Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор литературы 10
1.1 Анализ питания детей школьного возраста в условиях образовательных учреждений: проблемы и пути их решения 10
1.2 Существующие рецептуры и технологии специализированных и функциональных продуктов питания для детей школьного возраста на основе молочного сырья 17
1.3 Формирование потребительских характеристик кулинарной продукции на основе творога 21
2 Объекты и методы исследования 26
2.1 Объекты исследований 26
2.2 Методы исследования 27
2.2.1 Маркетинговые исследования потребительских предпочтений детей школьного возраста 27
2.2.2 Метод экспертных оценок органолептических показателей многокомпонентных растительных добавок 27
2.2.3 Исследование структурно-механических характеристик сырья и полуфабрикатов 28
2.2.4 Исследование фазовых переходов комбинированных масс на основе творога методом дефференциально-термического анализа 30
2.2.5 Определение содержание сухих веществ и влаги 32
2.2.6 Определение растворимых и нерастворимых пищевых волокон 32
2.2.7 Исследование химического состава сырья 33
2.2.8 Определение пищевой и энергетической ценности готовой продукции 33
2.2.9 Оценка органолептических показателей 33
2.2.10 Определение токсикологических показателей
2.2.11 Определение микробиологических показателей 33
2.2.12 Оценка результатов исследований
3 Маркетинговые исследования потребительских предпочтений детей школьного возраста в отношении кулинарной продукции школьных пищеблоков 35
4 Обоснование выбора сырья и рецептурных ингредиентов для производства формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания
4.1 Пищевая и биологическая ценность творога 38
4.2 Обоснование выбора овощного, плодового и ягодного сырья 44
4.3 Обоснование выбора зернового сырья 47
5 Обоснование технологии многокомпонентной растительной добавки для формованных кулинарных изделий 53
5.1 Влияние тепловой обработки на структурно-механические свойства растительного сырья 53
5.2 Обоснование рецептурных композиций многокомпонентной растительной добавки 60
5.3 Влияние тепловой обработки на пищевую ценность многокомпонентной растительной добавки 63
5.4 Обоснование технологии многокомпонентной растительной добавки для формованных кулинарных изделий 66
6 Исследование структурно-механических свойств пищевых систем на основе творога 71
6.1 Структурно-механические свойства творога 71
6.2 Влияние многокомпонентной растительной добавки на структурно-механические свойства пищевых систем на основе творога 79
6.3 Влияние дополнительных рецептурных компонентов на структурно-механические свойства пищевых систем на основе творога 85
6.4 Многокритериальная оптимизация рецептур кулинарной продукции из творога 101
7 Обоснование способа замораживания кулинарной продукции из творога 109
8 Разработка рецептур и технологии формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания 116
8.1 Разработка рецептур и технологии формованной кулинарной продукции из творога 116
8.2 Технологическая линия производства формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания 127
9 Комплексные исследования адекватности химического состава, показателей качества и безопасности разработанной кулинарной продукции из творога 131
9.1 Пищевая и биологическая ценность формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания 131
9.2 Токсикологические и микробиологические показатели формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания 138
10 Оценка экономической эффективности производства формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания 144
Выводы 148
Список литературы
- Существующие рецептуры и технологии специализированных и функциональных продуктов питания для детей школьного возраста на основе молочного сырья
- Исследование структурно-механических характеристик сырья и полуфабрикатов
- Обоснование выбора овощного, плодового и ягодного сырья
- Обоснование технологии многокомпонентной растительной добавки для формованных кулинарных изделий
Введение к работе
1.1 Актуальность темы. Питание детей школьного возраста является важнейшим условием формирования и сохранения их физического и психического здоровья, поэтому разработка направлений его оптимизации входит в число приоритетных задач, закрепленных «Основами государственной политики РФ в области здорового питания населения до 2020 г.».
Современным направлением развития системы школьного питания является перевод школьных базостоловых и комбинатов питания на индустриальные методы производства кулинарной продукции. Несмотря на большое количество работ, посвященных вопросам питания детей различных возрастных групп, проблема организации рационального питания школьников в условиях образовательных учреждений продолжает оставаться актуальной. Существенно сдерживает темпы индустриализации школьного питания ограниченность ассортимента кулинарной продукции, адаптированной к поточно-механизированному производству. Вместе с этим, в структуре питания школьников отмечается недостаток продуктов, являющихся источником биологически активных веществ, имеет место субнормальное содержание в рационе белка, витаминов, минеральных веществ.
Ценным сырьём с точки зрения ликвидации существующих дефицитов пищевых нутриентов у детей и подростков является творог - богатый источник полноценного белка (до 22 %), кальция (до 164 мг %), фосфора (до 224 мг %). Однако, кулинарные изделия на его основе (сырники, запеканки, пудинги) ограниченно присутствуют в меню школьных завтраков и обедов, что связано с относительно высокой стоимостью используемого сырья, повышенными санитарно-гигиеническими требованиями к технологическому процессу, низкой степенью механизации производства.
Учитывая вышеизложенное, оптимизация рецептур и разработка индустриальных технологий кулинарной продукции из творога для организации школьного питания в соответствии с современными требованиями являются важной задачей, имеющей теоретическое и практическое значение.
Актуальность данной тематики подтверждена поддержкой гранта РГНФ проект № 16-16-23021 а(р) «Обоснование мероприятий нутриент-ной терапии и оптимизации питания детей школьного возраста», соответствием плану НИР кафедры общественного питания и сервиса ФГБОУ ВПО «КубГТУ» «Совершенствование технологии продуктов детского, функционального и общественного питания» (№ г/р 01201152072).
Отдельные исследования проводились в рамках госзадания Министерства образования и науки РФ, проект № 4.1897.2011 «Разработка инновационных технологий продуктов питания функционального назначения на основе глубокой и комплексной переработки растительного сырья» (№г/р 01201274289).
1.2 Цель работы. Разработка рецептур и технологии кулинарной
продукции из творога для питания детей школьного возраста.
1.3 Задачи исследования:
анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;
обоснование выбора сырья и рецептурных компонентов для производства кулинарной продукции в соответствии с требованиями, предъявляемыми к школьному питанию;
теоретическое обоснование и разработка технологии многокомпонентной добавки из растительного сырья для кулинарной продукции из творога;
изучение структурно-механических свойств пищевых систем на основе творога;
многокритериальная оптимизация рецептур формованной кулинарной продукции из творога;
обоснование режима замораживания кулинарной продукции из творога;
разработка рецептур и технологии формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания;
исследование адекватности химического состава, показателей качества и безопасности формованной кулинарной продукции из творога;
- разработка комплектов технической документации.
1.4 Научная новизна. Научно и экспериментально обоснован под
ход к конструированию многокомпонентных растительных добавок на ос
нове топинамбура с овощным, плодовым или ягодным сырьём; предложен
способ получения растительных добавок, основывающийся на применении
щадящей тепловой обработки в пароконвектомате.
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена технология формованной кулинарной продукции из творога для школьного питания, базирующаяся на направленном изменении соотношений рецептурных компонентов и управлении структурно-механическими свойствами, минимизации продолжительности технологических процессов.
Впервые получены уравнения регрессии, описывающие зависимость предельного напряжения сдвига многокомпонентных пищевых систем на основе творога от соотношения рецептурных компонентов. Обоснованы критериальные значения соотношения влаги к белку, предельного напряжения сдвига, модуля сдвига пищевых систем на основе творога, обеспечивающие формоустойчивость кулинарной продукции в условиях механизированного производства.
Впервые предложена методика проектирования формованной кулинарной продукции, основывающаяся на оптимизации по критериям сбалансированности ингредиентов и структурно-механическим свойствам.
Доказано положительное влияние разработанной технологии на потребительские свойства, в том числе пищевую ценность готовой кулинарной продукции. Новизна технических решений подтверждена 2 патентами РФ на полезную модель и 4 патентами РФ на изобретение.
1.5 Практическая значимость. Разработаны рецептуры и техноло
гия многокомпонентных растительных добавок на основе топинамбура.
Разработаны рецептуры и технология формованной кулинарной продукции
из творога для школьного питания - «Творожные» и «Молодецкие».
Определены химический состав, показатели качества и безопасности новой кулинарной продукции из творога, разработаны техническая документация (ТУ 10.39.22-431-02067862-2016, технологическая инструкция к ТУ 10.39.22-431-02067862-2016) и технологическая документация (технико-технологические карты) на её производство.
-
Реализация результатов исследования. Разработанные автором научные положения и практические решения нашли применение при организации научно-исследовательской работы студентов направления 19.04.04. Рецептуры и технология формованных кулинарных изделий из творога прошли апробацию в условиях МУП «Комбинат школьного питания № 1» г. Краснодара и приняты к внедрению. Ожидаемый экономический эффект от реализации 100 кг формованных кулинарных изделий составит 5684,54 руб.
-
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на: XIV Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед-2013» (бронзовая медаль, диплом); 40-ой Международной выставке «Egypt Event-2016» (диплом); VIII Международной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (г.Могилев, 2012 г.);
I Международной инновационной научно-практической конференции «Современная торговля: теория, практика, перспективы развития» (г.Москва, 2012 г.); I Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» (г. Краснодар, 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы качества и безопасности продуктов питания в свете технического регламента таможенного союза» (г. Краснодар, 2014 г.); I Международной научно-практической конференции «Инновации в индустрии питания и сервисе» (г. Краснодар, 2014 г.); Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие, экологически безопасные технологии и оборудование переработки пищевого сельскохозяйственного сырья, импортозамещения» (г. Краснодар, 2015 г.).
-
Личное участие автора. Автором составлен план исследования, проведены эксперименты, осуществлена статическая обработка и многокритериальная оптимизация рецептур, проанализированы полученные результаты.
-
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 19 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК при Министерстве образования и науки РФ, 9 материалов конференций, 2 патента РФ на полезную модель, 4 патента РФ на изобретение.
1.10 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вве
дения, аналитического обзора научно-технической литературы и патент
ной информации, методической части, экспериментальной части, содер
жащей восемь разделов, выводов, списка использованной литературы и
приложений. Работа изложена на 199 страницах, содержит 63 таблицы и
33 рисунка. Список литературы включает 240 источников.
Существующие рецептуры и технологии специализированных и функциональных продуктов питания для детей школьного возраста на основе молочного сырья
Вышеизложенное предопределяет необходимость включения пищевых продуктов на основе молочного сырья в меню школьных рационов.
В настоящее время предприятиями молочной промышленности Российской Федерации осуществляется выпуск молочных продуктов для школьников, созданных с учетом потребностей детского организма в пищевых нутриентах [9, 10, 173]. Так, например, ООО «Комос Групп» разработана линейка молочной продукции «Топтыжка» для питания детей школьного возраста [173]. Ассортимент включает в себя UHT-молоко, творожные пасты и глазированные сырки, молочные коктейли, йогурты.
ГНУ ВНИМИ вырабатывается широкий ассортимент молочных продуктов для питания детей разных возрастных групп, в том числе для детей школьного возраста: пасты творожные пастеризованные, соусы творожные, творожок «Умница», кисломолочные продукты «Бифилин-М» и «Актифилин», йогурт, биопродукты кисломолочные (обогащенные/натуральные или с соком/фруктами ацидо-лакт, биолакт, простокваша), напитки сывороточные обогащенные «Морсы сывороточные» [9, 10].
Выпуск продукции, предназначенной доля школьного питания, осуществляется ОАО Молочным комбинатом "Воронежский", ООО «Зеленодольским комбинатом детского питания», Молочным заводом «Школьное питание», ТМ «Белая долина», компанией «Молочный кит» и другими предприятиями [157, 177].
Разработаны рецептуры молочного десерта [69] и молочного продукта, обогащенного -каротином [134], сухих молочных напитков для детей младшего школьного возраста [101, 122], молочного стерилизованного продукта «Спортивный» для школьного спортивного питания [130], сухого молочно-растительного продукта [166] для детей школьного возраста.
Известны технологии, предусматривающие получение продуктов для питания школьников путем сквашивания, например, низколактазный творожный продукт [5, 6, 22], ферментированный солодовый продукт [119], кисломолочный симбиотический продукт [112, 160], молочно-белковый и творожный продукт [127, 129], кисломолочные продукты, обогащенные -каротином [134]. Разработана технология комбинированного кисломолочного напитка для школьного питания, включающего в качестве молочной основы молочную сыворотку [77].
Известны рецептуры формованных изделий на основе растительного сырья для питания детей школьного возраста с использованием творога: овощекрупяные кулинарные изделия с творогом биточки «Полезные» [209, 219], пищевой продукт на основе растительного сырья [169] и творожный пудинг с плодово-ягодными наполнителями [67]. Компоненты, предусмотренные рецептурой, предварительно подготавливают, последовательно соединяют, полученную массу формуют и подвергают дальнейшей кулинарной обработке. На основе творога разработаны композиция для получения творожного продукта [180], полуфабрикат из моркови и/или свеклы [165], а также способы производства творожного продукта [182], предназначенного для питания учащихся общеобразовательных учреждений, сырников с дополнительным внесением растительных компонентов [141, 167].
Растительные продукты, прежде всего овощи, плоды и ягоды в свежем виде, либо переработанные соответствующим образом, являются природными поставщиками дефицитных для детского организма пищевых волокон, а также микро- и макроэлементов, витаминов и других биологически активных веществ, оказывающее благоприятное физиологическое воздействие на развитие растущего организма [8, 20, 116, 208].
Получена технология пастообразных продуктов на основе молочного и растительного сырья для детей школьного возраста [94, 95]. В качестве молочной основы используется смесь обезжиренного молока, сливок и восстановленного обезжиренного молока. Ассортимент включает в себя продукты низкокалорийный с повышенным содержанием белка и обогащенный полиненасыщенными жирными кислотами.
Предложены способы производства изделий на основе творога с повышенной биологической активностью [161], творожной запеканки [168] и пудинга творожного [142]. Творог занимает особое место среди молочных продуктов, благодаря диетическим и лечебным свойствам, а также уникальному химическому составу [23, 26, 45, 97]. Он содержит, большое количество полноценного белка (до 22 %), витаминов, минеральных веществ, особенно кальция (до 164 мг %) и фосфора (до 224 мг %) [45, 97, 131, 157, 158, 185, 186].
Следует отметить, что в школьном питании, в соответствие с Сан-ПиН 2.3.2.1940–05 и МосСанПиН 2.4.2.011-98 не используется термически не обработанный творог [118, 158].
Творог используется в качестве основы комбинированных продуктов питания, известны следующие рецептуры и композиции на основе творога и зернового сырья: творожное изделие с нешелушенным зерном злаковых культур [164], творожная основа диетического изделия [178], творожный продукт с экстрактом из пророщенных семян гречихи или проса и нектар персиковый [179], творожный продукт с мукой из пророщенного и предварительно обжаренного зерна пшеницы [181].
Зерновое сырье является основным источником легко усваиваемых углеводов, пищевых волокон (клетчатки, гемицеллюлозы, пектиновых веществ), минеральных веществ (особенно калия, магния, железа), витаминов группы В, а также ряда нутриентов, оказывающих положительное влияние на организм ребенка [158, 191, 192]. Продукты из злаковых культур широко распространены на территории РФ, особенно на территории южного региона, и имеют сравнительно невысокую стоимость, благодаря чему являются доступным сырьем в питании населения.
Анализ научно-патентной литературы показал, что существующий на сегодняшний день ассортимент продуктов питания на основе молочного сырья для детей школьного возраста представлен напитками (молоко, кисломолочные напитки) и десертами, реже кулинарными изделиями.
Исследование структурно-механических характеристик сырья и полуфабрикатов
Исследование проводили на приборе «Структурометр СТ–2», предназначенном для измерения механической нагрузки, создаваемой с помощью инденто-ра при его внедрении в пробу пищевого продукта и математического анализа полученных результатов, по методике 2 (СТ-2-2) [149].
Методика основана на определении усилия нагружения на индикаторе «Блюма» при его внедрении в подготовленную пробу на глубину 4 мм при скорости движения 1,0 мм/с после усилия касания 7 г. Полученная при этом максимальная величина усилия нагружения в г интерпретируется как «Bloom strength» геля (Методика Блюма) [149].
Пробы для испытаний подготавливали следующим образом. Овощное и плодовое сырье подвергали инспекции, сортировке, очистке от примесей и некомпетентных частей, мойке. Подготовленное сырье бланшировали в воде при температуре 98±2 С и в пароконвектомате при температуре 93±2 С овощи в течение 3 минут, 5 минут, 7 минут, 9 минут и 12 минут; плоды – 2 минут, 4 минут, 6 минут, 8 минут, 10 минут; ягоды – 1 минуты, 3 минут, 5 минут, 7 минут, 9 минут.
Из сырья, прошедшего тепловую обработку, подготавливали образцы массой 7 г. В качестве контрольного образца брали пробу из сырого растительного сырья массой 7 г. Подготовленные пробы поочередно устанавливали на столик прибора «Структурометр СТ–2» и определяли деформацию образцов в зависимости от способа и продолжительности тепловой обработки.
Исследование реологических характеристик творога и пищевых систем на его основе Исследование реологических характеристик творога и пищевых систем на его основе проводили на приборе «Структурометр СТ–2» по методике 30 (СТ-2-30) [149]. Методика основана на определении глубины внедрения h, м, индентора «конус» при его нагружении пробы продукта до определенного усилия нагруже-ния и установлении остаточного усилия нагружения Fост, г, на инденторе «конус» после релаксации возникших механических напряжений и расчете предельного напряжения сдвига , Па, с учетом угла при вершине выбранного индентора «конус» [149].
Для определения предельного напряжения сдвига подготавливали пробы массой 100 г из творога с массовой долей жира 1,8 %, 5 % и 9 % или из пищевых масс не его основе. Подготовленные пробы поочередно помещали на столик прибора «Структурометр СТ–2».
По полученным данным были построены общие графики кинетики изменения усилия нагружения на инденторе «Конус» при его внедрении в пробы и при протекании релаксации механических напряжений. По результатам измерений находили глубину внедрения, h, м, соответствующую значению установившего остаточного усилия нагружения.
Из полученных графиков определили остаточное усилие нагружения на ин-денторе «конкус», Fост, Н, как постоянное значение усилия нагружения после релаксации механических напряжений. Остаточное усилие нагружения на инденто-ре «конкус», Fост, Н также можно определить по формуле [104]: (4) где m – остаточное усилие нагружения, г; g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2. Значение предельного напряжения сдвига пищевых масс, , Па, рассчитывали по формуле П. А. Ребиндера [104, 150]: (5) где Косн – коэффициент конуса, принимаем коэффициент для конуса 90 равным 0,159; Fост – остаточное усилие нагружения на иденторе «конус», Н; h – глубина внедрения индентора, м. По полученным результатам исследований также рассчитывали модуль сдвига G, Па [139]: (6) где Fк – сила сопротивления внедрению индентора в начале деформирования, Н; F0 – сила сопротивления внедрению индентора в конце деформирования, Н.
Исследование проводили с помощью дифференциально-термического анализа (ДТА). Сущность метода заключается в изучении фазовых переходов исследуемого образца с помощью построения дифференциальной кривой, показывающей разность температур между исследуемым образцом и эталонным веществом при их охлаждении или нагреве с одинаковой скоростью [60, 210].
Данный метод относится к методам сравнения, поэтому используется эталонный образец который должен подходить по следующим параметрам: не иметь фазовых переходов в диапазоне исследуемых температур; обладать наиболее близким значением теплоемкости к исследуемым образцам. В качестве эталонно 31 го вещества был использован 96 % этиловый спирт. Выбор данного вещества в качестве эталона обусловлен его теплоемкостью, значение которой близко к теплоемкости творога и комбинированных масс на его основе, а также более низкой температурой замерзания, чем у исследуемых образцов.
С целью определения оптимального способа замораживания были измерены тепловые эффекты комбинированных масс на основе творога, прошедших замораживание в аппарате шоковой заморозки при температуре – 30±5С и скорости движения воздуха в камере 9,5±0,5 м/с или в морозильной камере при той же температуре.
Дифференциально-термический анализ проводили на экспериментальной установке, изображенной на рисунке 2. Принцип действия экспериментальной установки ДТА построен следующим образом [210]. Исследуемый образец и эталон помещаются в алундовые цилиндры, при этом их массы не должны сильно отличаться, а затем – в алюминиевые ячейки с держателями. Массы образца и эталона, помещаемых в специальные держатели, равны 4,0 г ± 0,5 г. Сверху, алундовые цилинры закрываются пробками, в которых имеются отверстия для стеклянных кожухов. В стеклянные кожухи помещают термопары типа хромель-алюмель. Алюминиевые ячейки с цилиндрами помещаются в морозильный аппарат или аппарат шоковой заморозки. Термопары прибора соединены навстречу друг другу и подключены к двухкоординатным самопишущим потенциометрам Н-307/1.
При отсутствии фазового перехода разность потенциалов равна нулю, соответственно ЭДС в цепи отсутствует. Начало фазового перехода и образование первых кристаллов льда в образце вызовет изменение разности потенциалов. Изменение разности потенциалов регистрируются двухкоординатным самопишущим потенциометром Н-307/1 в виде кривых охлаждения.
Обоснование выбора овощного, плодового и ягодного сырья
В настоящее время на предприятиях молочной промышленности Краснодарского края и республики Адыгея производится широкий ассортимент творога. В таблице 4 приведены виды творога, представленного на рынке южного региона, пользующегося наибольшей популярностью среди населения, имеющего сравнительно невысокую стоимость.
ЗАО «Кореновский молочно-консервный комбинат» г. Кореновск творог «Коровка из Кореновки» 0 %; творог «Коровка из Кореновки» 5,0 %; творог «Коровка из Кореновки» 9,0 % Окончание таблицы 4 Наименование предприятия Место нахождения Выпускаемый ассортимент творога Тимашевский молочныйкомбинат(ОАО «Вимм-Билль-Данн-Юг») г. Тимашевск творог «Веселый молочник» 0,1 %; творог «Веселый молочник» 1,8 %; творог «Веселый молочник» 5,0 %; творог «Веселый молочник» 9,0 % ООО «Кубанская коровка» г. Армавир творог 1,8 %; творог 5,0 %; творог 9,0 % ООО «Кубарус молоко» г. Армавир творог 1,8 %; творог 5,0 %;творог 9,0 %;творог «Умница» йодированный ООО «Васюринский МПК» ст. Васюринская творог 9,0 % ЗАО «Молкомбинат Адыгейский» Республика Адыгея, г. Майкоп творог 0 %; творог 9,0 % ЗАО «Агрофирма-племзавод Победа» ст. Каневская творог 1,8 % ЗАО «Сыркомбинат Калининский» ст. Калининская творог «Диет Лайн» 1,0 %; творог «Здравствуй» 9,0 % Выпускаемые виды творога различаются по содержанию жира, белка и влаги, а также кислотностью (таблица 5) [41, 45, 97, 131, 157, 158, 185, 186].
Кислотность, Т от 170 до 240 от 170 до 230 от 170 до 220 от 170 до 210 Основным белком творога являются казеины – сложные белки, образующиеся в результате молочно-кислого брожения и, представляющие собой уплотненный и частично обезвоженный студень, связанный с солями кальция и фосфора [174, 232]. Белок творога обладает высокой питательной и биологической ценностью, благодаря содержанию всех незаменимых аминокислот, в том числе дефицитных метионина и лизина (таблица 6) [97, 140, 174].
Особо важное значение для организма ребенка имеют входящие в состав белка соли кальция и фосфора [45, 97, 124, 131, 140, 156, 174, 235]. Кальций и фосфор в твороге находятся в благоприятном соотношении и состоянии, наиболее удобном для усвоения (1:1; 1:1,5 или 1:2) [174, 218, 235]. Благодаря оптимальному соотношению, кальций усваивается на 40 %, а фосфор – на 60 %, в то время как кальций других продуктов усваивается всего лишь на 20 – 30 %, а фосфор – на 10 – 20 % [97, 140, 156].
Выявлено, что при употреблении 100 г творога удовлетворяется суточная физиологическая потребность в пищевых веществах школьников: – в возрасте от 7 до 11 лет: в белке – до 28,6 %, кальции – до 14,9 %, фосфоре – до 13,5 % (таблица 7); – в возрасте от 11 до 15 лет: белке – до 24,4 %, кальции – до 13,6 %, фосфоре – до 12,4 % (таблица 8); – в возрасте от 15 до 18 лет (юноши): в белке – до 19,5 %, кальции – до 13,6 %, фосфоре – до 12,4 % (таблица 9); – в возрасте от 15 до 18 лет (девушки): в белке – до 21,2 %, кальции – до 13,6 %, фосфоре – до 12,5 % (таблица 10). Т а б л и ц а 7 – Удовлетворение суточной потребности детей школьного возраста (от 7 до 11 лет) в пищевых веществах при употреблении 100 г творога Наименование показателя Суточная потребность Удовлетворение суточной потребности детей в возрасте от 7 до 11 лет, % обезжиренный (1,8 %) нежирный (2,0 %) классический (5,0 %) жирный (19,0 %)
Наименование показателя Суточная потребность Удовлетворение суточной потребности девушек в возрасте от 15 до 18 лет, % обезжиренный (1,8 %) нежирный (2,0 %) классический (5,0 %) жирный (19,0 %) Белки 104,0 г 21,15 20,19 20,19 13,94 Жиры 104,0 г 1,73 17,31 17,31 22,12 Углеводы 414,0 г 0,80 0,72 0,72 0,72 Минеральные вещества: кальций 1200,0 мг 11,67 13,67 13,67 12,50 магний 300,0 мг 8,00 7,67 7,67 7,67 фосфор 1800,0 мг 12,44 12,44 12,44 12,00 железо 18,0 мг 1,67 2,78 2,78 2,78 Витамины: -каротин 4,0 мкг 1,50 2,50 2,50 2,50 тиамин 1,3 мг 3,08 3,85 3,85 3,85 рибофлавин 1,5 мг 18,00 20,00 20,00 20,00 ниацин 15,0 мг 2,67 2,67 2,67 2,00 аскорбиновая кислота 70,0 мг 0,71 0,71 0,71 0,71 Энергетическая ценность 2990,0 ккал 3,68 7,89 7,89 10,67 Из таблиц 5 и 6 видно, что больше всего белка (до 22 %) и аминокислот (до 22053,0 мг) содержит обезжиренный творог, однако содержание в нем кальция (до 140 мг %), а также витаминов ниже, чем в других видах творога.
В нежирном и классическом твороге количество белка составляет до 21 %, аминокислот - до 17950,0 и до 14160,0 мг соответственно. Содержание в данных видах творога кальция выше, чем в обезжиренном твороге: в нежирном твороге -до 160 мг %, в классическом - до 164 мг %.
Наименьшее количество белка (до 14,5 %) и аминокислот (до 13862,0 мг %) содержится в жирном твороге. Кроме того, согласно СанПиН, творог жирностью более 9 %, а также изделия из него не рекомендуется использовать в питании детей школьного возраста [153, 154]. Таким образом, творог с массовой долей жира более 9 % в дальнейших исследованиях не использовали.
Сравнительный анализ приведенных выше видов творога позволил предпо 44 ложить, что с учетом существующих дефицитов пищевых нутриентов у детей школьного возраста перспективно использовать творог с массовой долей жира 1,8 %, 5,0 % и 9,0 %, который присутствует в достаточных количествах на рынке южного региона, а также соответствуют потребностям детского организма в дефицитных нутриентах - белке и кальции.
Для снижения стоимости и расширения ассортимента кулинарной продукции на основе творога рациональным представляется его комбинирование с сырьём растительного происхождения. При этом в качестве такого сырья могут использоваться одно- и многокомпонентные пюре и пасты, замороженные продукты из плодового, овощного, ягодного, зернового сырья южного региона. Принцип комбинирования творога с сырьём растительного происхождения позволит улучшить её органолептические показатели, повысить пищевую ценность, увеличить объёмы переработки растительного сырья, а также снизить стоимость готовой кулинарной продукции [8, 75, 140, 144, 155, 156, 157]. Комбинирование сырья предполагает новые технологические свойства продукции, которые зависят от химического состава используемых компонентов и, поэтому, должны быть тщательно изучены.
Обоснование технологии многокомпонентной растительной добавки для формованных кулинарных изделий
Полученные результаты позволяют предположить, что между соотношением количества белка к количеству влаги в продукте и предельным напряжением сдвига имеется прямая зависимость.
С целью определения изменения предельного напряжения сдвига в зависимости от изменения количества белка и влаги в комбинированных массах на основе творога, изучения степени и формы их зависимости, а также оценки тесноты связи был проведен корреляционно-регрессионный анализ [56].
При изучении изменения величины предельного напряжения сдвига от содержания влаги и белка в продукте, а также их соотношения, было установлено, что зависимость носит линейный характер. Для наглядного изображения формы связи изучаемых показателей были построены графики, изображенные на рисунках 13 – 15.
При изучении изменения предельного напряжения сдвига от значения соотношения влаги к белку определено, что коэффициент корреляции близок к минус 1 и равен ryx = – 0,96.
Значение коэффициента лежит в интервале – 1 ryx 1, что указывает на весьма высокую отрицательную корреляционную связь между исследуемыми показателями [118]. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при возрастании значений соотношения влаги к белку предельное напряжение сдвига имеет тенденцию убывать по линейному закону. Исследование влияния белка и влаги на предельное напряжение сдвига, позволило выявить следующие закономерности: между предельным напряжением сдвига и содержанием белка существует положительная корреляционная связь (ryx = 0,95), в то время как между содержанием влаги и предельным напряжением сдвига – отрицательная (ryx = – 0,99). При этом корреляционная связь предельного напряжения сдвига с влагой выше, чем связь с белком. Это дает возможность предположить тенденцию убывания показателей предельного напряжения сдвига при возрастании соотношения влаги к белку.
При анализе исследуемых характеристик нами были определены коэффициенты регрессии b0 и b1 по формулам [56]:
Полученные коэффициенты регрессии (таблица 30) также указывают на прямую связь между значениями предельного напряжения сдвига и содержанием влаги и белка, а также их соотношением. Рассчитанные коэффициенты b0 и b1 подставили в уравнение (8) и получили уравнение регрессии, отображающее зависимость между экспериментальными данными структурно-механического анализа.
На следующем этапе корреляционно-регрессионного анализа для проверки значимости полученного уравнения регрессии была проведена оценка значимости коэффициентов b0 и b1 и осуществлена проверка гипотезы адекватности уравнения.
Оценка значимости коэффициентов регрессии, проводилась по Критерию Стьюдента, tj [56]: Расчетные значения критерия Стьюдента оказались больше табличных значений следовательно, оба коэффициента регрессии b0 и b1 значимые (таблица 27). Проверка адекватности модели уравнения проводилась с использованием критерия Фишера, расчет которого осуществляется по формуле [56]: где о і/j - дисперсия относительно среднего; S2 (/ - остаточная сумма квадратов. ост " 2 Расчетные значения критерия Фишера (таблица 30) превышают табличное значение F0,95(6, 5) = 5,0, что свидетельствует об эффективности полученного уравнения зависимости между значением соотношением влаги и белка и предельным напряжением сдвига. Результаты корреляционно-регрессионного анализа приведены в таблице 30. Т а б л и ц а 30 – Результаты корреляционно-регрессионного анализа
Наименование показателя Исследуемые характеристики Коэффициенты регрессии Стандартная ошибка Критерий Стьюдента,tpacu. Критерий Стьюдента,Ітабшца Критерий Фишера,Fmc4. Показатели статистического анализа влияния влаги на предельное напряжение сдвига предельноенапряжение сдвига, S,Па (у-пересечение) 10867,7 600,6191 18,09417 2,78 201,90 влага (x1) -139,521 9,819033 14,2093 Показатели статистического анализа влияния белка на предельное напряжение сдвига предельноенапряжение сдвига, S,Па (у-пересечение) -791,482 459,6263 1,72201 2,78 46,33 белок (x2) 210,6705 30,88178 6,821837 Показатели статистического анализа влияния соотношения белка и влаги на предельное напряжение сдвига предельноенапряжение сдвига, S,Па (у-пересечение) 4579,794 311,4569 14,70442 3,18 52,38 соотношение белка и влаги в продукте (x3) -540,997 74,74879 7,23753 Таким образом, получена статистическая математическая модель зависимости изменения предельного напряжения сдвига от изменения содержания количества белка и влаги в виде уравнения регрессии (8) и подтверждена прямолинейная зависимость между исследуемыми параметрами.
На следующем этапе исследований структурно-механических свойств творога проводили органолептическую оценку консистенции образцов (таблица 31).
Изучение зависимости предельного напряжения сдвига от соотношения в продукте влаги к белку позволило выявить следующие закономерности. Наименьшее значение предельного напряжения сдвига характерно для творога с массовой долей жира 1,8 %. Низкие показатели предельного напряжения сдвига обусловлены более высоким соотношением влаги к белку (4,4). Такая пищевая система имеет наибольшие значения модуля сдвига, что приводит к появлению текучести. Образцы имеют повышенную липкость, пониженную вязкость, рассыпчатую, повышенной влажности, высоко пластичную консистенцию, что оказывает неблагоприятное воздействие на формоустойчивость полуфабрикатов. Т а б л и ц а 31 – Органолептическая оценка консистенции творога
Для творога с массовой долей жира 5 % соответствует наибольшее значение предельного напряжения сдвига и наименьшие значения модуля сдвига. Из приведенных результатов видно, что соотношение влаги к белку в сравнении с другими экспериментальными имеет более низкое значение (3,7). Массы из творога 5 % в меру липкие, вязкие, плотные и пластичные, хорошо формуются и сохраняют свою форму.
Показатели экспериментальных образцов из творога 9 % жирности занимают промежуточное положение между образцами из творога 1,8 % и 5 % жирности. Соотношение белка к количеству влаги 9 %-ном твороге выше, чем у образцов с массовой долей жира 1,8 %, но ниже в сравнении с 5 % творогом и составляет 4,1. В связи с этим предельное напряжение сдвига у творога 9 % ниже, чем у творога 5 %, однако модуль сдвига выше. Экспериментальные образцы, полученные из творога 9 %, липкие, вязкие, влажные, мало пластичные, средней плотности. Из полученных результатов видно, что творог 9 % имеет более низкие органолептиче-ские и структурно-механические показатели, чем творог 5 % жирности. Проведенные исследования структурно-механических свойств творога дают возможность предположить, что для проектирования и производства формованной продукции целесообразно использовать творог с массовой долей жира 5 %, характеризующийся наибольшим значением предельного напряжения сдвига, обусловленным большим содержание белка по отношению количеству влаги в продукте.