Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1 Современное состояние технологии и оборудования для производства майонеза 10
1.2 Научные аспекты разработки новых рецептур майонезов 26
1.2.1 Использование ферментированных яичных продуктов 34
1.2.2 Современные виды стабилизирующих ингредиентов 3 6
Выводы по обзору литературы 40
Глава 2. Объекты и методы исследования 41
2.1 Объекты исследования 41
2.2 Методы исследования 44
2.2.1 Планирование исследования 44
2.2.2 Приготовление и исследование качества модельных майонезных эмульсий 45
2.2.3 Определение дисперсности 45
2.2.4 Определение вязкости майонезов на ротационном вискозиметре Rapid Visco Analyser (RVA) 46
2.2.5 Математические методы планирования экспериментов 46
2.2.6 Методы статистического анализа 48
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение 51
3.1 Характеристика физико-химических и органолептических свойств майонезов, представленных на московском рынке 51
3.2 Изучение органолептических свойств ферментированного яичного желтка 56
3.3 Изучение влияния концентрации эмульгирующих и стабилизирующих веществ на стойкость модельных эмульсий 60
3.3.1 Изучение влияния совместного действия гуаровой камеди и яичного желтка на стойкость модельных эмульсий 60
3.3.2 Изучение влияния совместного действия ксантановой камеди и яичного желтка на стойкость модельных эмульсий 65
3.3.3 Изучение влияния камедей и ферментированного яичного желтка на стабильность модельных эмульсий 68
3.3.4 Разработка композиции стабилизатора структуры 70
Выводы по главе 71
Глава 4. Разработка рецептур высококалорийного майонеза с функциональными свойствами и экспресс-методов контроля их качества 72
4.1 Разработка рецептур высококалорийного майонеза с функциональными свойствами 72
4.2 Разработка экспресс-методов контроля качества майонеза 79
Выводы по главе 89
Глава 5. Совершенствование машинно-аппаратурной схемы и технологии получения майонеза на линии «Малыш» 90
Выводы по главе 101
Общие выводы и рекомендации 102
Список литературы 103
Приложение 116
- Научные аспекты разработки новых рецептур майонезов
- Приготовление и исследование качества модельных майонезных эмульсий
- Изучение органолептических свойств ферментированного яичного желтка
- Разработка экспресс-методов контроля качества майонеза
Введение к работе
Основное направление и актуальность исследования
Одним из основных направлений инновационного развития в различных отраслях пищевой промышленности РФ является совершенствование существующих технологических процессов. Целям инновационной деятельности в масложировой отрасли соответствует создание качественно новых эмульсионных продуктов с направленным изменением состава, обеспечивающих повышенную физиологическую ценность и безопасных для питания. В соответствии с этими принципами должно быть обеспеченно поступление в организм человека определенного набора полезных компонентов и снижению содержание нежелательных веществ, таких, например, как холестерин [86, 87, 92].
Создание новых жировых продуктов, в том числе и эмульсионных повышенной физиологической ценности, безопасных для питания различных групп населения, осуществляется в соответствии с принципами новой системы адекватного питания [130]. Система адекватного питания - это современная комплексная и научно-обоснованная система рационального жизнеобеспечения человека в условиях агрессивной внешней среды. При обеспечении поступления в организм строго определенного набора веществ: витаминов, аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6 рядов, микроэлементов, некоторых углеводов, пищевых волокон и других жизненно важных веществ, должно быть снижено поступление в организм нежелательных веществ и соединений, таких как: холестерин, гормоны, синтетические вещества [24, 36, 55, 59-62, 76, 83-85, 99, 125, 126].
Источником холестерола в майонезах являются яичные продукты.
Яичные продукты кроме своей традиционной питательной функции, играют роль нутрицевтиков и были признаны организацией FAO/WHO международным образцом состава аминокислот. Яйца характеризуются высокой питательной и биологической ценностью. Питательное значение оценено на основании содержания и усвояемости белков и аминокислот, относительно т.н. идеального образца белка или овальбумина, с самым подходящим участием экзогенных аминокислот. В биологической оценке учитывается использование азота организмом. Белки яиц являются наиболее усвояемыми (94%) в сравнении с другим сырьем. Например: для молока этот показатель составляет 85%, риса - 80%, картофеля - 78%, свинины - 74%, говядины - 69%, стручковых растений - до 60%. Кроме того, яйца являются натуральным источником фосфолипидов животного происхождения. Липиды яйца представлены триглицеридами с незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами, содержащимися в желтке (60%), 40% липидов -фосфолипиды, из которых 70%) лецитины, 3% лизолецитины и 27%) - другие фосфолипиды. Соотношение полиненасыщенных жирных кислот к насыщенным жирным кислотам лежит в пределах 0,55. В яйце также содержатся вещества с высокой функциональностью и биологической активностью: витамины, лизоцим, фосфолипиды и иммуноглобулин.
Высокий уровень холестерина в яйцах (385 - 210 мг/100 г яиц), в определенной мере является для человеческого организма сдерживающим фактором употребления яиц в неограниченном количестве. Результаты медицинских исследований показывают негативную роль холестерола в болезнях сердца и кровообращения. В этом контексте ограничения в диете всех продуктов животного происхождения особенно актуальны для людей больных гиперхолестеринемией и гиперлипидемией. Сегодня известно, что определяя уровень холестрола в крови, необходимо измерить соотношения липопротеидовых фракций LDL к HDL, где LDL — фракция с низкой плотностью, a HDL - фракция с высокой плотностью. LDL -является «плохим» холестеролом, вызывающим атеросклероз — отложение холестерола на стенках кровеносных сосудов [19, 139].
В России майонез является одним из самых популярных соусов и входит в группу продуктов повседневного потребления. Классический майонез «Провансаль» 67 % жирности содержит до 6 % яичного порошка. Поэтому создание и промышленный выпуск такого традиционного пищевого продукта, с дополнительной функциональной характеристикой — низким содержанием холестерина, способствовало бы сохранению и укреплению здоровья населения РФ.
Степень разработанности проблемы
Проблемам исследования и совершенствования процессов получения эмульсионных продуктов посвящены научные труды известных российских ученых: П.А. Ребиндера, Н.С. Арутюняна, В.В. Белобородова, О.С. Восканян, Е.П. Корненой, В.В. Ключкина, В.Х. Пароняна, А.А. Кочетковой, А.П. Нечаева, А.А. Покровского, А.Ю. Кривовой, А.Г. Сергеева, А.А. Шмидта, Н.М. Скрябиной, А.Н. Лисицина, А.В. Стеценко, Б.Н. Тютюникова и других, работающих над этой проблемой. Вместе с тем следует отметить, что некоторые вопросы повышения качества и создания новых видов функциональных эмульсионных продуктов высокой, биологической ценности и профилактической направленности, а также технологии их получения изучены в недостаточной степени.
Цели и задачи исследования
Целью данного исследования являлось создание патенто- и конкурентоспособного майонеза, одной из функциональных характеристик которого является низкое содержание холестерина, а также технологии его получения. Для реализации данной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Проведение маркетинговых исследований для обоснования жирности разрабатываемого майонеза.
2. Исследование органолептических свойств продуктов, содержащих ферментированный яичный желток для определения интервала концентрации, в области которого гарантируется получение сбалансированного вкуса и аромата в модельных эмульсиях.
3. Изучение влияния совместного действия ферментированного яичного желтка и камедей (гуаровой и ксантановой) на стойкость, стабильность и реологические свойства модельных эмульсий при хранении и транспортировке.
4. Разработка научно обоснованной, патентоспособной рецептуры майонеза.
5. Разработка современных экспресс-методов контроля качества майонеза, гарантирующих сохранение первоначальных структурно-механических свойств продукта при хранении и транспортировке.
6. Исследование физико-химических показателей разработанного майонеза.
7. Модернизирование машинно-аппаратурной схемы и совершенствование технологии получения высококалорийных майонезов.
8. Разработка и утверждение нормативно-технической документации.
Научная новизна
Работа выполнялась в рамках государственной программы фундаментальных исследований Министерства образования и науки РФ (№ гос. регистрации 1.2.04., тема НИР «Разработать научно-теоретические основы формирования качества безопасных конкурентоспособных эмульсионных продуктов нового поколения»).
В диссертационном исследовании автором получены научные результаты:
- научно обоснован синергизм в эмульгирующем и стабилизирующем действие ферментированного яичного желтка с гуаровой и ксантановой камедями;
- научно обоснована эффективная область действия ферментированного яичного желтка с камедями;
- показана зависимость между физико-химическими свойствами, сенсорным восприятием вкуса майонеза и распределением частиц по размерам;
- впервые установлено, что стойкость эмульсии является необходимым, но недостаточным критерием для прогнозирования поведения продукции при хранении и транспортировке;
впервые показана зависимость сохранения первоначальных структурно механических свойств майонеза при хранении и транспортировке от распределения частиц дисперсной фазы по размерам;
- установлена зависимость между временем вибрационного воздействия и распределением частиц по размерам;
- выявлено влияние частоты вращения ротора двигателя насоса на распределение частиц по размерам и физико-химические свойства майонеза.
Практическая значимость работы определяется возможностью использования предлагаемых автором разработок:
1. На основе анализа существующих технологических схем разработана классификация процессов для производства майонезов.
2. Показано, что выбор процесса осуществляется на основе маркетинговой программы предприятия.
3. Разработаны патентоспособные рецептуры майонезов 67 % жирности.
4. Разработана композиция гуаровой и ксантановой камедей проявляющая устойчивый стабилизирующий эффект.
5. Обосновано использование гомогенизирующего устройства щелевого типа для получения майонеза с заданными физико-химическими показателями;
6. Рекомендован диапазон эффективных концентраций ферментированного яичного желтка для получения высококалорийных майонезов на щелевом гомогенизаторе.
7. Разработана и рекомендована методика прогнозирования качества продукции вибрационным и микроскопическим тестированием и ее критерии.
8. Модернизирована технологическая линия «Малыш» и усовершенствована технология получения высококалорийного майонеза.
9. Разработан и утвержден комплект нормативно-технической документации.
Научно-технические разработки диссертации реализованы в промышленных условиях и подтверждены актами испытаний, дегустаций.
Акты и дипломы приведены в приложениях диссертации. Новизна и практическая значимость технических решений диссертационного исследования подтверждена двумя заявками на получение Патента РФ: заявка № 2008114169/13(015520) и заявка № 2008114170/13(015521).
Реализация результатов диссертационного исследования и апробация работы
Полученные результаты исследований внедрены в производство ООО «Компания СКИТ». Суммарный экономический эффект от внедрения разработок составил 78,96 млн. руб. за 2007 год. Майонез, произведенный по разработанной рецептуре, награжден серебряной медалью и Дипломом на XVI Международной выставке продуктов питания и напитков (Москва, 2007).
Основные положения и результаты исследований диссертации докладывались, обсуждались на международных научно-технических конференциях и семинарах: V научно-практичекой конференции «Перспективы развития масложировой, маслодельной и сыродельной промышленности» (Москва, 2007); VII международной конференции «Масложировая индустрия - 2007» (СПб, ВНИИЖ, 2007); XIII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности - защита прав потребителя и рынка от контрафактной, фальсифицированной и не качественной продукции» (Москва, 2007); II научно-практический семинар «Маргарины, майонезы, спрэды, пищевые добавки» (Москва, ВНИИЖ, Экспоцентр, 2008); V Международная конференция «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития» (Москва, 2008); научно-практическом семинаре «Качество и индивидуальность майонезов и соусов. Инновационные решения компании «Союзопторг»» (Москва, 2008); на технических советах ООО «Компания СКИТ» и ООО «МТО Каскад» 2006, 2007, 2008 г.г.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах, и в 2 Заявках на Патент РФ.
Научные аспекты разработки новых рецептур майонезов
Эмульсии представляют собой вариант дисперсных систем, дисперсная фаза и дисперсионная среда которых является взаимно нерастворимыми или плохо растворимыми жидкостями. Это обстоятельство и обуславливает специфическое свойство эмульсий образовывать системы со сферическими частицами дисперсной фазы в широком диапазоне концентраций (от 0,1 до 99,9 %).
Эмульсии термодинамически не устойчивы по сути и нуждаются в третьем веществе — эмульгаторе. Функции эмульгаторов выполняют поверхностно—активные вещества (ПАВ) синтетического или природного происхождения, обуславливающие равномерное и устойчивое распределение фаз в системе. Эмульгаторы определяют не только устойчивость, но и тип эмульсии. С помощью ПАВов регулируют состав и физико-химические свойства эмульсий [22, 23, 80, 81]. К основным технологическим функциям эмульгаторов в пищевых системах относится: диспергирование, в частности, эмульгирование; комплексообразование с крахмалом; взаимодействие с белками; изменение вязкости. Получение, устойчивость и разрушение эмульсий определяется особенностями границы раздела жидкость-жидкость [37-40,82].
Разрушение и потеря агрегативной устойчивости эмульсий происходят в несколько стадий. Первая из них обусловлена контактом между собой, по крайней мере, двух капель. [12, 13, 61, 88]. Агрегативная устойчивость эмульсий обусловлена одновременным действием электростатического (теория ДЛФО) и адсорбционно-сольватного барьеров, окружающих частицу, и механически препятствующих её сближению с другими частицами (теория Ребиндера) [79, 106-108].
Согласно теории, основанной на действии электростатического фактора, на поверхности частиц дисперсной фазы образуется двойной слой ионов, образующий энергетический барьер электрической природы, препятствующий сближению одноименно заряженных частиц на расстояния, где действуют интенсивные молекулярные силы притяжения.
Фактор устойчивости дисперсных систем по теории Ребиндера сводится к тому, что для получения устойчивых эмульсий эмульгаторы должны обладать одновременно поверхностной активностью и способностью образовывать структурированные коллоидно-адсорбционные слои, препятствующие взаимодействию частиц эмульсии и последующей их коалесценции вплоть до коагуляции системы. Для предотвращения коалесценции, молекулы или частицы эмульгатора должны иметь определенное строение, а также прочно и с плотной упаковкой располагаться на поверхности раздела фаз. При этом устойчивость эмульсий обуславливается тремя факторами: геометрическим — минимальные отрезки молекул эмульгатора в фазах и определенное соотношение разделов полярной и неполяной групп; энергетическим - минимальная прочность удерживания ПАВ в адсорбционном слое; концентрационным - наличие насыщенного адсорбционного слоя, предельная адсорбция [107, 108] .
Таким образом, все теории устойчивости эмульсий предполагают, что для каждого вида эмульгатора существует оптимальная концентрация, которая обеспечивает наивысшую устойчивость получаемых эмульсий. Для вводимой в эмульсию жировой фазы (при каждой концентрации эмульгатора) также имеется оптимум, при котором эмульсия получается наиболее устойчивой [2, 108].
Традиционным пищевым эмульгатором являются фосфолипиды растительного или животного происхождения [6]. Источником фосфолипидов животного происхождения являются яичные продукты.
Известно, что яйцо - высокоценный пищевой продукт, усвояемость которого достигает 97%, ими обеспечивается до 14% животного белка и до 6% потребности человека в жирах. Куриные яйца содержат 73,6% воды, 12,8% белка, 11,8% жиров, до 1% углеводов, до 0,8% минеральных веществ. Яйца обеспечивают организму 12,9% метионина и цистеина, поскольку их содержание в вареных яйцах соответственно 390 мг/100 г и 220 мг/100 г [58].
Липиды яйца представлены триглицеридами с незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами, содержащимися в желтке (60%), 40%о липидов - фосфолипиды, которые на 70% представлены лецитинами, 3% лизолецитинами и 27% других фосфолипидов. Отношение полиненасыщенных жирных кислот к насыщенным жирным кислотам равно приблизительно 0,55. Полиненасыщенные жирные кислоты представлены в основном докозогексаеновой кислотой и эйкозапентаеновой кислотой, причем, жирнокислотный состав в значительной степени зависит от корма, получаемого несушками. Высокий уровень холестерина в яйцах (385мг/100г), в определенной мере является для человеческого организма сдерживающим фактором их употребления в неограниченном количестве. Лецитино-протеиновый комплекс яйца определяет технологические свойства яичных продуктов в пищевых эмульсиях [127].
В тоже время яйцепродукты являются одним из основных критичных видов сырья для производства соусов, майонезов. Длительно считалось, что вследствие наличия природных консервирующих веществ (лизоцима и др), углекислоты, высокого значения рН (9,2) яйца стерильны, а скорлупа имеет защитные свойства. В 1980 - 1990 гг. яйца были связаны с массовыми отравлениями Salmonella Enteritidis и в мировой практике установлено, что посторонняя культура проникает в яичники несушек и происходит контаминирование яиц еще в момент их продуцирования. В результате поисков, было введено гигиеническое нормирование [117].
Приготовление и исследование качества модельных майонезных эмульсий
Приготовление модельных майонезов в лабораторных условиях осуществлялись по существующим типовым методикам [66]. Определение органолептических показателей (вкус, цвет, запах и консистенция), физико-химических показателей (жирность, кислотность в пересчете на уксусную кислоту, рН, стойкость эмульсии, вязкость) по действующим стандартным методикам [26, 109]. При проведении дегустаций использовалась группа отобранных дегустаторов, работавших под руководством эксперт — дегустатора. Подготовку образцов, организацию тестирований осуществляли по утвержденным методикам [30, 31, 120].
Определение дисперсности осуществлялось по существующим типовым методикам на микроскопе «Микмед - 5» с камерой DCM - 130, с различными увеличениями.
Исследуемый образец продукта при температуре 20 С растворяется в воде с температурой 20 С до получения концентрации 20 - 50 жировых частиц в поле зрения микроскопа. Одна капля исследуемого раствора помещается на предметное стекло, покрывается покровным стеклом и исследуется метод иммерсионно-масляной электроскопии.
Измерение вязкости на RVA происходит следующим образом: приготовление пробы - майонез в равном количестве отвешивается в специальный алюминиевый сосуд, в который погружают специальную смесительную лопатку; сосуд помещают в вискозиметр RVA и начинают измерение. Данные передаются через управляемый микропроцессор в специальную компьютерную программу, которая строит график зависимости вязкости с течение времени [78]. 2.2.5 Математические методы планирования экспериментов Математическую обработку результатов осуществляли по типовым расчетам [28, 33]. За оценку истинного значения у принимали среднеарифметическое уср. из всех повторностей опыта: Уср.= (1/т)2уь где у - оценка истинного значения; т - число повторений. Для всех m повторностей выражение записывается: SAyk = Еук - ту. Разделив выражение на число повторностей т, получим: У = УсР.-(1/т)Дук. Затем проводился анализ грубых ошибок («промахов»), по методу, основанному на оценке максимальных различий полученных результатов. Анализ проводился в такой последовательности: 1. располагали результаты ук в упорядоченный ряд, в котором минимальному результату присваивается номер первый (уі), а максимальному — наибольший (ут); 2. если «подозреваемый» результатом будет ут, рассчитывали отношение Ь = (ут-У(т-1)У(Ут-Уі)3 если «подозреваемым» результатом будет уі - отношение Ь = (у2-уі)/(ут-уі); 3. при уровне значимости q = 0,05 и известном числе повторностей т, находили табличное значение критерия LT; 4. если L Lm, то подозреваемый результат является грубой ошибкой и его следует исключить. После того, как в серии остались лишь достоверные результаты, проводили расчет доверительной ошибки є доверительного интервала для единичного ук или средне уср- оценки измеряемой величины. Истинное значение измеряемой величины с доверительной вероятностью 0,95 должно лежать в пределах доверительного интервала: Ук-Нуд У Ук + s(yi) Уср. - е(Уср) У Уср. + е(Уср) Для определения доверительного интервала единичного Ук и среднего уср. результатов использовали критерий Стьюдента St(P;j): НУъ) = t(P;f S(yk); є(уср)= t(P;f) S(ycp). где S(y$ - среднеквадратичное отклонение единичного результата; 3(УсР) — среднеквадратичное отклонение среднего результата (стандартная ошибка). ?(Ук) = (1/(т-1)) I (ук -уср)2; S?(ycp) = (1/т) S?(yO. Критерий t(P;J) брали из соответствующей таблицы в зависимости от принятого уровня значимости и числа степеней свободы, имевших место при определенной дисперсии.
Основной целью статистического анализа является изучение свойств случайной выборки объемом (п), а затем обобщение полученных результатов на всю генеральную совокупность. Это обобщение называется статистическими выводами. При исследовании рассматриваются не отдельные экспериментальные значения некоторой величины, а группы значений, попавшие в последовательно расположенные интервалы.
В настоящее время на рынке г. Москвы предлагаются майонезы различных производителей. Продукция разнообразна по внешнему оформлению — яркие этикетки, разноцветные пакеты из полимерных материалов. Интерес представляло сопоставить продукты по физико-химическим и органолептическим показателям. В связи с этим, в торговой сети «Ашан» г. Москвы были приобретены образцы продукции предприятий: Московского жирового комбината, Нижегородского жиркомбината, Московского маргзавода и Тульского филиала ООО «Юниливер СНГ», ООО «Копания СКИТ». ОАО «ЭФКО», ООО «Ногинский комбинат питания», ООО «Петропродукт-Отрадное, ОАО «Ивановский маргариновый завод», ООО «Балтимор-Столица». Для возможности сопоставления все майонезы были разделены на группы в соответствии с действующей нормативно-технической документацией: низкокалорийные (жирность менее 40 %), среднекалорийные (жирность в интервале 40 - 55 %) и высококалорийные (жирность более 55 %). Оливковые виды, в зависимости от жирности, тестировались в соответствующей группе. В образцах были определены органолептические показатели (вкус, цвет, запах и консистенция), физико-химические показатели (жирность, кислотность в пересчете на уксусную кислоту, рН, стойкость эмульсии, вязкость) по действующим стандартным методикам. При проведении дегустаций использовали эксперт-дегустаторов. Подготовку образцов, организацию тестирований осуществляли по утвержденным методикам. Полученные результаты представлены в таблицах 3.1 и 3.2.
Изучение органолептических свойств ферментированного яичного желтка
В традиционных, классических рецептурах майонезов 67% жирности яичные продукты содержатся в количестве до 6%. В таблице 3.3 представлена традиционная рецептура майонеза 67% жирности.
Сочетание всех компонентов приведенной рецептуры известно в промышленной практике, как «настоящий вкус майонеза провансаль». Такое количество яичных продуктов привносит в человеческий организм дополнительное количество холестерина (210 — 385мг/100г яиц), что в определенной мере является для человеческого организма сдерживающим фактором употребления традиционного майонеза в неограниченном количестве.
Проблема яичных продуктов широко обсуждается последние годы. С целью снижения потребления холестерин содержащих продуктов, при этом сохранения «настоящего вкуса майонеза провансаль», было проведено исследование по использованию новых ингредиентов, позволяющих получить требуемые показатели качества готовой продукции. В литературном обзоре глава 1.2.1 стр. 35 показано, что в мировой практике в последние годы получили распространение ферментированные яичные продукты. При этом ферментированные яичные продукты увеличивают стойкость эмульсии, придают термостабильность, вязкость, стабильность в цикле замораживание - оттаивание, лучшими технологическими свойствами.
В данном разделе изучены органолептические и технологические свойства ферментированного яичного желтка и возможность снижения его процентного ввода в рецептуры майонезов при сохранении традиционных органолептических свойств готовой продукции.
В лабораторных условиях была приготовлена серия модельных эмульсий с использованием ферментированного яичного желтка, физико-химические показатели представлены в главе 2 стр. 42. Ввод яичного ферментированного желтка в модельные эмульсии составлял от 0 до 6 % с шагом 0,03 %. Для проведения работы использовалась группа отобранных дегустаторов в количестве 20 человек, работавших под руководством эксперта -дегустатора. В ходе исследования были определены терминология, выбор дескрипторов для профильной оценки майонезов. Осуществлена статистическая обработка результатов. На основании статистической обработки дегустационных листов серии дегустаций выбраны дескрипторы: соленый, сладкий, молочный, кислый, горчичный, пустой, яичный, синтетический, сбалансированный.
Предварительными дегустациями было определено, что при использовании ферментированных яичных продуктов в интервале от 1,0% и более готовая продукция оценивается, как имеющая дефект «Наличие очень сильного неприятного, приторного или ярко выраженного привкуса яйца». В интервале от 0,41 до 0,99 % готовая продукция оценивалась как имеющая дефект «Не сбалансированный вкус, доминирование яичного вкуса». А в интервале от 0,30 до 0,39 % продукция оценивалась как имеющая дефект «Не сбалансированный вкус, преобладание яичного вкуса и аромата в гамме продукта». В дальнейшем дегустационные исследования проводили с использованием ферментированных яичных продуктов в количестве от 0 до 0,27 %. Результаты статистической обработки дегустационных листов приведены в таблице 3.5
Анализ полученных данных (таблица 3.5) показывает, что модельные эмульсии, содержащие яичный ферментированный желток в интервале от 0,12 до 0,21 % включительно оценены как лучшие, характеризуемые характеристикой - «Выраженный приятный вкус и аромат, свойственные майонезу «Провансаль». Модельные эмульсии с содержанием ферментированного яичного желтка в интервале от 0,03 до 0,09 и 0,24% и 0,27% оценены, как хорошие. На основе экономических расчетов для физико-химических исследований использован интервал от 0,03 до 0,09 %. 3.3 Изучение влияния концентрации эмульгирующих и стабилизирующих веществ на стойкость модельных эмульсий
Эмульсии неустойчивы по своей сути и с течением времени разрушаются. Проблема устойчивости эмульгированных продуктов имеет практическое значение для майонезов, поскольку майонез представляет собой эмульсию типа масло - вода. В соответствии приведенными в главе 1 литературными данными (стр. 27) один из факторов стабилизации дисперсных систем - структурно-механический, оцениваемый стойкостью эмульсии к расслоению. Для предотвращения расслоения на фазы в эмульсии вводят специальные поверхностно-активные вещества, способствующие образованию коллоидных и студнеобразных устойчивых во времени адсорбционных слоев. В качестве эмульгирующих веществ традиционно используются яичные продукты. В нормативно технической документации Российской Федерации гуаровая и ксантановая камеди приведены как загустители и стабилизаторы структуры пищевых продуктов. В данном разделе изучено совместное действие стабилизаторов и ферментированного яичного желтка. Производство майонеза является многофакторным процессом, многовариантность, которого в настоящее время в Российской Федерации фиксируется показателем стойкости майонезной эмульсии, выражаемой в процентах. Исследование много факторного процесса проводили в несколько однофакторных экспериментов, в которых все факторы, кроме концентрации стабилизаторов, фиксировались на постоянных уровнях согласно рецептурам.
Целью исследования данного раздела было изучение эмульгирующих свойств гуаровой камеди, физико-химические показатели которых представлены в главе 2 (стр. 42), и определение диапазона концентраций при совместном действии с яичным желтком, в котором гарантировано получение стойкой эмульсии 67% жирности.
В данном исследовании приготовление модельных эмульсий и определение стойкости эмульсии проводилось согласно методикам (глава 2 стр. 45).
Традиционные, классические рецептуры майонезов 67% жирности содержат яичные продукты в количестве до 6% (таблица 3.3). В связи с интенсификацией процессов производства яичных продуктов, нами исследовалось возможное снижение ввода яичных продуктов до интервала 0,03; 0,06 и 0,09%. Первоначально в качестве стабилизатора использовали гуаровую камедь. Ранее проведенными исследованиями [64, 73] было показано, что тип и торговая марка гуаровой камеди в значительной степени определяет его технологические свойства. Физико-химические показатели использованной гуаровой камеди приведены в главе 2 (стр. 42). Концентрация гуаровой камеди варьировалась в интервале 0,1 - 1,0%.
Разработка экспресс-методов контроля качества майонеза
Майонез, произведенный по разработанной рецептуре, сохраняет традиционный вкус и запах майонеза «Провансаль» (таблица 4.3, Приложение 3), физико-химические показатели (таблица 4.4). При проведении исследований (глава 3.3.2) столкнулись с проблемой, когда стойкость майонеза не является физико-химическим показателем, гарантирующим сохранение первоначальных структурно-механических свойств продукции в течение всего срока ее годности. Нами было сделано предположение, что это объясняется использованием новых видов ингредиентов. В связи с этим были проведены исследования для разработки новых эффективных методик контроля качества майонеза, быстро и надежно гарантирующие сохранение первоначального качества в течение всего срока годности. Были использованы современные инструментальные методы, применяющиеся в смежных отраслях промышленности или в академических научных исследованиях. В качестве таких методов были использованы: определение размера частиц дисперсной фазы микроскопированием [65] и вибрационное воздействие на структуру, которое моделирует механическое воздействие на продукцию при транспортировке [119]. Тест проводился на вибростоле с фиксированной амплитудой 30 мм и отрегулированной частотой движения, равной 200 мин"1.
Образец майонез подвергался исследованию на соответствие требованиям ГОСТ, микроскопированию, фиксированным вибрационным воздействиям в течение фиксированного времени и закладывался на хранение. Микроскопирование и контроль на отделение масла или воды производился через каждые 30 минут. Фотографии (рис. 4.2; 4.4; 4.6; 4.8; 4.10; 4.12; 4.14) и их обработка были осуществлены при помощи программы ScopePhoto. Из статистических рядов размеров частиц майонеза получены одномерные выборки, для которых методами статистического анализа (глава 2.1.2.6) были построены гистограммы (таблица 4.6 и рис. 4.3; 4.5; 4.7; 4.9; 4.11; 4.13; 4.15) и найдены числовые характеристики (таблица 4.7 и 4.8).
Полученные результаты (таблица 4.8) удовлетворяют требованиям заключений (стр. 51) и позволяют сделать предположение о нормальном распределении частиц по размерам во всех случаях. В образце, подвергнутом вибрационному воздействию в течение 180 мин, на поверхности майонеза наблюдалось выделение капель воды, что является показателем начинающегося разрушения структуры, поэтому выдвинутая гипотеза о нормальности распределения размера частиц была проверена с помощью критерия Пирсона, согласно методикам, приведенным в главе 2. В таблице 4.5 представлен рассчет проверки.
Гистограмма распределения после 180 мин вибрации Также данные образцы были отправлены автотранспортом на расстояние 2000 км и заложен на хранение в различные условия: комнатные при температуре +18 ± 2 С и в холодильнике при температуре +4 ± 2 С с целью проверки данного экспресс анализа. Мониторинг физико-химических показателей проводили с регулярностью 1 раз в 7 дней. Выявлено, что структурно-механические свойства, а именно: консистенция и однородность структуры сохранялись в комнатных условиях в течение 90 дней, а в холодильнике 120 дней и вязкость их составляла 5353 сПз и 5398 сПз соответственно, а транспортировка не привела к разрушению структуры. Эти обстоятельства позволяют сделать вывод о том, что продукция, выдержавшая вибрационное воздействие в течение 150 мин и сохраняющая при этом нормальное распределение частиц с максимумом размера частиц не более чем в интервале 10-12 мкм, подлежит транспортировке и хранению. На основании проведенных исследований разработаны экспресс методы контроля качества майонеза: - определение распределения частиц по размерам на основе микроскопирования, при этом количество частиц, менее 16 мкм должно составлять не менее 90%, и их распределение должно отвечать нормальному; - вибрационное воздействие при частоте движения 200 мин"1 амплитуде 30 мм в течение 150 мин (2,5 часов) без выделения дисперсной фазы или дисперсионной среды. Майонез, произведенный по разработанной рецептуре соответствует всем требованиям действующих ГОСТ [25, 26] и отвечает выявленным критериям качества разработанных экспресс-методов контроля. Рецептура майонеза «Провансаль» 67 %-ной жирности, принята к внедрению в промышленные условия и сертифицирована в установленном порядке (Приложение 7). Промышленный выпуск продукции привел к получению годового экономического эффекта в объеме 78,96 млн руб (Приложение 8). Продукция награждена серебряной медалью на международном профессиональном конкурсе продуктов питания и напитков «Продукт года 2007» в рамках выставки «Worldfood Moscow 2007» (Приложение 9).
