнеспособных клеток заквасочной микрофлоры, показателей безопасности в процессе их хранения в герметичной упаковке в течение 8 (продукт без сиропа шелковицы) и 11 суток (продукт с сиропом шелковицы). Продолжительность хранения выбрана с учетом гарантийного срока хранения кисломолочных продуктов в герметичной упаковке, равного 5 и 7 суткам, и коэффициента запаса (1,5), применяемого при установлении продолжительности испытания продукта [131,134]. Различие в сроках годности в продуктах с сиропом шелковицы и без него обусловлены наличием в составе сиропа шелковицы антиоксидантных веществ (витамина Е, С, антоцианов, фитохимикатов, ресвератрола) [144, 153], которые способствуют сохранению органолептических показателей этих продуктов на достаточно высоком уровне. Результаты исследований в зависимости от вида продуктов представлены в табл. 5.5-5.8.
Результаты исследований органолептических показателей показали, что продукты без наполнителя на протяжения всего срока хранения имели чистый кисломолочный вкус и запах, однородную консистенцию, молочно-белый цвет; продукты с сиропом шелковицы обладали гармоничным кисломолочным, умеренно сладким вкусом и ароматом внесенного сиропа шелковицы, однородной консистенцией, приятным кремовым цветом, обусловленным цветом внесенного наполнителя.