Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Основные направления формирования качества и продления сроков годности молочных и молокосодержащих консервов 16
1.1 Актуальность совершенствования традиционных рационов питания.. 16
1.2 Пищевая ценность сухих молочных консервов и её изменение в процессе хранения
1.2.1 Автоокисление жиров 29
1.2.2 Сроки годности пищевых продуктов, в том числе молочных
1.3 Влияние условий производства и хранения на качество молочных консервов 41
1.4 Современные способы сохранения качества молочных консервов
1.4.1 Антиокислительные комплексы для стабилизации жировой фазы молочных консервов 50
1.4.2 Разработка технологий молочных консервов с длительными сроками годности 56
1.5 Сушка методом сублимации как прогрессивный способ консерви
рования молочных продуктов 62
1.6 Выводы по первой главе 73
Глава 2 Организация эксперимента, объекты и методы исследования 73
2.1 Организация выполнения работы 73
2.2 Объекты исследований 76
2.3 Методы исследований
2.3.1 Стандартные методы 78
2.3.2 Общепринятые методы 79
Глава 3 Разработка научной концепции формирования качества сухих молочных консервов повышенной хранимоспоосбности 82
Глава 4 Проектирование модельных составов молочных консервов и исследование влияния различных факторов на их качество 87
4.1 Влияние параметров гомогенизации на качество сухих молочных консервов 89
4.2 Влияние массовой доли жира сухих молочных консервов на сохранение их качества в процессе хранения 100
4.3 Выводы по четвертой главе 114
Глава 5 Разработка антиокислительных комплексов для жировой основы сухих молочных консервов 115
5.1 Изучение антиокислительного действия флавоноидных соединений.. 117
5.2 Изучение антиокислительного эффекта аминокислот 128
5.3 Выводы по пятой главе 133
Глава 6 Упаковка, как фактор, обеспечивающий требуемые качественные характеристики сухих молочных консервов 134
6.1 Упаковка в желатиновые капсулы, как средство получения продукта для специализированного питания 135
6.2 Изучение влияния различной упаковки на качество сухих высокожирных молочных консервов 150
6.3 Установление возможности совместной упаковки капсулированных высокожирных консервов с сублимационными первыми и вторыми блюдами специализированного питания 172
6.4 Выводы по шестой главе 177
Глава 7 Корректировка жирнокислотного состава жировых основ сухих молочных консервов 179
7.1 Исследование молочно-растительной композиции для сухих молочных консервов с корректированным жирнокислотным составом 182
7.2 Исследование факторов, обеспечивающих стабильность молочно-растительной эмульсии 184
7.3 Изучение жирнокислотного состава сухих молочных консервов с использованием растительных жиров 187
7.4 Разработка математической модели оптимальной рецептуры сухих молокосодержащих консервов 189
7.5 Выводы по седьмой главе 195
Глава 8 Теоретическое и экспериментальное обоснование разработки новой группы сухих молочных консервов с повышенной хранимоспособ ностью и пищевой ценностью 196
8.1 Разработка технологий новых видов сухих молочных консервов 196
8.2 Изучение пищевой и энергетической ценности новых видов сухих молочных консервов 217
8.3 Оценка биологической ценности новых видов сухих молочных консервов 220
8.4 Исследование показателей качества сухих молочных консервов в процессе хранения и установление сроков годности проектируе мых продуктов 223
8.5 Выводы по восьмой главе 231
Глава 9 Практическая реализация результатов исследований 233
9.1 Разработка технической документации и апробирование технологий новых видов сухих молочных консервов 233
9.2 Технико-экономические показатели производства сухих молочных и молокосодержащих консервов 234
9.3 Заключение по девятой главе 236
Основные результаты и выводы 238
Список литературы
- Современные способы сохранения качества молочных консервов
- Методы исследований
- Влияние массовой доли жира сухих молочных консервов на сохранение их качества в процессе хранения
- Изучение влияния различной упаковки на качество сухих высокожирных молочных консервов
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
По данным Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, объем производства молока на сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности в 2014 г. вырос на 2,6% – до 16,3 млн тонн. На сокращение дефицита товарного молока в России оказали влияние два фактора: рост производства и сокращение потребления молока и молочных продуктов. При росте производства молока тревожной остается тенденция уменьшения потребления молочных продуктов. По данным Международной молочной Федерации (IDF), в 2013 году потребление молочных продуктов в России в пересчете на сырое молоко снизилось до 161 кг на душу населения. По сравнению с 2012 годом потребление упало на 7%. В 2014–2015 гг. – годах санкций и экономического кризиса снижение потребления молока в Российской Федерации было еще значительнее.
Молоко и молочные продукты – социально-значимые продукты в рационах питания населения, в т. ч. групп риска (дети, беременные женщины, рабочие ряда промышленных предприятий и т. д.).
Консервирование молока позволяет решить ряд важнейших задач: сгладить сезонность производства молока, повысить транспортабельность молочного сырья, обеспечить молочными продуктами население, не получающее натуральное молоко по географическим, климатическим и другим причинам; специализированным питанием людей, находящихся в экстремальных условиях существования (армейские войска, космонавты, подводники, альпинисты, туристы), а также отдаленных районах страны с ограниченными ресурсами натурального молока. Сухие молочные консервы с наиболее высокой концентрацией компонентов молока входят в ассортимент продукции госрезерва, это имеет еще и стратегическое значение: повышается экономическая безопасность страны.
В процессе хранения качество молочных консервов ухудшается, приводя к снижению пищевой ценности, потребительских характеристик, сокращению сроков годности. Улучшение и сохранение качества молочных консервов, увеличение их срока годности решает важнейшую социальную задачу – обеспечение населения нашей страны полноценными молочными продуктами для общего питания, а также специализированного назначения.
Хранимоспособность молочных консервов можно повысить благодаря использованию инновационных технологий, замены нестойкого в хранении молочного жира на его заменители растительного происхождения, введения в состав продуктов антиокислителей, использования герметичной упаковки и других способов.
Поэтому актуальны разработка научных принципов, приемов и методов создания технологий сухих молочных консервов повышенной хранимоспособ-ности и пищевой ценности.
Степень разработанности темы исследования.
В трудах Н.Н. Липатова, И.А. Рогова, А.А. Покровского, В.Г. Высоцкого, А.М. Уголева, В.Б. Толстогузова, А.М. Бражникова, А.Г. Храмцова, В.Д. Харитонова, И.А. Радаевой и других известных отечественных учёных отражены теоретические основы создания продуктов повышенной пищевой ценности на основе сырья животного происхождения.
Научные проблемы и задачи по использованию растительного сырья для повышения качества и пищевой ценности молочных и молокосодержащих продуктов реализованы в трудах Л.А. Остроумова, М.А. Евдокимова, В.М. Позня-ковского, А.А. Майорова, Н.Б. Гавриловой, Г.Б. Гаврилова, А.Ю. Просекова, И.А. Смирновой, Н.И. Дунченко и др.
А.Г. Галстяном, А.Н. Петровым, В.Д. Харитоновым, В.И. Кругликом, А.М. Поповым, Л.В. Голубевой, Н.А. Тихомировой и др. дано научное обоснование и предложена практическая реализация технологий концентрированных молочных продуктов повышенной хранимоспособности.
Исследования срока годности сухих молочных консервов отражены также в трудах зарубежных учёных G. -J. E. Nychas, E. Panagou, F. Kong, R. Paul Singh, M. Brown, G. Talbot, D. D. Muir, Дж. В. Ирвин, Н. Хеджес и др.
Вместе с тем, количество работ, посвященных разработке научных основ проектирования молочных и молокосодержащих продуктов повышенной хра-нимоспособности общего и специализированного назначения, создания технологий их производства и выработки наиболее эффективных схем их применения, ограничено и недостаточно на современном этапе развития производства этих продуктов. Кроме того, проблема повышения устойчивости молочных консервов актуальна на фоне увеличения объема производства молокосодер-жащих консервов в связи с увеличением себестоимости натурального молочного сырья и его дефицитом в отдаленных районах страны.
Таким образом, разработка технологий и расширение ассортимента сухих молочных и молокосодержащих консервов, общего и специализированного назначения с увеличенным сроком годности является перспективным направлением развития прикладной науки, имеющим важное народно-хозяйственное значение.
Цель и задачи исследований.
Цель работы – теоретическое обоснование и практическая реализация разработки технологии сухих молочных и молокосодержащих консервов повышенной хранимоспособности и пищевой ценности.
Для достижения цели в работе решались задачи:
– разработка научных принципов целенаправленного формирования потребительских свойств сухих молочных и молокосодержащих консервов повышенной пищевой ценности с увеличенными сроками годности общего и специализированного назначения;
– проектирование модельных составов сухих молочных и молокосодер-жащих консервов и исследования влияния различных факторов на их качество;
– разработка антиокислительных комплексов для жировых основ сухих молочных консервов;
– обоснование технологии и рецептуры одноразовой упаковки для сухих молочных консервов специализированного назначения;
– апробирование капсулированных сухих высокожирных молочных консервов в составе обеденных блюд сублимационной сушки;
– разработка метода корректировки жирнокислотного состава сухих молочных консервов с целью его сбалансированности;
– разработка технологий и рецептур сухих молочных и молокосодержа-щих консервов;
– проведение комплексной оценки пищевой ценности, качества и безопасности новых продуктов и установки их сроков годности;
– разработка технической документации на новые продукты и проведения их промышленной апробации.
Научная концепция.
Научная концепция работы заключается в научно обоснованном и экспериментально подтвержденном комплексном подходе к формированию и сохранению пищевой ценности сухих молочных и молокосодержащих консервов повышенной пищевой ценности и увеличенного срока годности при разработке новых технологий с использованием сырья растительного происхождения, антиокислительных комплексов, герметичной упаковки и др.
Научная новизна.
Научно обоснована и разработана концепция комплексного подхода к формированию качества сухих молочных консервов, сущность которой заключается в исследовании факторов, формирующих и сохраняющих качество проектируемых продуктов.
Выявлены факторы, обеспечивающие получение и сохранение пищевой ценности сухих молочных консервов (технологические режимы производства, состав продукта, стабилизация жировой фазы антиокислителями, корректировка ЖКС, герметичная упаковка и др.).
Доказано, что значительное влияние на формирование качества сухих молочных консервов, особенно высокожирных, имеют массовая доля жира в проектируемых продуктах и процесс гомогенизации смеси (его инвариантность и режимы); для молокосодержащих продуктов – еще и параметры эмульгирования молочно-растительной смеси.
На основе сравнительного анализа расчетов антиокислительных эффектов моноантиокислителей разработаны антиокислительные комплексы и установлены дозировки их внесения, способствующие увеличению срока годности разрабатываемых продуктов.
Показано, что для получения эластичных, прочных, быстрорастворимых и сохраняющих первоначальные свойства в длительном хранении желатиновых капсул для одноразовой упаковки сухих молочных консервов специализированного назначения первостепенно значимы: соотношение пластификатора и желатина, режимы стерилизации желатиновой смеси, температура сушильного агента и готовых капсул, продолжительность сушки и массовая доля влаги в готовых капсулах.
Предложена технология создания барьера взаимодействия рецептурных ингредиентов первых и вторых блюд сублимационной сушки с капсулирован-
ным сухим высокожирным продуктом, это позволило добиться сохранения пищевой ценности совместно упакованных продуктов в течение 2-летнего срока годности.
Разработан метод корректировки жирнокислотного состава жировых основ сухих молочных консервов, позволяющий получить соотношение 6 : 3 как 510 : 1 при замене части молочного жира на его заменители на основании экспериментальных данных жирнокислотного состава различных вариантов молочно-растительных смесей.
Комплексная оценка пищевой ценности, качества и безопасности новых продуктов показала возможность увеличения срока годности в 1,5–2 раза без снижения потребительских свойств.
Новизна технических решений отражена в авторском свидетельстве № 1305922 «Способ производства съедобных желатиновых капсул» и четырех патентах на изобретение: № 2458512 «Способ получения сухого молокосодер-жащего продукта», № 2489887 «Способ производства сухого молокосодержа-щего продукта», № 2483561 «Способ производства сухого сметанного продукта», № 2511028 «Способ производства сухого сметанного продукта».
Теоретическая и практическая значимость.
Теоретическая значимость работы заключается в создании экспериментальной базы для дальнейших исследований в области разработки ресурсосберегающих технологий и рецептур сухих молочных консервов функциональной направленности общего и специализированного назначения повышенной хра-нимоспособности и пищевой ценности.
Дано теоретическое обоснование процессов стабилизации жировых основ сухих молочных консервов; способов получения устойчивой молочно-растительной эмульсии при создании молокосодержащих продуктов; влияния различных видов упаковки на хранимоспособность молочных консервов; повышения пищевой ценности продуктов за счет корректировки ЖКС.
Значительная часть работ выполнена в рамках научной школы доктора технических наук, профессора Н.Б. Гавриловой «Биотехнологии комбинированных молочных продуктов специального назначения».
Полученные результаты углубили знания в данной области и были использованы при выполнении госбюджетной темы № 01201156962 «Разработка ресурсосберегающих технологий сухих молочных консервов специализированного назначения».
Для производства новых видов сухих консервов разработаны и утверждены 7 комплектов технической документации, включающие ТУ, СТО, ТИ.
Проведена промышленная апробация подготовленной продукции в ОНО «ВНИМИ-Сибирь» Россельхозакадемии (г. Омск).
Материалы исследований опубликованы в двух монографиях, включены в курс лекций и темы лабораторных занятий и практических работ по дисциплинам «Товароведение и экспертиза однородных групп продовольственных товаров», «Химия пищи», «Товароведение молока, молочных продуктов и пищевых жиров» и др. по направлениям подготовки – Товароведение и специальности – Товароведение и экспертиза товаров.
Методология и методы исследования.
При проведении исследований применялись научные концепции, принципы, интегрирующие подходы к разработке пищевых продуктов с заданными свойствами на основе стандартных и специальных методов сбора и анализа информации, систематизации результатов.
При проведении комплексной товароведной оценки новых продуктов применяли общепринятые, стандартные и специальные методы исследования органолептических и физико-химических показателей, показателей пищевой ценности и безопасности.
Положения, выносимые на защиту:
– научные принципы формирования качества сухих молочных консервов, позволяющие получать продукты направленного действия, повышенной хра-нимоспособности и пищевой ценности;
– закономерности изменения показателей качества модельных составов молочных и молокосодержащих консервов в процессе хранения в зависимости от состава и технологии производства (массовой доли жира в продукте, инвариантности и режимов проведения процесса гомогенизации);
– состав антиокислительных комплексов для стабилизации жировой фазы сухих молочных консервов;
– закономерности изменения качества желатиновых капсул в зависимости от рецептуры желатиновой смеси и технологических режимов их производства;
– способ сохранения пищевой ценности первых и вторых блюд сублимационной сушки за счет создания многокомпонентной системы и изоляции сухого высокожирного молочного продукта в желатиновые капсулы;
– алгоритм получения стабильной молочно-растительной эмульсии в зависимости от параметров ее приготовления;
– закономерность изменения показателей качества и пищевой ценности сухих молочных и молокосодержащих консервов от состава и дозировок внесения антиокислительных комплексов и условий хранения продукта.
Степень достоверности результатов.
Положения, решения, выводы и рекомендации основаны на выдвинутой в работе научной концепции, анализе теоретических и практических аспектов изучаемой проблемы, подтверждены значительным объемом проведенных экспериментальных работ с использованием стандартных и специальных методов исследования, современных методов расчета статистической достоверности результатов измерений, согласованностью результатов исследований с современными тенденциями пищевой технологии, положениями науки о питании, апробациями, производственными опытами и результатами практических внедрений.
Апробация результатов исследования.
Основные положения диссертационной работы и результатов исследований были предметом обсуждений и докладов на научно-технических мероприятиях разного уровня: научно-практической конференции «Аграрное образование в Азиатско-Тихоокеанском регионе: проблемы и перспективы» (Уссурийск, 2010); международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2011); VI международ-
ной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010); международном семинаре «Современные технологии продуктов питания: теория и практика» (Омск, 2010); международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания» (Владивосток, 2010); IX региональной научно-практической конференции молодых учёных вузов Сибирского федерального округа «Инновации молодых учёных аграрных вузов – агропромышленному комплексу Сибирского региона» (Омск, 2011); международной научно-практической конференции «Качество и безопасность продуктов в условиях ВТО» (Москва, 2012).
Публикации.
Основные результаты диссертации опубликованы в 100 печатных работах, в том числе 18 статьях в журналах, входящих в перечень ВАК Минобр-науки РФ, двух монографиях, одном авторском свидетельстве и четырех патентах на изобретение.
Структура и объем диссертационной работы.
Диссертация состоит из 9 глав, включающих введение, аналитический обзор литературы, методическую часть, результаты собственных исследований. Основное содержание изложено на 282 страницах, включает 71 таблицу, 55 рисунков, 422 источника литературы отечественных и зарубежных авторов, 35 приложений.
Современные способы сохранения качества молочных консервов
Энергетическая ценность продукта характеризует долю энергии, которая может высвобождаться из пищевых компонентов при окислении и использоваться с целью удовлетворения физиологической жизнедеятельности человека.
Биологическая ценность, как частный термин, характеризует переваривае-мость белка продукта, зависящую от структурных особенностей белка и степени сбалансированности его аминокислотного состава, характеризует совокупность взаимодействия белковой молекулы и животного организма [235].
Состав, пищевая ценность и свойства сухих молочных продуктов предопределяются их следующими компонентами: белками, жирами, углеводами, витаминами, минеральными веществами. Свойства сухих молочных продуктов в значительной мере определяются состоянием его белковой фазы. Содержание белков в сухих молочных продуктах довольно высокое и колеблется от 10% в сухих высокожирных сливках, до 25,6% в сухом цельном молоке.
Высокая биологическая ценность молока обусловлена, прежде всего, содержанием в нем легкоусвояемых белков. Молочный белок в виде сухого обезжиренного молока может способствовать скорейшему решению проблемы дефицита белка в мировом масштабе. [356,358,374,375].
Общеизвестно, что белки молока и сухих молочных продуктов являются биологически полноценными, т.к. содержат в своем составе все известные эссен-циальные кислоты, находящиеся в белках; так в сухом цельном молоке сумма их составляет 9616 мг, что обеспечивает 24-26% суточной потребности в них организма. Из общего количества аминокислот, находящихся в белке, организм усваивает лишь определенную долю. Об остальных аминокислотах А. А. Покровский говорит как о «недоступных» [235, 236].
На доступность аминокислот влияет ряд факторов, главным из которых является тепловая обработка молока. В зависимости от технологии производства молочных консервов степень изменения белка может быть различной. Из незаменимых аминокислот наиболее подвержен различным воздействиям лизин, что объясняется повышенной реактивностью его SH-групп. [371,372,373]. Лизин в процессе технологической обработки молока под воздействием высокой температуры изменяется, часть его переходит в «недоступную» форму вследствие блокирования аминной группы. В связи с этим продукт теряет свои биологические свойства. Та часть лизина, которая может быть использована организмом человека для синтеза протеина, называется «доступным» лизином. В сухом молоке содержание доступного лизина на 9% меньше, чем в сыром молоке. И. А. Радаевой определена биологическая ценность новых видов молочных консервов сублимационной сушки [245].
В результате сопоставления аминокислотного состава кисломолочных продуктов сублимационной сушки с идеальными шкалами аминокислот выявлена весьма высокая биологическая ценность сухой простокваши, ацидофильной пасты, йогуртов.
Аминокислотный скор, рассчитанный по шкале Комитета ФАО-ВОЗ, показал, что лимитирующей кислотой для всех изучаемых продуктов является метио-нин и изолейцин. Расчетные величины аминокислотного скора по всем другим незаменимым аминокислотам для продуктов сублимационной сушки выше 100, что также указывает на высокую биологическую ценность этих продуктов.
Показатель биологической ценности молока может изменяться при изготовлении молочных консервов под влиянием тепловой обработки, изменяющей структуру белков, а также взаимодействия с другими веществами и в процессе длительного хранения.
По данным В.В. Кугенева содержание большинства аминокислот в результате переработки молока увеличивается, количество же других – уменьшается.
Так как при производстве молочных консервов наиболее существенным является температурный фактор, то, следовательно, воздействие его на отдельные аминокислоты различно.
Наибольшее снижение по отношению к натуральному молоку (втрое) отмечается для глицина. Аналогичная тенденция, но в меньшей степени, установлена для лизина, аланина, метионина и лейцинов. Увеличилось в результате высушивания и сгущения количество аспарагиновой кислоты, треонина, серина и др. Из изложенного можно сделать вывод о том, что в процессе сушки и сгущения молока потери аминокислот незначительны. По питательной ценности и содержанию аминокислот сухие молочные консервы практически не уступают натуральному молоку. Неизбежность некоторых потерь, по-видимому, связана с термическим воздействием на молоко, в результате чего нарушается соотношение между казеином и водорастворимыми белками.
Незначительная часть аминокислот теряется с другими азотсодержащими веществами молока.
В этой связи можно отметить работы С. М. Штальберг, И. А. Радаевой и Н. Лебедева, в которых авторы установили, что от температурных факторов зависят не только биологические свойства белков, но и стойкость сухого молока в хранении [324, 325, 332, 370, 376, 377, 408].
После хранения в течение двух лет при температуре 5-7 С аминокислотный состав белков сухих молочных консервов существенно не изменился. Разница в 0,3% была получена лишь для глютаминовой кислоты и лейцинов в сухом молоке. По всем другим аминокислотам разница в 0,1-0,2%, что укладывается в пределы допустимой ошибки метода, равной 3%. [241]
И. А. Радаева также указывает на незначительное, лишь на 2-4% по сравнению с исходными показателями, снижение протеиновой ценности продуктов сублимационной сушки после 12 мес. хранения [241, 244].
З. Л. Кретович и P. P. Токарева высказывают предложение, что уменьшение количества аминокислот в хранении может происходить в результате их деструкции и меланоидинообразования, а незначительное их увеличение – результат неферментативного гидролиза и ферментативного протеолиза белков.
Методы исследований
Один из распространенных процессов, ведущих к снижению качества молочных консервов - автоокисление жиров под действием кислорода воздуха. При образовании специфических продуктов окисления появляются разнообразные неприятные привкусы и запахи, которые развиваются при накоплении даже незначительных количеств карбонильных соединениями
Окисление липидов в сухих молочных консервах под действием кислорода воздуха вызывается большим количеством воздуха, заполняющего промежутки и вакуоли между частицами сухого продукта [302, 303, 304, 306, 340, 352, 392].
Сохранение высокого качества продукта в значительной степени зависит от эффективности защиты его от окисления кислородом воздуха. Одним из способов такой защиты является упаковка сухих молочных продуктов в среде азота с предварительным вакуумированием.
Это способствует замедлению окислительных процессов, но полностью они не прекращаются, так как после азотирования остается 3-4 % кислорода, что достаточно для каждой стадии.
Окисление жира может начаться в сыром молоке и продолжаться на различных этапах технологического процесса. Липиды, в которых уже начали происходить процессы окисления, имеют пониженную стойкость. В связи с этим необходимо обеспечить сохранении липидов в неокисленном состоянии в готовом продукте [201, 204, 208].
Значительная роль в сохранении жиров от окислительной порчи отводится естественным антиокислителям, которые всегда присутствуют в молоке. В результате уменьшения количества естественных ингибиторов в процессе переабот-ки молока их действие, как антиокислителей, уменьшается. Большое значение для качества продукции имеют температурные и влажно-стные режимы хранения.
Многочисленные работы, посвященные этой теме, исследуют поведение различных составных частей сухих молочных продуктов в зависимости от режимов хранения с целью дать рекомендации по уточнению оптимальных сроков хранения [301, 305, 420, 421, 422]. Американские ученые Крайг и другие исследовали стойкость сухого цельного молока вакуум-пенной сушки, которое хранили при комнатной температуре и в обычном холодильнике. Изготавливали, перерабатывали и упаковывали продукт под вакуумом, что снижало до минимума окислительную порчу [157,371,374].
Полученные экспериментальные данные указывали на отсутствие окислительного изменения жира и прогорклого привкуса. Хранение продукта при комнатной температуре показало хорошую его стойкость в течение 9 месяцев и более. Авторы предполагают, что процесс сушки молока под вакуумом во влажном состоянии поможет решить проблемы его хранения при комнатной температуре [301, 305].
Многими авторами анализировалось, как влияют режимы хранения, особенно при неблагоприятных условиях, на стойкость жировой фракции сухих молочных смесей [110].
Ежемесячно жировые фракции исследовались на содержание массовой доли свободного жира, ПК, КЧ и ТБЧ. ЖКС липидов и фракционный состав определялся в свежевыработанном виде и на конец хранения смесей, массовая доля прочно связанных липидов – периодически через 1-3 мес.
Показателем качества сухих молочных смесей служила массовая доля в них свободного жира, так как появление его способствовало окислительной порче и связанной с ней растворимостью сухих молочных продуктов после восстановления [306].
Массовая доля свободного жира в молочных смесях «Малютка» составляло 15 до 20%. При хранении смесей отмечалось увеличение свободного жира при I режиме до 29%, при II – до 27,2%, при III – до 28% для смесей «Малютка» и 24% – для смесей «Малыш». В исходных смесях «Малютка» и «Малыш» перекисные числа составляли 0,02 и 0,017% йода. Образование перекисных соединений является первой стадией окисления жира. К концу хранения перекисные числа возросли при I режиме до 0,05 и, 0,04% йода, при II режиме – 0,09 и 0,06% для смесей «Малютка» и «Малыш». Наиболее интенсивное нарастание перекисных чисел на 44 блюдалось при III режиме. К концу хранения они составляли для смеси «Малютка» 0,0112%, для смеси «Малыш» 0,105% йода [242].
Вторичные продукты окисления, так называемые ТБЧ, характеризующие более глубокое окисление жира, сопровождаются образованием двойных связей. Увеличение ТБЧ связано с ухудшением органолептических показателей продуктов. Свежий жир имел значение ТБЧ 0,037 для смеси «Малютка»; 0,03 – для смеси «Малыш». Процесс окисления смесей катализировался температурой и относительной влажностью среды.
Через год хранения при холодильном режиме ТБЧ увеличилось до 0,156 и 0,144, при II – до 0,145 и 0,081, при III – до 0,258 и 0,262 единиц. Одновременно ухудшились показатели вкуса и консистенции смесей и продукты были сняты с хранения [242]. В литературе имеются данные, что к 12 мес. хранения при температуре (25±1) С тиобарбитуровые числа приближаются к 0,07 ед., а к 36 мес. хранения достигают 0,14 ед. оптической плотности; сухие высокожирные сливки имеют аналогичные показатели 0,1 и 0,2 единиц [245]. Исследования показателей окисленности диетических молочных сухих продуктов выявили предел окислительной порчи через 12 мес. хранения, который при (4±1) С был равным 0,08 единиц. Таким образом, величина ТБЧ зависит от количественного и качественного состава сухого молочного продукта. Состав детских смесей более сложен, чем состав сухого молока и сливок.
Влияние массовой доли жира сухих молочных консервов на сохранение их качества в процессе хранения
При исследовании сырья и готового продукта определяли показатели, регламентированные стандартами и характеризующие состав и свойства их основных частей: липидов, белков, углеводов, минеральных веществ.[30,33,62,102,197]
Массовую долю жира, сухих веществ, свободного жира, влаги, титруемую кислотность, плотность и растворимость определяли по стандартным и общепринятым методикам.
Массовую долю белка определяли методом Кьельдаля; витамина С -титрованием 2,6 дихлорфенолиндофенолом; витамина А и его провитамина -каротина - спектрофотометрическим методом, витамина Д - фотометрическим методом при взаимодействии с хлористой сурьмой и ацетилхлоридом; витамина Е - методом, основанным на восстановлении хлорного железа и образовании окрашенных продуктов с ортофанантролином двухвалетным железом. Определение объемной массы проводили без уплотнения и с уплотнением навески до постоянного объема, т.е. до прекращения видимой усадки порошка в мерке по методике Харитонова В.Д. [303].
Перекисные числа определяли йодометрическим методов, кислотные - титрованием, тиобарбитуровые числа - методом дистилляции вторичных продуктов окисления молочного жира с последующим количественным определением их фотоколориметрическим методом [174].
Период индукции молочного жира двумя методами - Шебанина П. В. по определению истинного индукционного периода [318] и ускоренным по В. Г.Атра-ментовой [3,11,214].
Липиды извлекали из сухого продукта по методу Фолча, используя хлоро-формо-метанольную смесь в соотношении 2:1 [30], а также методом вытапливания из восстановленного продукта при 60 С [318].
Групповой состав липидного комплекса определяли методом тонкослойной хроматографии (Уманский М. С., Шталь Э., Бехова Е. А.) в системе растворителей; гексан-диэтиловый эфир - уксусная кислота 8,6:12:2. Жирнокислотный состав - методом газожидкостной хроматографии. Разделение этиловых эфиров проводили на хроматографе «Хром 4.1» с детектором ионизации пламени, используя медную колонку плоской спиральной формы длиной 2,1м. Колонка заполнялась динохромом П (0,315-0,5) с нанесенной стационарной фазой - диэти-ленгликольсукцинатом. Газ-носитель - гелий, расход водорода 35 мл/мин, давление водорода 0,11 МПа. Температуру камеры ввода устанавливали на 50 С выше температуры колонки, которая достигала 200 С.
Этиловые эфиры жирных кислот готовили по методике Горяева М. И. Для их идентификации хроматографировали искусственную смесь чистых этиловых эфиров жирных кислот, соответствующих составу молочного жира. Количественный состав устанавливали по площади пика соответствующей кислоты, равной произведению его высоты на ширину (на середине высоты) [63]. Для характеристики изменений белков устанавливали содержание аминокислот в гидролизатах белков методом ионообменной хроматографии по Муру и Штейну на автоматическом аминокислотном анализаторе фирмы "Микротехна" Прага, модель AAA-881 [386].
Гидролизаты белков сухих высокожирных сливок готовили по методике Сапрыгина Г., Головченко Г. [257].
При вычислении аминокислотного скора пользовались модификацией, предложенной комитетом ФАО-ВОЗ, получившей наибольшее распространение [235].
Микробиологические исследования и показатели безопасности включают микробиологический анализ производства и готового продукта, общую бактериальную обсемененность, БГКП, наличие стафилококков и сальмонелл в соответствии с СанПиН и Техническими регламентами на молоко и молочную продукцию [224,239,256,265].
Данные экспериментальных исследований обрабатывались с использованием методов статистической обработки результатов с применением стандартных прикладных компьютерных программ (Microsoft Excel., PTC Mathcad) при трехкратной повторности опытов.
Изучение влияния различной упаковки на качество сухих высокожирных молочных консервов
Сухие консервы на молочной основе представляют собой порошок кремового цвета с молочным, либо кисломолочным вкусом и запахом.
Традиционно продукты хранятся при следующих условиях: температура (4±2) С, относительная влажность воздуха (83±2)%. При этих условиях срок годности составляет не более 12 мес. Ранее проведёнными исследованиями выявлено, что после хранения в течение более 6-8 мес. наблюдается ухудшение показателей качества, снижение органолептических, физико-химических, микробиологических показателей, показателей безопасности, и в целом пищевой ценности продуктов [121,122, 123,124,132,133].
При повышенных температурах хранения сухих молочных консервов, особенно высокожирных, процесс окислительной порчи идет особенно интенсивно. Активно окисляются ПНЖК, группы витаминов, фосфолипидов. Повышенная температура активизирует реакцию меланоидинообразования. В результате чего продуктыприобретают коричневатый оттенок и привкус карамелизации, снижается их растворимость, увеличивается процесс восстановления [144, 192, 257].
С целью стабилизации продуктов используют антиоксиданты, чаще всего природные, которые увеличивают сроки годности продуктов [21,36,120].
Применение химических ингибиторов имеет ограниченное использование по ряду понятных причин [185, 186, 192, 211, 272, 273].
К природным антиоксидантам относятся вещества растительной природы, так называемые биофлавоноиды. Один из ярких представителей такой группы антиокислителей - дигидрокверцетин, проявляющий к тому же еще и витаминную активность. Дигидрокверцетин (ДКВ) – один из наиболее сильных антиокислителей, известных в настоящее время. Получают его из лимонного дерева и сибирской лиственницы [36,215,228].
Для сравнения антиокислительного действия ингибиторов нами изучалось влияние на торможение окислительных процессов естественных антиокислителей двух видов флавоноидного и аминокислотного характера.
Учитывая, что от одного антиокислителя трудно ожидать высокого антиокислительного эффекта, нами были созданы антиокислительные комплексы из не менее двух моноантиокислителей.
Разработка антиокислительных комплексов для стабилизации разрабатываемых сухих молочных и молокосодержащих продуктов проводились на примере сухих высокожирных сливок, как продукта наиболее жиросодержащего (м.д.ж.= 75%) и, кроме того, имеющего в своем составе только молочный жир, без добавок растительных жиров. Как известно, молочный жир более подвержен окислительной порче и является менее стабильным, чем растительный: срок годности растительных жиров превышает 12 мес., а некоторые жиры растительного происхождения (например, пальмовый) может храниться без заметного изменения качества до 2-х лет.
Поэтому, целесообразно было установить антиокислительную способность исследуемых ингибиторов именно на продукте, выработанном без использования растительных жиров.
Исследовались антиокислители двух видов: флавоноидные соединения и антиокислители аминокислотного характера. На основе изучения их действия и полученного антиокислительного эффекта моноокислителей составлялись антиокислительные комплексы из выбранных наиболее эффективных ингибиторов с оптимальными дозировками их внесения. В качестве вещества, усиливающего деятельностьосновного антиоксиданта применялись синергисты - вещества, обладающие незначительным эффектом, но активизирующие деятельность основного антиокислителя.
Для увеличения сроков годности сухих консервов на молочной основе изучена возможность использования ДКВ, вырабатываемого компанией «Эвалар» по ТУ 9100-241-21428156-11 (Приложение 9). ДКВ – белый порошок, иногда имеет кремовый оттенок, растворимость его в воде низкая.
При проведении исследований использовали ДКВ в виде 40% спиртового раствора в количестве не более 0,03% к массовой доли жира в нормализованной смеси. ДКВ вносили в смесь после операции сгущения. Синергистом служила аскорбиновая кислота с массовой долей 0,02% к содержанию жира в смеси, идущей на сгущение. В готовом продукте исследовали химический состав и показатели качества. Продукты закладывались на длительное хранение. Хранение опытных и контрольных образцов проводилось при следующих режимах: (3±2) С и (20±3) С и относительной влажности воздуха не более 75%.
Антиокислительный эффект при стабилизации сухих молочных консервов ДКВ тем выше, чем больше дигидрокверцетна остается в продукте после его по-изводства.
При проверке влияния технологических режимов, а именно, влияния тепловой обработки на антиоксидантную активность ДКВ установлено, что концентрация ДКВ изменялась незначительно, т.е. повышенные температуры не оказывают влияния на стойкость данного антиокислителя в процессе переработки молока, что показано в нижеприведенной таблице 5.1