Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 14
1.1. Тенденции развития рынка майонезов и соусов с точки зрения товароведения 14
1.2. Функциональные продукты питания 17
1.3. Улучшение жирнокислотного состава и снижение калорийности 19
1.4. Использование эмульгаторов и загустителей 22
1.5. Повышение биологической ценности соусов майонезных с
использованием физиологически функциональных ингредиентов 25
1.6. ПНЖК как компонент продуктов функционального питания 27
1.7. Окислительные процессы и роль антиоксидантов 30
1.8. Жирорастворимые витамины в обогащенных пищевых продуктах 32
1.9. Пищевые волокна как компонент продуктов функционального питания 37
1.10. Влияние различных факторов на качество сырья и готовых продуктов 43
1.10,1 .Пищевая порча жиров 43
1.10.2.Микробная порча 44
1.10.3.Естественная порча 44
1.11. Бактериоцины 45
1.12. Введение пробиотиков в эмульсионные жировые продукты 47
1.13. Липосомы как метод инкапсулирования пробиотических микроорганизмов 49
Заключение по обзору литературы 53
2. Экспериментальная часть 55
2.1. Сырье и материалы 59
2.2. Методы и приборы, используемые в работе 64
2.3 Технологии получения жировых продуктов эмульсионной природы 65
2.3.1. Подготовка сухих и жидких рецептурных компонентов 66
2.3.2. Приготовление эмульсии 67
2.4. Методы исследования свойств сырья и готовой продукции 68
2.4.1. Определение состава жирных кислот растительных масел 68
2.4.2. Расчет компонентного состава купажированных масел 69
2.4.3.Определение стойкости эмульсий 69
2.4.4. Определение вязкости эмульсионной системы 70
2.4.5. Определение показателя рН майонезных эмульсий 71
2.4.6 Определение кислотного числа в маслах и жирах 71
2.4.7 Определение перекисного числа в маслах и жирах 72
2.4.8 Определение перекисного числа жировой фазы, выделенной из продукта 73
2.4.9. Метод определения анизидинового числа 75
2.4.10. Методы определения органолептических показателей 78
2.4.11. Методы определения микробной загрязненности соусов
майонезных 80
2.4.12. Определение минимальной бактериостатической концентрации бактериоцинов (низина и натамицина) в отношении вышеуказанных условно-патогенных микроорганизмов 83
2.4.13. Определение содержания лакто- и бифидобактерий 84
2.4.14. Получение липосом методом ультразвуковой обработки 84
2.4.15. Микроскопирование липосом 84
2.4.16. Микрокапсулирование пробиотических микроорганизмов...84
2.4.17. Микроскопирование инкапсулированных микроорганизмов...85
2.5. Характеристика сырья, используемого в работе 86
2.5.1. Растительные масла 86
2.5.2. Пищевые эмульгаторы 86
2.5.3. Загустители 87
2.5.4.Пищевые волокна 88
2.5.5. Витаминные премиксы 89
2.5.6. Антиокислители 91
2.5.7. Ароматизаторы 92
2.5.8. Молочнокислые микроорганизмы 92
2.5.9. Капсулирующее вещество 93
3. Результаты исследования и их обсуждение 94
3.1. Получение функциональных соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности 95
3.1.1. Выбор растительных масел для получения жировой основы с оптимальным жирнокислотным составом 96
3.1.2. Снижение массовой доли жира в эмульсионном продукте 101
3.1.3. Исключение яйцепродуктов из рецептур низкожирного эмульсионного продукта 102
3.1.4. Применение загустителей, эмульгаторов и стабилизаторов при разработке рецептур соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности 103
3.1.5. Органолептические показатели соусов майонезных 109
3.1.6. Содержание антиокислителей как в купажированных маслах, так и в эмульсионных жировых продуктах 112
3.1.7. Бифидо- и лактобактерии как основа обогащающая функциональные соусы майонезные 115
3.1.8. Микробиологическая характеристика соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности 118
3.1.9. Разработка технологии микрокапсулирования В. bifidum и L. plantarum 124
3.1.9.1. Образование пустых липосом 124
3.1.9.2. Смешивание липосом с раствором пробиотических микроорганизмов 130
3.1.10. Анализ санитарно-микробио логических показателей качества разработанных соусов майонезных и содержание в них пробиотических
лакто- и бифидобактерий 134
Заключение 143
Выводы 144
Список используемой литературы
- Улучшение жирнокислотного состава и снижение калорийности
- Влияние различных факторов на качество сырья и готовых продуктов
- Определение кислотного числа в маслах и жирах
- Применение загустителей, эмульгаторов и стабилизаторов при разработке рецептур соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности
Введение к работе
Актуальность проблемы
Жиры и масла являются неотъемлемой частью рациона питания человека, важнейшим источником обеспечения его организма энергетическим и пластическим материалом, незаменимыми физиологически функциональными ингредиентами (непредельными жирными кислотами, фосфолипидами, жирорастворимыми витаминами, стеринами и т.д.).
Поэтому расширение производства жировых продуктов функционального назначения, является одним из перспективных направлений развития пищевой промышленности, где требуется разработка инновационных решений для создания новых функциональных продуктов.
В рамках создания новых функциональных продуктов питания - низкожирный соус майонезный с оптимизированным соотношением полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ш-6/ш-З 5-10:1(1,2), обогащенный витаминами, пищевыми волокнами представляет особый интерес.
Однако сбалансированности жирнокислотного состава, оптимального соотношения ПНЖК w-З и ю-6 и наличия физиологически функциональных ингредиентов недостаточно для обеспечения максимальной функциональности в условиях дефицита других групп функциональных ингредиентов: пищевых волокон, витаминов, лакто- и бифидобактерий.
Значение и важность разработки функциональны жировых продуктов подчеркивают работы как отечественных исследователей: Е.П. Корненой, А.А. Кочетковой, В.Н. Красильникова, В.Г. Лобанова, В.И. Мартовщука, А.П. Нечаева, В.Х. Пароняна, В.М. Поздняковского, А.Н. Скорюкина, Н.М. Скрябиной, Т.И. Тимофеенко, Ю.А. Тырсина, СЮ. Утешевой, Т.Б. Цыгановой, В.Г. Щербакова, так и зарубежных коллег: Kailasapathy К., Adhikari К., Azizpour К., Bahrambeygi S. и др.
Целью настоящего исследования явилась разработка технологии низкожирных эмульсионных продуктов с синбиотическим комплексом.
Поставленная цель определила основные задачи и этапы исследований:
эспериментально изучить технологию получения купажирования с целью получения жировых продуктов с оптимальным составом ПНЖК ш-6/ ш-3 5-10:1(1,2);
с использованием разработанной ранее методики компьютерного расчета состава купажированных масел, подобрать рецептуры трехкомпонентных купажированных систем;
экспериментально изучить технологию купажирования растительных масел, подобрать технологические параметры процесса купажирования;
изучить процесс окисления купажированных масел;
- определить рецептурные физиологические компоненты (пищевые волокна, ПНЖК
семейств ш-б/ш-З, витамины, антиоксиданты, пробиотики) и технологические режимы
(температура, скорость вращения мешалки, время сбивания) для производства соусов функционального назначения;
- подобрать ароматизаторы и их оптимальные массовые доли для улучшения
органолептических свойств функциональных майонезов и соусов.
исследовать содержание жизнеспособных пробиотических микроорганизмов (лакто- и бифидобактерий) при внесении их в соусы 25, 15 и 10 %-ной жирности, хранившихся при температуре +24±2 С и +4±2 С.
изучить показатели микробной обсемененности (КОЕ/г) лабораторных партий соусов, хранившихся при температуре +24±2 С и +4±2 С.
исследовать минимальные бактериостатические концентрации (МБК) бактериоцинов (низина и натамицина) в отношении контаминантов соусов майонезных: E.coli МП, Staph.aureus 209Р, Candida albicans Е как в питательных средах, так и в исследуемых продуктах: соусах 25, 15 и 10 %-ной жирности.
- разработать способ микрокапсулирования пробиотических микроорганизмов с
использованием липосом.
- изучить физико-химические свойства микрокапсул. Определить размеры капсулируемых
пробиотических микроорганизмов. Исследовать закономерности высвобождения
микроорганизмов in vitro.
- разработать комплект нормативной документации на функциональные соусы
майонезные 25, 15 и 10 %-ной жирности, содержащие синбиотический комплекс.
Научная новизна работы.
Выявлено и подтверждено влияние физико-химических показателей растительных масел на качество соусов майонезных при различных температурах хранения (+4 С, +24 С);
Научно обоснованы технологические решения для получения соусов майонезных со сбалансированным жирнокислотным составом, содержащие ПВ (целлюлозу, пшеничные волокна, полидекстрозу) и комплекс биологически активных веществ.
Обоснована целесообразность и возможность исключения яичных продуктов из рецептур соусов майонезных за счет введения растворимых и нерастворимых пищевых волокон.
Определены эффективные соотношения крахмала, целлюлозы и сывороточных белков для получения соусов майонезных 25, 15 и 10 %-ной жирности с определенными реологическими свойствами.
Предложена математическая модель программного обеспечения расчета состава жировых основ соусов с учетом их биологической эффективности.
Предложена методика оценки стабильности пробиотических микроорганизмов в соусах in vitro.
Исследована стабильность пробиотических микроорганизмов в составе 20-и, 15-и и 10 %-ных соусов. Впервые в технологии соусов применен прием микрокапсулирования бифидо- и лактобактерий с целью повышения их стабильности.
Исследована и доказана эффективность внесенных антиоксидантов на сохранность липидов эмульсионного продукта.
Научно обоснована и практически доказана возможность использования соевого лецитина в качестве микрокапсулирующего агента, а также использование токоферолов в качестве криопротектора липосом;
Доказана эффективность предотвращения бактериоцинами (натамицин) микробиологической порчи эмульсионного жирового продукта 25, 15 и 10 %-ной жирности с синбиотическими свойствами для функционального питания при температуре хранения образцов 4±2 С (в течение 90 суток); 24±2 С (в течение 30 суток).
Практическая значимость.
Получен функциональный эмульсионный продукт обогащенный физиологически функциональными ингредиентами: полиненасыщенными жирными кислотами семейств омега-6, омега-3, пищевыми волокнами, витаминами, микрофлорой.
Показана возможность производства соусов майонезньгх 25, 15 и 10 %-ной жирности с синбиотнческим комплексом и капсулированными пробиотическими микроорганизмами.
Значимость работы заключается в обеспечении сохранности пробиотических микроорганизмов на уровне 107-108 КОЕ/г на конец срока хранения в составе эмульсионного жирового продукта.
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на первом всероссийском форуме молодых ученых АПК «Молодые ученые пищевой промышленности России. Новые инициативы и опыт АПК» (Москва, 14-15 мая 2009 г.); VII Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Республика Белорусь, Могилев, 21-22 мая 2009г.); III Международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов XXI века» (Москва, 25-27 мая 2009 г.); III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (г. Воронеж, 22-24 сентября, 2009г.); VII научно-практической конференции и выставке «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», конференции молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания» (г. Москва, 7-8 октября 2009г.); II Международном конгрессе по пробиотикам и 6-й Объединенной научной сессии Института гастроэнтерологии и клинической фармакологии СПбГМА им. И.И. Мечникова, ФГУП «Гос. НИИ ОЧБ», ФМБА России, ФГУН МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского и ФГУ ФГНКИ «Санкт-Петербург -
Пробиотики-2009» (г. Санкт-Петербург, 28-30 октября 2009г.); III Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 29-30 октября 2009г.); VI Международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития» (г. Москва, 7-9 июня 2010г.); VIII научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», конференции молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания» (г. Москва, 19 октября 2010г.); XII всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (г. Москва, 29 ноября - 1 декабря, 2010г.); Международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов XXI века» (Москва, 23-25 мая 2011г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 20 работах в том числе 3 публикации в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, в которой даны описания методов исследования, результаты исследования и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 188 страницах основного текста, в том числе содержит 51 рисунок, 45 таблиц. Список литературы включает 129 источников.
Улучшение жирнокислотного состава и снижение калорийности
Основными- субстратами реакций окисления липидов являются ненасыщенные жирные: кислоты с одной или более двойными связями. Чем больше двойных связей: в жирной кислоте,- тем больше подверженность липидов окислению. Например, у ДКК способность .к окислению в пять раз выше, чем у линолевой кислоты [63; 114].
Известны, три; различных типа окисления: автоокисление, фотоокисление и ферментативное окисление. Автоокисление представляет собой спонтанную свободорадикальную реакцию с кислородом и состоит из трех основных стадий: зарождение цепщ развитие ш обрыв; цепи; Фотоокисление происходит только в присутствии света, причем при наличии в пищевом матриксе фотосенсибилизаторов. Ферментативное: окисление происходит из-за присутствия в пищевых системах определенных ферментов: - в частности, липоксигеназы.
Окисление липидов можно предотвратить добавлением антиоксидантов - первичных или вторичных. К первичным антиоксидантам относятся так называемые затрудненные фенолы, в частности, синтетические антиоксиданты,- бутилгидроксианизол (БОА), бутилгидрокситолуол (БОТ), пропилгаллат, а также некоторые природные соединения - токоферол и. полифенолы; растительного происхождения, например, карнозиновая кислота: Вторичные антиоксиданты действуют посредством различных механизмов, в том числе путем образования хелатных комплексов с металлами, связывания кислорода и донации первичных антиоксидантов водородом [49;63;65].
Из натуральных антиоксидантов наиболее интересны токоферолы.
Строение молекулы: а - а- токоферола; б - у-токоферола Токоферолы имеют насыщенную боковую цепь. Наибольшей биологической ценностью обладает а-изомер, антиоксидантные свойства наиболее выражены у у-токоферола [49;62;65].
Содержание природных антиоксидантов уменьшается на каждой стадии обработки, наиболее значительно - при химической рафинации и дезодорации. В процессе щелочной рафинации может быть удалено 10-20% токоферолов; при дезодорации и дистилляции теряется 30-60% этих веществ [62].
Для обогащения продуктов на жировой основе отечественными и зарубежными фирмами-производителями используются жирорастворимые препараты витамина Е как синтетического, так и природного происхождения [2].
В последнее время производители майонезов и соусов обратили внимание на натуральные антиокислители - экстракты растений. Наибольшее распространение в качестве натуральных антиоксидантов получили экстракты розмарина и зеленого чая. Важное преимущество этих антиоксидантов заключается в том, что они не имеют индекса Е. В ЕС данные антиоксиданты выносят на этикетку как «натуральный экстракт», что привлекает потребителя.
Экстракт розмарина получают из растения Rosmarinus officinalis L, которое широко используют в качестве специи. Атиокислительный эффект экстракта розмарина обусловлен наличием фенольных дитерпенов.
Особую популярность в последнее время в качестве антиоксиданта получил экстракт зеленого чая. Зеленый чай давно используют в медицине, он обладает антивирусным действием, стимулирует кровообращение, улучшает функции нервной системы, укрепляет иммунную, сердечнососудистую системы, улучшает психо-эмоциональное состояние, оказывает антистрессовое действие. Экстракт зеленого чая показал высокую антиокислительную активность при использовании в майонезах и соусах на майонезной основе при,-достаточно низких дозировках - 100-200 г экстракта на 1т продукта [35;45].
В целом применение антиоксидантов в жировых продуктах для здорового питания должно соответствовать концепции функциональных пищевых продуктов: Поскольку эти продукты предназначены для улучшения состояния- здоровья, предпочтительным является использование пищевых добавок природного происхождения, эффективных в малых концентрациях [27]. 1.8. Жирорастворимые витамины в обогащенных1 пищевых продуктах
Витамины, как следует из названия, жизненно необходимы (vita — жизнь), и человек должен регулярно получать. их с пищей, так как за исключением витамина D, они не могут синтезироваться организмом человека.
Витамины-представляют собой различные вещества, которые относят к группе жизненно необходимых нутриентов, получаемых с пищей. Эти 13 соединений і делятся на две категории — жиро- и водорастворимые (табл.6) [25;63].
Влияние различных факторов на качество сырья и готовых продуктов
Технические характеристики: - Диапазон рабочих температур в опорной точке рабочей камеры в установившемся режиме и при превышении заданной температыры над температурой окружающего воздуха не менее 5 С,С: 28-55; - Предельное отклонение температуры в опорной точке от заданного значения в установившемся режиме, С, не более: 0,25; - Предельное отклонение t в контрольных точках объема рабочей камеры от t в опорной точке в установившемся режиме, С, не более: 1; - Размер рабочей камеры: 395x400x500; - Питание от сети однофазного переменного тока: 220В 50Гц; - Масса,кг, не более: 65; - Габариты, мм: 530x530x730. 22. Одноразовые микробиологические петли «Looplast» (LP Italiana SPA), Милан, Италия. 23. Питательные среды. - Среда Сабуро (Государственный научный центр прикладной микробиологии, г. Оболенск) Состав: агар-агар, дистиллированная вода, пептон, глюкоза.
Способ приготовления: помещают 18 г агара віл дистиллированной воды, перемешивают и после 30 мин, нагревают до температуры 80С, после растворения агар-агар, добавляют 10 г пептона и 40 г глюкозы. Среду разливают во флаконы (200 мл) и стерилизуют 15 мин при 115С. - Среда Эндо (НПО «Питательные среды», г. Махачкала) Состав: мясо-пептонный агар, лактоза, фуксин, сульфид натрия. Способ приготовления: 40 г среды помещают віл дистиллированной воды, кипятят до полного расплавления агара (2-3 мин), фильтруют, доводят до кипения, остужают до температуры 45 С и разливают в чашки Петри. - Мясо-пептонный бульон (МНИИЭМ ИМ. Г.И. Габричевского, г. Москва) Состав: мясная вода, пептон, хлорид натрия, гидрокарбонат натрия (едкий натр). Способ приготовления: кіл мясной воды добавляют 1 г сухого пептона и 0,5 г хлорида натрия, устанавливают рН 7.0 - 7.2, кипятят в течение 30 мин, после чего доводят уровень воды до первоначального объема. После фильтрования через бумажный фильтр, окончательно устанавливают рН 7.2 - 7.4, стерилизацию ведут 15—20 мин при температуре 120С. - Среда MRS (плотная) (Государственный научный центр прикладной микробиологии, г. Оболенск)
Состав: 15 г агар-агара, бактопептон 10 г, мясной экстракт 10 г, дрожжевой экстракт 5г, глюкоза 20 г, моноолеат сорбитана 1 г., цитрат аммония 2 г, ацетат натрия 5 г, сульфат магния 0,1 г, сульфат марганца 0,05 г, К2НР04 2 г.
Способ приготовления: 55 г среды суспендируют віл дистиллированной воды и нагревают до полного растворения компонентов. Среду разливают во флаконы (200 мл) и стерилизуют 15 мин при 120С. - Среда MRS (э/сидкая) (Государственный научный центр прикладной микробиологии, г. Оболенск)
Состав: панкреатический гидролизат казеина 30 г, экстракт пекарных дрожжей 5 г, глюкоза 7,5 г, лактоза 2,5 г, цистеин 0,5 г, хлорид натрия 2,5 г, магний сернокислый 0,5 г, аскорбиновая кислота 0,5 г, натрий уксуснокислый 0,3 г, агар-агар 0,9 г.
Способ приготовления: 50 г среды тщательно размешивают в 1 л дистиллированной воды, устанавливают рН 6.7 - 7.3, кипятят в течение 1 мин, затем фильтруют и разливают в пробирки (9 мл) после чего пробирки стерилизуют автоклавированием 15 мин при 120С.
Все приборы предварительно приводили в порядок, проверяя их исправность, аттестованность, стерильность, пригодность к использованию по назначению; посуду (флаконы, колбы и т. д.) готовили с учетом требований различных этапов изготовления продукта. При изготовлении лабораторной партии конечного продукта использовали чистую стерильную (по возможности одноразовую) посуду (химические стаканы, ложки, микробиологические петли, чашки Петри); все вспомогательные материалы обрабатывали 96%-ным раствором спирта. Использованные реактивы имели маркировку химически чистые и непросроченный срок годности.
Для взвешивания сухих ингредиентов использовали электронные весы лабораторные общего назначения не ниже второго класса точности с наибольшем приделом взвешивания 200 г. Смешивание отдельно сухих и жидких компонентов осуществляли с использованием магнитной мешалки ПЭ-6110. Внесение сухой добавки в жидкую основу осуществлялось при непрерывном перемешивании. Предварительно вымытую и высушенную стеклянную лабораторную посуду (колбы, флаконы, химические стаканы), необходимую для проведения исследования стерилизовали в сушильном шкафу при температуре 165С в течение 1 часа.
В результате проведенных исследований в МГУПП на кафедре «Органическая и пищевая химия» была разработана технология производства функциональных соусов 25, 15 и 10%-ной жирности, содержащие инкапсулированные лакто- и бифидобактерии. Производство функциональных соусов осуществляли на мини-установке «Stephan UMC 5». Это универсальная машина для измельчения, перемешивания, эмульгирования, вакуумирования, плавления, косвенного нагрева и охлаждения, термизации и пастеризации, которая позволяет заранее оценить процессы, происходящие при производстве продуктов на машинах большей мощности, для производства небольших партий опытных продуктов в лабораториях (рис. 20).
Общий вид установки «Stephan UMC 5» Мини-установка имеет чашу емкостью 5 л, оснащена вакуумной установкой; также допускается косвенный нагрев и охлаждение продукта через рубашку. Теплообмен в подлежащем нагреву продукте выравнивается за счет дополнительного перемешивания вручную транспортирующей лопастью. Рабочий инструмент состоит из острых ножей или незаостренной перемешивающей лопасти. Обрабатываемое сырьё подается к вращающимся инструментам.
Технологическая схема основных операций по разработке соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности 1. Сыпучие компоненты (сухая обезжиренная молочная сыворотка, загустители, витаминный премикс, фруктозу, соль, соду), отвешивают в соответствии с рецептурой.
2. Для приготовления смеси из различных видов растительных масел использовали лабораторную пропеллерную мешалку.
В термостатируемую емкость подаются масла, соотношение которых таково, что готовый продукт имеет оптимальный жирнокислотныи состав, а объем приготовленной смеси равен 100 мл. После залива масел включается магнитная мешалка ПЭ-6110 - частота вращения - 250 об/мин и перемешивание продолжается 3 мин. После этого мешалка останавливается, полученная смесь переливается в стакан.
3. Отмеряют необходимое количество растительного масла; подают рецептурное количество жиро- или водорастворимого ароматизатора (в зависимости от рецептуры), антиокислителя (GRINDOX ТОСО 70 IP), витаминного премикса. Перемешивание продолжают до полного распределения компонентов в растительном масле.
4. В специальной емкости готовят крахмальный клейстер. Для этого в !/4 часть рецептурного количества воды вводят необходимое по рецептуре количество крахмала «горячего набухания», перемешивание продолжают до образования крахмального клейстера.
5. В специальной емкости готовят раствор целлюлозы. Для этого в Ц части рецептурного количества воды, вносят целлюлозу и перемешивают до образования однородной структуры.
Определение кислотного числа в маслах и жирах
Так как яичный порошок является основным эмульгирующим и структурирующим компонентом, то его исключение из рецептур майонезов и соусов приводит к снижению агрегативной устойчивости системы. Поэтому были проведены исследования по поиску новых ингредиентов, которые, с одной стороны, являются физиологически функциональными, а с другой, — обладают стабилизирующими и эмульгирующими свойствами [22].
Применение загустителей, эмульгаторов и стабилизаторов при разработке рецептур соусов майонезных 25,15 и 10%-ной жирности При снижении содержания массовой доли жира, исключении из рецептуры яичных желтков, возникает проблема выбора безопасных и эффективных заменяющих сырьевых ингредиентов, способных компенсировать технологические последствия исключения исходных рецептурных компонентов.
Эмульсии представляют собой нестабильные в термодинамическом отношении системы, поскольку отсутствует сродство между частицами «масла» и «воды», поэтому они имеют тенденцию к разрушению. Для приготовления пищевых эмульсий, кинетически стабильных в течение длительного периода времени (например, нескольких дней, недель, месяцев) необходимо внесение специальных веществ, так называемых эмульгаторов и (или) загустителей [46].
Как известно из литературных данных, способность образовывать и стабилизировать эмульсии относится к числу важнейших функционально-технологических свойств пищевых белков [18].
Применение сухой обезжиренной молочной сыворотки подсырной в жировых продуктах с низким содержанием жира регулирует процесс структурообразования, позволяет повысить биологическую ценность и функциональность продукта, увеличить рентабельность. Кроме того, анализ литературы и результаты проведенных ранее исследований указывают на возможность использования пищевых волокон и гидроколлоидов полисахаридной природы (модифицированные крахмалы, ксантановая и гуаровая камеди, инулин, коллоидальная микрокристаллическая целлюлоза, модифицированная целлюлоза, клетчатка) в качестве эмульгирующих и структурирующих агентов [27].
Используемые в работе пищевые волокна обладали различными физиологическими свойствами, отличались по химическому строению молекул, степени полимеризации, содержанию макро- и микронутриентов, калорийности, рН, способности фиксировать воду и образовывать гели разной прочности. Физико-химические и сенсорные показатели пищевых волокон представлены в табл. 13, 14.
Для выяснения способности пищевых волокон образовывать гели (с учетом особенностей их состава и свойств) требовались исследования процессов диспергирования: влияние температурных режимов, интенсивности и продолжительности перемешивания на свойства образующихся систем. Перемешивание осуществлялось при комнатной температуре (t = 24С), при частоте вращения якоря 250 об/мин с помощью магнитной мешалки ПЭ-6110 в течение 3 минут. В табл. 30 показано взаимодействие пищевых волокон с водой, осуществленное в указанных условиях.
Однако, гелевые системы, образованные в результате взаимодействия выбранных пищевых волокон с водой («Вивапур MCG 591 F» и «Псилиум Р 95»), не позволили в полной мере создать агрегативно устойчивые эмульсии, поэтому дополнительно были использованы модифицированный крахмал
«горячего набухания» «Клеарам СН 20» и сухая молочная сыворотка. От использования пищевых волокон «Витацель» кукурузная, «Витацель AF-400», «Могуцель CF 900» в дальнейших исследованиях пришлось отказаться, т.к. в водных растворах чувствовались частицы пищевого волокна.
Растворимые пищевые волокна подбирали в соответствии с рекомендациями ФАО/ВОЗ, исходя из того, что продукт, в 100 г которого содержится 3 г пищевых волокон, рассматривается как источник этого функционального ингредиента, а при содержании 6 г пищевых волокон в 100 г - считается обогащенным пищевыми волокнами [28].
Вначале были проведены исследования влияния коллоидальной МКЦ («Вивапур MCG 591 F») в количестве 1, 2, 3, 4, 5% на реологические свойства соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности, а также пищевых волокон «Псилиум Р 95» в количестве 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 на реологические свойства соуса майонезного 25%-ной жирности при дозировках модифицированного крахмала горячего набухания «Клеарам СН 20» - 2% и сухой молочной сыворотки — 1,5%.
Рецептуры представлены в приложении 1 и 2. Вязкость соусов майонезных определяли в соответствии с методикой, представленной в разделе 2.4.4 с использованием шпинделя R6 при скорости вращения 10 об/мин.
Влияние массовой доли «Вивапур MCG 591 F» на вязкость эмульсии 25, 15 и 10%-ной и пищевых волокон «Псилиум Р 95» на вязкость эмульсии 25%-ной жирности приведены на рис. 25, 26, 27 и 28.
Применение загустителей, эмульгаторов и стабилизаторов при разработке рецептур соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности
Анализ представленных на рисунках микрофотографий подтвердил наличие липосомного препарата, пробиотических бактерий, инкапсулированных в липосомы.
В связи с этим была проведена серия опытов по определению эффективности инкапсулирования пробиотических микроорганизмов, а также содержание включенного вещества в липосомных везикулах течение определенного периода времени.
Концентрация фосфолипидов в буферном растворе составляла 10 мг/мл, ультразвуковая обработка проводилась при температуре + 20С в течение 5 минут.
Микроскопирование полученных образцов также проводилось в ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи с использованием люминесцентного микроскопа Axiostar plus и растрового ионно-электронного микроскопа Quanta 200 3D.
Включение пробиотических бактерий в фосфолипидные везикулы и выход их из липосом после 24 часов инкубации Включаемый штамм Включение микроорганизмов в липосомы, % Выход микроорганизмов при инкубации, % По результатам опытов можно сделать вывод о том, что возможно получение липосомальных препаратов пробиотических микроорганизмов с длительным сроком хранения. В качестве метода, определяющего содержания микрокапсул пробиотиков в наших исследованиях мы использовали тесты на хранение. Для этого липосомальный препарат в количестве 5 и 10% от объема конечного продукта включали в рецептуру соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности. Технология получения жировых продуктов эмульсионной природы описана в п. 2.3.
Включение в соус липосомальной эмульсии в количестве 10% от объема продукта привело к изменению консистенции соуса, при этом нарушалась структура продукта, он становился более текучим. Введение в соус липосомальной эмульсии в количестве 5% от объема конечного продукта не изменяло его органолептических характеристик. Цвет и запах соответствовали норме. Микроскопирование данных соусов различной жирности показало устойчивость липосом в структуре эмульсии, агрегации и укрупнения везикул не наблюдались.
Полученные соусы, обогащенные инкапсулированными пробиотическими микроорганизмами, разделяли на 16 образцов (12- хранили в плотно закрытых пластиковых контейнерах при температуре +4С, 4-хранили в плотно закрытых пластиковых контейнерах при температуре +24 С) с последующим определением числа бифидо- и лактобактерий по методикам, описанных в п. 2.4.11, п. 2.4.13, п. 2.4.16, п.2.4.17.
Как видно из табл. 45 количество инкапсулированных микроорганизмов при хранении снижалось незначительно и составило на четвертой неделе хранения при температуре +24±2 С для бифидобактерии
КОЕ/г, что связано с постепенным высвобождением пробиотических штаммов из микрокапсул и высокой чувствительностью к кислой среде соусов, для лактобактерий это значение составило 109 КОЕ/г из-за отсутствия высокой чувствительности к рН среды; при хранении лабораторных образцов соусов при температуре +4±2С не наблюдалось динамики изменения количества инкапсулированных микроорганизмов по причине высокой физической стабильности капсул, что не исключает постепенного высвобожения капсулируемого материала.
Таким образом, было экспериментально установлено, что микрокапсулирование снижает гибель бифидобактерий в течение 4 и 12 недель хранения. Содержание инкапсулированных пробиотических бактерий на конец срока хранения составляло не ниже 10-10 КОЕ/г, что соответствует предъявляемым к ним требованиям.
Проведенные исследования позволяют считать, что полученные соусы майонезные 25, 15 и 10%-ной жирности, обогащенные инкапсулированными пробиотическими бактериями, при хранении сохраняют свои свойства.
Анализ санитарно-микробиологических показателей качества разработанных соусов майонезных и содержание в них пробиотических лакто- и бифидобактерий
Разработанные нами лабораторные образцы, обогащенные пробиотическими бактериями, соусы майонезные были подвергнуты традиционным санитарно-гигиеническим исследованиям. Санитарно-гигиенические исследований этой обогащенной пробиотиками партий майонезных соусов проводили в лабораториях МГУПП на кафедре «Органическая и пищевая химия», ГУ НИИ Питания РАМН, ФГУН Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, НИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи РАМН. Результаты этих исследований приведены на рис. 39-51, а также в приложениях 7-12.
В течение 90 суток отбирали пробы образцов хранившихся при t=4±2 С и в течение 30 суток - при t=22±2C. Через каждые 7 дней измеряли физико-химические, реологические, микробиологические, органолептические показатели образцов, регламентируемые ГОСТ 53595-2009.
Как видно из рис. 39 и 40 значения вязкости вначале немного увеличились, что связано с тем, что при контакте гидроколлоидов с водой молекулы воды сначала проникают в наименее организованные участки цепи макромолекул, этот процесс проходит через переходную стадию гелеобразования, когда частицы набухают и увеличиваются в объеме. На 5-6 неделе наблюдалось снижение вязкости, т.к. стабильность гидроколлоидов в растворе зависит от температурных условий, продолжительности растворения и рН среды.
Динамика изменения рН соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности, содержащих инкапсулированные лакто- и бифидобактерии в процессе хранения при t = +4±2 С
Динамика изменения перекисного числа соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности, содержащих инкапсулированные лакто- и бифидобактерии в процессе хранения при t = +4±2С
Из рис. 42 видно, что, несмотря на внесение антиокислителя (токоферола) наблюдается незначительная динамика роста значений перекисного числа, оставаясь, однако, в пределах допустимых значений.
Динамика изменения кислотного числа соусов майонезных 25, 15 и 10%-ной жирности, содержащих инкапсулированные лакто- и бифидобактерии в процессе хранения при t = +4±2С
Как видно из рис. 43 наблюдается незначительная динамика роста значений кислотного числа, что связано с процессами гидролиза масел и позволяет судить о качестве продукта. Значения кислотных чисел находятся в пределах допустимых значений.
Как видно из рис. 49 - 50 наблюдалась значительная динамика изменения содержания в масле вторичных продуктов окисления - нелетучих карбонильных соединений, а также суммарного содержания окисленных жирных кислот (ТОТОХ), результаты не превышали допустимых значений.
По основным физико-химическим и бактериологическим показателям данные обогащенные майонезные соусы совпадали с таковыми высококалорийных майонезов и соответствовали гигиеническим требованиям к этой группе эмульсионных жировых продуктов (СанПиН 2.3.2.1078-01).
Исследования позволили установить, что при внесении антиоксидантов и бактериоцинов в количестве 0,025% и 0,63 — 0,75% соответственно (в зависимости от массовой доли жирности), сохранность соусов майонезных составляет 30 суток при температуре +24±2 С и 90 суток при температуре +4±2С.
В результате разработки низкожирных эмульсионных продуктов с синбиотическим комплексом при хранении было установлено следующее: интенсивность изменения физико-химических, органолептических, реологических и микробиологических показателей лабораторных образцов соусов майонезных, обогащенных капсулированными лакто- и бифидобактериями соответствовала гигиеническим требованиям к этой группе эмульсионных жировых продуктов (СанПиН 2.3.2.1078-01, ГОСТ Р 53590 - 2009). Срок хранения образцов составил 90 суток (при температуре хранения +4±2С) и 30 суток (при температуре хранения +24±2С).
Использование пищевых волокон способствовало снижению калорийности готовых эмульсионных жировых продуктов и уменьшению их дефицита в питании населения, что является актуальной задачей в настоящее время.
Совместное применение физиологически функциональных ингредиентов (пищевые волокна, витамины, токоферолы, сбалансированное соотношение ГШЖК семейства со-6 и ю-3) позволило получить новые виды функциональных соусов, не содержащих яичных продуктов (холестерина), разработанный способ микрокапсулирования пробиотических микроорганизмов с использованием липосом, позволил свести к минимуму контакт между продуктом и восприимчивыми к низким значениям рН бифидобактериями. Таким образом, применение пищевых волокон, ПНЖК с соотношением со-6 и со-3, равным 5-10:1(1,2), витаминов, токоферолов, позволил создать эмульсионный жировой продукт нового направления, обеспечивающий положительное влияние на здоровье человека.
