автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование активности воды в структурированных молочных десертах

На правах рукописи

Масунов Николай Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ВОДЫ В СТРУКТУРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ДЕСЕРТАХ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».

Научный руководитель: кандидат технических наук

Бабич Ольга Олеговна

Официальные оппоненты: Петров Андрей Николаевич

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАСХН, Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности, директор

Короткий Игорь Алексеевич

доктор технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» доцент кафедры «Теплохладотехника

Ведущая организация: Государственное учреждение «Ярославский

государственный институт качества сырья и пищевых продуктов»

Защита диссертации состоится «24» мая 2012 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.01 в ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, ауд. 4, тел./факс (3842) 39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на сайтах КемТИППа (www.kemtipp.ru) и ВАК Ми-нобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru).

Автореферат разослан 20 апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Н-Н. Потипаева

|.Ч)Г.Г.'.І!'.!-.: .ля ["Г'^/ДЛ^СЛ Г;! І !H/-W:

BlIGHL/lOiLKA

ggi2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные тенденции совершенствования ассортимента продуктов питания ориентированы на создание сбалансированной по пищевой и биологической ценности продукции, способной обеспечивать потребности различных, групп населения. Следует отметить, что при разработке технологии большинства молочных продуктов большое внимание уделяется ор-ганолептическим показателям и способности сохранять качество длительное время. Как показывает зарубежный и отечественный опыт последних лет, это становится возможным благодаря получению ряда специальных пищевых добавок, играющих роль стабилизаторов консистенции.

На отечественном рынке предлагаются несколько десятков различных стабилизаторов консистенции с широким набором свойств. Их используют при выработке йогуртов, сметаны, творога, сгущенного молока, различных десертов, сывороточных желированных продуктов и других. Стабилизаторы консистенции широко используются в производстве молочных десертов.

Проблема разработки технологий продуктов питания с использованием эффективных стабилизаторов самой разной природы последнее время все больше находится в сфере интересов российских и зарубежных исследователей. К ним следует отнести исследования Г.Б. Гаврилова, Н.И. Дунченко, И.А. Евдокимова, JI.M. Захаровой, З.С. Зобковой, H.H. Липатова (мл.), П.Г.Нестеренко, JI.A. Остроумова, А.Ю. Просекова, И.А. Смирновой, Г.В. Твердохлеб, М.С. Уманского, И.С. Хамагаевой, А.Г. Храмцова, В.Д. Харитонова и других ученых.

Характер воздействия воды на процессы, протекающие в пищевых продуктах при хранении, определяется общим количеством содержащейся в них влаги и, прежде всего, ее состоянием, формой и энергией связи. Существует взаимосвязь между влагосодержанием пищевых продуктов и их сохранностью (или порчей). Основным методом увеличения сроков хранения пищевых продуктов всегда было уменьшение содержания влаги путем концентрирования или дегидратации. Однако часто различные пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному. Все вышеуказанное указывает на актуальность темы настоящего исследования.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является исследование форм связи влаги и активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора и массовой доли жира, а также разработка технологии получения молочных десертов.

В соответствии с намеченной целью диссертационного исследования поставлены следующие задачи:

- изучить формы связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора;

- изучить формы связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира;

- исследовать активность воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора;

- исследовать активность воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира;

- разработать рецептуры и технологическую схему производства молочных десертов;

- изучить состав и свойства разработанных молочных десертов;

- разработать техническую документацию на молочные десерты;

- рассчитать ожидаемую экономическую эффективность, провести промышленную апробацию технологии.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлена динамика изменения содержания различных форм связи влаги в зависимости от массовой доли стабилизатора, показано, что с ее повышением снижается содержание осмотически связанной влаги, повышается количество влаги поли- и мономолекулярной адсорбции;

- показано, что повышение массовой доли жира в продукте ведет к небольшому повышению содержания осмотической влаги и к снижению содержания влаги в микропорах;

- установлено, что по мере повышения массовой доли стабилизатора во всех случаях наблюдается снижение активности воды;

- обнаружено, что повышение содержания жира в продукте ведет к равномерному снижению величины активности воды.

Практическая ценность работы. На основании результатов исследования разработана технология получения молочных десертов с использованием стабилизаторов консистенции. На новые продукты разработана техническая документация, регламенты и рецептуры с использованием стабилизаторов консистенции (ТУ 9225-092-02054125-2012).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были предметом докладов и обсуждений на международных и межрегиональных научно-технических конференциях, семинарах, конгрессах: «Прогрессивные технологии и перспективы развития», (Тамбов, 2010); «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов» (Кемерово, 2012); «В мире научных открытий» (г. Таганрог, 2012 г); «Биотехнология. Взгляд в будущее» (г. Москва, 2012 г.); «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2012 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять печатных работ, в том числе — две в отраслевых журналах, рекомендованных ВАК «Техника и технология пищевых производств» и «Вестник КрасГАУ».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из следующих основных разделов: введение, обзор литературы, объекты и методы исследования, результаты исследования и их обсуждение, выводы, список использованных источников и приложения. Основное содержание работы изложено на 105 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 21 рисунок. Список литературы включает 162 наименования.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами на кафедре «Бионанотехнология» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (ФГБОУ ВПО КемТИПП). Общая схема исследований представлена на рис. 1. Весь цикл исследований состоял из нескольких взаимосвязанных этапов.

На первом теоретическом этапе для обоснования цели и формулировки задач собственных исследований проводили анализ доступной отечественной и зарубежной информации.

На втором этапе изучали формы связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида и массовой доли стабилизатора. Для этою, варьируя температуру, определяли степень изменения массы структурированных продуктов с различной массовой долей жира и влаги. Оценивали общую динамику изменения содержания различных форм связи влага (свободная влага, осмотическая влага, влага микропор, влага полимолекулярной адсорбции, влага мономолекулярной адсорбции) в зависимости от вида и массовой доли стабилизатора.

Третий этап исследований посвящен изучению форм связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира. Анализировали динамику изменения содержания различных форм связи влаги (свободная слага, осмотическая влага, влага микропор, влага полимолекулярной адсорбции, влага мономолекулярной адсорбции) в зависимости от различной массовой доли жира.

Последующие этапы связаны с исследованием активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида и массовой доли стабилизатора. Определяли активность воды, гигроскопическую влажность и равновесную влажность.

В дальнейшем исследовали активность воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира. Анализировали такие показатели, как активность воды, гигроскопическая влажность и равновесная влажность.

На основании анализа полученных данных проводили разработку технологий молочных десертов на основе стабилизаторов консистенции, обоснование технологической схемы и рецептур продуктов. Для оценки условий хранения определяли органолептические, физико-химические и микробиологические характеристики. Полученные результаты учитывали при разработке технической документации и промышленной апробации, а также при внедрении результатов работы в компании «Биотек».

При проведении исследований использовали общепринятые, стандартные и оригинальные методы биохимического, физико-химического, структурно-механического анализа с использованием последних достижений науки и техники.

Объектом исследований являлся следующий ассортимент: творог с массовой долей жира 18,0% и массовой долей влаги 67,0%; желе с массовой долей

жира 11,0% и массовой долей влаги 55,0%; плавленый сыр с массовой долей жира 25,0% и массовой долей влаги 60,0%. В качестве стабилизаторов консистенции использовали пектин, КМЦ 6000-9000, ксантановую камедь, альгинат натрия и пирофосфат.

Рис. 1. Общая схема проведения исследований

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение форм связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора

Сохранность пищевых продуктов в значительной степени определяется их влагосодержанием. Поэтому основным методом увеличения сроков хранения пищевых продуктов всегда было уменьшение содержания влаги путем концентрирования или дегидратации.

На рис. 2 представлены зависимости степени изменения массы (а) от температуры для творога с массовой долей жира 18,0% и массовой долей влаги 67,0% при использовании в качестве стабилизаторов пектина 0,5; 1,5 и 2,5%.

■ и:

1«

I ! 1 1 1*9

1 : : 1 / ^ 1

[ 1 ! 1 С 9!

¿Г 1|ЦР \_д, 1 II

т 1» Ш ЗД ЗД* ЗД) 33 м ЗЛ 3<1

Обили ииии 1ВДН

а

О I о/

Я

¡Я Ш и ЗЛ ЗД9 № М Щ 3/ Обита гагеичра, ВДК

ЗД ЗД» ЗД9 ЗД5 3,3 Обрюямерлурз, Ш/К б

Рис. 2. Зависимость 1§ а от обратной температуры для творога с массовой долей жира 18,0%, массовая доля пектина: а — 0,5%, б-1,5%, в-2,5%

Анализ результатов, представленных на рис. 2 а — в позволил установить, что с повышением массовой доли пектина снижается количество свободной влага (участок АС) и, как следствие, повышается количество связанной влаги (участок СБ). При внесении меньшей дозы пектина энергограмма характеризуется более пологой кривой.

Результаты анализа форм связи влаги для творога с массовой долей жира 18,0% с применением других видов стабилизаторов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Формы связи влаги в твороге в зависимости от вида стабилизатора, %

Массовая доля стабилизатора, % Форма связи влаги

осмотическая влага влага мик-ропор влага полимолекулярной адсорбции влага мономолекулярной адсорбции

КМЦ 6000-9000

0,5 49,7± 1,49 12,6±0,38 3,8±0,27 0,9±0,06

1,0 48,1±3,37 13,4±0,94 3,9±0,12 1,6±0,11

1,5 44,9±1,35 15,9±0,48 4,2±0,13 2,0±0,06

2,0 42,7±2,99 17,1±1,20 4,6±0,32 2,6±0,18

2,5 41,1±2,88 16,7±1,17 5,4±0,38 3,5±0,10

Ксантановая камедь

0,5 48,5± 1,45 15,6±1,09 1,8±0,05 1,1±0,03

1,0 48,2±3,37 15,0±0,45 2,3±0,16 1,5±0,10

1,5 47,9± 1,44 15,3±1,07 2,4±0,07 1,4±0,04

2,0 46,1 ±3,22 15,8±1,11 2,9±0,09 2,2±0,07

2,5 45,4±3,18 15,6±0,47 3,6±0,25 2,4±0,07

Альгинат натрия

0,5 49,8± 1,49 14,0±0,42 2,6±0,08 0,6±0,02

1,0 46,9±3,3 14,2±0,99 4,1±0,12 1,8±0,13

1,5 45,4±1,36 14,4±0,43 4,6±0,32 2,6±0,08

2,0 44,2±3,09 13,8±0,41 4,8±0,14 4,2±0,13

2,5 43,7±3,06 14,5±0,43 5,0±0,35 3,8±0,11

Пирофосфат

0,5 43,1 ±3,02 19,9±0,60 2,9±0,09 1,1±0,03

1,0 41,4±1,24 20,0±0,6 3,7±0,26 1,9±0,13

1,5 38,6±2,70 20,5±0,61 5,4±0,16 2,5±0,07

2,0 36,7±1,10 19,6±1,37 6,8±0,48 3,9±0,12

2,5 35,0±1,05 20,3±0,61 7,4±0,22 4,3±0,30

Из приведенного анализа табл. 1 следует, что с повышением массовой доли стабилизатора снижается содержание осмотической связанной влаги, повышается количество влаги поли- и мономолекулярной адсорбции. У пирофосфата также наблюдалось наиболее сильное влияние массовой доли стабилизатора на скорость изменения величины осмотической влаги: при изменении массовой доли пирофосфата в продукте от 0,5 до 2,5% содержание осмотической влаги менялось от 43,1 до 35,0%.

Аналогичным образом проведены эксперименты по определению форм связи влаги в желе. На рис. 3 представлены зависимости степени изменения массы (а) от обратной температуры для желе с массовой долей жира 11,0% и массовой долей влаги 55,0% при использовании в качестве стабилизаторов структуры пектина, альгината натрия и пирофосфата с массовой долей 1,5%.

1)1 1,96 ЗЯ ЗД ЗД9 3,25 33 ЗД9 З*

Обршпыиерадн 1000/К

{ »і

I і і >

і 1 1 і с / Г

III Р I и

— 1—^ !

VI ІД 3,05 ЗД 3.11 349 3£ 33 3,35 3,4 Обрпшімоеиіур», Ш/К

5«!.

0і

і І і І Ао і її/

I і І с о і

III ^ і , і 'і в і ! і і

!" | — І -1-

Рис. 3. Зависимость а от обратной температуры для желе с массовой долей 1,5%: а — пектин, б — альгинат натрия, в — пирофосфат

1Л1 № ЗД ЗД ІД ]Д9 ЗД5 ЗД 339 3^

Обдапагакрзтк», ШИ

Из результатов, приведенных на рис. 3, видно, что использование пиро-фосфата позволяет максимально сократить содержание осмотически связанной влаги, при этом наблюдается наибольшее содержание влаги в мшфопорах.

С целью определения динамики проведены аналогичные эксперименты с применением других стабилизаторов с рабочими концентрациями 0,5; 1,5 и 2,5%. Результаты исследований приведены в табл. 2. Динамика изменения содержания осмотической влаги и влаги поли- и мономолекулярной адсорбции для желе аналогична творогу.

На рис. 4 представлены зависимости степени изменения массы а) от обратной температуры для плавленого сыра с массовой долей жира 25,0% и массовой долей влаги 60,0% при использовании пирофосфата с рабочими концентрациями 0,5; 1,5 и 2,5%.

На рис. 4 наблюдается резкий перегиб кривой на отрезке СВ, что является характерным для плавленых сыров. Высота точки А совпадает с таковой для творога. Отрезки, соответствующие удалению осмотической влаги (АС), характеризуются умеренным перегибом в точке I. Положение точки Б при изменении массовой доли пирофосфата практически не меняется. Существенное изменение содержания осмотической влаги наблюдается только при повышении содержания пирофосфата до 2,5%.

ЦІ Ш Зй !Д ІМ № їв Ц Уі ),( а ймшягагвдиШ

І

1)1 ЇМ 105 и и< 1,19 1Л и № м - Мріюшіеіиїда, 1000/К

і : і А

с

ІП і о и

і)і № де ід ш № зз ад и Обртишкрір, 10М/Н

Рис. 4. Зависимость ^ а от обратной температуры для плавленого сыра, массовая доля пирофосфата: а — 0,5%, б — 1,5%, в -2,5%

Таблица 2

Массовая доля стабилизатора, % Форма связи влаги

осмотическая влага влага мик-ропор влага полимолекулярной адсорбции влага мономолекулярной адсорбции

1 2 3 4 5

Пектин

0,5 27,4±0,82 15,9±0,48 6,3±0,19 5,4±0,16

1,5 25,2± 1,76 17,3±1,21 6,8±0,20 5,7±0,40

2,5 21,9±0,66 20,2±0,61 6,9±0,48 6,0±0,18

КМЦ 6000-9000

0,5 27,3±0,82 19,7±0,59 4,1±0,12 3,9±0,27 .

1,5 26,9±0,81 19,4±0,58 4,5±0,13 4,2±0,13

2,5 25,8±1,81 19,5±1,36 5,6±0,39 4,1 ±0,29

Кентановая камедь

0,5 29,4±0,88 22±0,66 2,6±0,08 1,0±0,03

1,5 25,6±0,77 25,3±1,78 2,9±0,20 1,2±0,04

2,5 23,7±0,71 25,6±0,77 3,8±0,11 1,9±0,13

Альгинат натрия

0,5 29,4±0,88 16,1±0,48 5,4±0,38 4,1±0,29

1,5 24,8± 1,74 19,4±1,36 6,1±0,43 4,7±0,33

Продолжение табл.2

1 2 3 4 5

2,5 22,3±1,56 21,2±1,48 6,5±0,19 5,0±0,15

Пирофосфат

0,5 25,6± 1,79 19,3±0,58 6,1±0,18 4,0±0,28

1,5 22,9±0,69 21,5±1,50 6,2±0,19 4,4±0,132

2,5 20,7±0,62 22,5±0,67 6,7±0,47 5,1±0,36

Плавленый сыр по сравнению с творогом и желе характеризуется наименьшим содержанием влаги поли- и мономолекулярной адсорбции - 1,0-3,5% и 0,4-2,5%, соответственно (табл.3). Для плавленого сыра наилучшим стабилизатором оказалась ксантановая камедь — минимальное содержание осмотической влаги при рабочей концентрации 2,5% составило 28,1%. Динамика повышения содержания влаги микропор аналогична образцам желе.

Увеличение содержания влаги поли- и мономолекулярной адсорбции с повышением массовой доли стабилизатора отмечено у всех образцов продуктов. Содержание влаги полимолекулярной адсорбции преобладает над влагой мономолекулярной адсорбции. Содержание влаги мономолекулярной адсорбции больше всего наблюдалось у желе при использовании пектина и пирофосфата в качестве стабилизаторов, а также у творога при использовании 2,5% пирофосфата. Наименьшее содержание влаги полимолекулярной адсорбции зафиксировано в плавленом сыре при использовании 0,5% КМЦ 6000-9000. Плавленый сыр характеризовался наименьшим содержанием данной формы влаги при использовании 0,5% пектина и альгината натрия.

Таблица 3

Массовая доля влаги в плавленом сыре при различных стабилизаторах, %

Массовая доля стабилизатора, % Форма связи влаги

осмотическая влага влага микропор влага полимолекулярной адсорбции влага мономолекулярной адсорбции

1 2 3 4 5

Пектин

0,5 34,9±1,05 17,6±1,23 2,1±0,15 0,4±0,03

1,5 32,6±0,98 19,4±1,36 2,3±0,16 0,7±0,05

2,5 31,8±0,95 19,9±1,39 2,4±0,17 0,9±0,06

КМЦ 6000-9000

0,5 34,9±1,05 18,2±0,55 1,0±0,03 0,9±0,06

1,5 31,7±0,95 20,7±0,62 1,5±0,04 1,1±0,08

1,5 26,4±0,79 25,0±0,75 2,2±0,07 1,4±0,10

Кентановая камедь

0,5 33,2±2,32 17,1±1,20 3,5±0,24 1,2±0,036

1,5 29,6±2,07 20,1±1,41 2,9±0,20 2,4±0,07

2,5 28,1±1,96 21,0±0,63 3,4±0,24 2,5±0,07

Альгинат натрия

Продолжение табл.3

1 2 3 4 5

0,5 41,7±1,25 11,8±0,83 1,1±0,08 0,4±0,03

1,5 39,3±2,75 13,8±0,41 1,4±0,10 0,5±0,03

2,5 35,8±1,07 16,5±1,15 1,9±0,06 0,8±0,06

Изучение форм связи влаги в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира

Объектами данных исследований выбраны: творог с массовой долей жира 1,8; 3,8; 7,0; 12 и 18% и плавленый сыр с массовой долей жира 25,0; 35,0; 45,0; 55,0 и 65,0%. Результаты определения форм связи влаги в твороге с различной массовой долей жира представлены в табл. 4.

Таблица 4

Формы связи влаги в твороге при различной массовой доли жира, %

Форма связи влаги Массовая доля жира, %

42,8± 1,29 45,3±1,36 49,5± 1,48 49,9±1,50 50,8±1,52

Осмотическая влага 16,4±1,15 14,0±0,98 10,1±0,71 9,4±0,66 8,2±0,57

Влага микропор 4,0±0,28 4,0±0,28 3,8±0,27 3,9±0,27 4,1±0,29

Влага полимолекулярной адсорбции 1,8±0,13 1,7±0,12 1,6±0,11 1,8±0,13 1,9«),13

Влага номолекулярной адсорбции 42,8± 1,29 45,3±1,36 49,5± 1,48 49,9±1,50 50,8±1,52

В табл. 5 приведены формы связи влаги в плавленом сыре при различных массовых долях жира.

Таблица 5

Формы связи влаги в плавленом сыре при различной

Форма связи влаги Массовая доля жира, %

25,0 35,0 45,0 55,0 65,0

Осмотическая влага 27,5±0,82 29,4±0,89 32,0±0,96 35,2±1,06 36,9±1,11

Влага микропор 30,6±0,92 29,3±0,88 25,5±0,76 24,2±0,73 23,1±0,69

Влага полимолекулярной адсорбции 3,4±0,24 3,2±0,22 3,1±0,22 3,1 ±0,22 2,9±0,20

Влага номолекулярной адсорбции 1,5±0,10 1,4±0,10 1,6±0,11 1,3±0,09 1,1±0,08

Из приведенных результатов исследований можно сделать вывод о том, что повышение массовой доли жира как гидрофобного элемента в продукте ведет к небольшому повышению содержания осмотической влаги и к снижению содержания влага в микропорах. Изменение содержания влаги поли- и мономолекулярной адсорбции при повышении концентрации жира практически не происходит.

Исследование активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от вида стабилизатора

Исследовали активность воды в твороге с массовой долей жйра 18% и массовой долей пектина 0,5 и 2,5%, а также при массовой доле пирофосфата 0,5 и 2,5%. Анализ полученных зависимостей позволяет установить величину гигроскопической влажности для каждого из исследуемых продуктов. Так, для творога с массовой долей пектина 0,5% величина гигроскопической влажности составляет 22,3% при активности воды 0,74; при использовании 2,5% пектина — 21,2% при активности воды 0,71; при использовании 0,5% пирофосфата — 19,5% при активности воды 0,68; при использовании 2,5% пирофосфата — 18,018,5% при активности воды 0,64.

Анализ полученных значений для исследованных продуктов позволяет сделать вывод о принадлежности некоторых продуктов к продуктам с промежуточной влажностью, т. е. с активностью воды в диапазоне 0,65-0,85 (они находятся в состоянии равновесия с относительной влажностью 65-85%). Величина гигроскопичной влажности для продуктов данной категории лежит в диапазоне 15-30%.

В табл. 6 приведены результата экспериментальных исследований по определению активности воды при различных рабочих концентрациях стабилизаторов.

Таблица 6

Активность воды в молочных продуктах при различных стабилизаторах

Массовая доля стабилизатора, % Вид продукта

творог желе плавленый сыр

Пектин

0,5 0,74±0,05 0,72±0,05 0,65±0,04

1,5 0,72±0,02 0,69±0,02 0,64±0,02

2,5 0,71±0,05 0,69±0,02 0,62±0,02

КМЦ 6000-9000

0,5 0,66±0,05 0,67±0,05 0,64±0,02

1,5 0,63±0,02 0,64±0,05 0,61±0,04

2,5 0,62±0,04 0,61±0,02 0,60±0,04

Кентановая камедь

0,5 0,75±0,02 0,69±0,05 0,67±0,05

1,5 0,71±0,06 0,68±0,02 0,64±0,02

2,5 0,68±0,02 0,65±0,04 0,63±0,04

Альгинат

0,5 0,71±0,02 0,7±0,02 0,64±0,02

1,5 0,68±0,05 0,68±0,05 0,61 ±0,04

2,5 0,66±0,05 0,66±0,05 0,58±0,04

Пирофосфат

0,5 0,68±0,02 0,66±0,02 0,68±0,05

1,5 0,65±0,04 0,63±0,04 0,64±0,02

2,5 0,64±0,02 0,62±0,02 0,61±0,04

Наибольший уровень активности воды наблюдался в твороге при использовании ксантановой камеди, которая в предыдущих опытах по анализу форы связи влаги показала довольно слабый эффект стабилизации в твороге. По мере повышения массовой доли стабилизатора во всех случаях наблюдается снижение активности воды. При этом наименьшую активность воды, а следовательно и наибольшее время хранения обеспечивает для творога и желе — КМЦ 6000-90С0, для плавленого сыра — альгинат натрия. Динамика скорости изменения активности воды при повышении рабочий концентрации различных стабилизаторов неодинакова, наибольший диапазон изменения активности воды наблюдался у творога с применением ксантановой камеди.

Исследование активности воды в структурированных молочных продуктах в зависимости от массовой доли жира

Объектами исследований являлись: творог с массовой долей жира 1,8; 3,8; 7,0; 12,0 и 18,0%, а также плавленый сыр с массовой долей жира 25,0; 35,0; 45,0; 55,0 и 65,0%.

В табл. 7 приведены результаты анализа активности воды в структурированных молочных продуктах при различной массовой доле жира. Повышение массовой доли жира в твороге от 1,8 до 18,0% ведет к равномерному снижению величины активности воды, в то время как в плавленом сыре при повышении массовой доли жира с 25,0 до 45,0% активность воды снижается равномерно с 0,67 до 0,65, а при дальнейшем повышении содержания жира до 65,0 наблюдается заметное снижение активности воды до 0,51.

Таблица 7

Активность воды в молочных продуктах при различном содержании жира

Творог Плавленый сыр

массовая доля жира, % активность воды массовая доля жира, % активность воды

1,8 0,72 25,0 0,67

3,8 0,71 35,0 0,66

7,0 0,7 45,0 0,65

12,0 0,68 55,0 0,62

18,0 0,67 65,0 0,51

Активность воды в плавленом сыре меньше, чем в твороге. Динамика снижения активности воды при повышении массовой доли жира согласуется с полученными экспериментальными данными при определении форм связи влаги, так как в данном случае происходит снижение влаги микропор.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Технологический процесс осуществляют согласно технологической схемы, представленной на рис. 5.

Рис. 5. Технологическая схема производства молочных десертов

Технологический процесс производства молочных десертов «Молочная сказка» и молочного десерта «Нежность», представленный на рис. 5, начинается с приемки сырья и проверки его качественных показателей согласно действующей технической документации. Технологический процесс состоит из следующих основных взаимоперетекающих процессов: приемка и оценка качества сырья; очистка; охлаждение молочного сырья до температуры плюс 4+2°С; подогрев до температуры 45+2°С и сепарирование с последующим охлаждением полуфабрикатов до температуры 4+2°С; пастеризация при температуре 92+2°С в течение 300 с; охлаждение до температуры 30±2°С; внесение дополнительных компонентов (предусмотренных рецептурой молочного десерта); внесение стабилизаторов консистенции; охлаждение до температуры 4+2°С; фасовка и хранение при температуре 4+2°С.

Все компоненты, входящие в состав молочного десерта «Молочная сказка» и «Нежность», добавляют последовательно, согласно вышеприведенной технологической схеме производства молочного десерта (рис. 5) в количественном соотношении согласно рецептурам, приведенным в табл. 8.

Таблица 8

Рецептура молочного десерта, кг_

Компоненты Молочный десерт

«Молочная сказка» «Нежность»

Молоко с массовой долей жира 3,4% 250,0 100,0

Обезжиренное молоко 350,0 462,0

Сливки с массовой долей жира 34,0% 37,0 75,0

Сахар-песок 150,0 200,0

Фруктовый наполнитель 200,0 150,0

КМЦ 6000-9000 13,0 13,0

ИТОГО 1000,0 1000,0

Технологический регламент и рецептуры выработки молочного десерта «Молочная сказка» и «Нежность» использованы при разработке технической документации, включающей технические условия и технологическую инструкцию.

Результаты изучения органолептических показателей молочных десертов представлены в табл. 9.

Таблица 9

Органолептические показатели молочного десерта «Молочная сказка»

Показатель Молочный десерт

«Молочная сказка» «Нежность»

Консистенция Однородная, нежная, в меру вязкая консистенция

Вкус и запах Приятный молочный насыщенный вкус и аромат, соответствующий внесенному наполнителю

Анализ результатов, представленных в табл. 9, свидетельствует о том, что молочные десерты «Молочная сказка» и «Нежность», в состав которых входят стабилизаторы консистенции, обладают высокими органолептическими свойствами, с однородной, нежной, пористой, в меру вязкой консистенцией.

Результаты исследований физико-химических свойств молочных десертов «Молочная сказка» и «Нежность» представлены в табл. 10.

Следствием выполненной работы явилась разработка технической документации на новые виды молочных десертов «Молочная сказка» и «Нежность», выработанных с использованием стабилизаторов консистенции.

Таблица 10

Физико-химические свойства молочного десерта_

Показатель Молочный десерт

«Молочная сказка» «Нежность»

Массовая доля жира, %, не менее 4,5 1,5

Массовая доля сахарозы, %, не менее 15,0 20,0

Массовая доля сухих веществ, %, не менее 25,0 25,0

Титруемая кислотность, °Т, не более 40,0 40,0

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования по выявлению форм связи влаги и активности воды в структурированных молочных продуктах и разработана технология новых видов молочных десертов «Молочная сказка» и «Нежность».

2. Выявлена динамика различных форм связи влаги в зависимости от массовой доли КМЦ 6000-9000, ксантановой камеди, альгината натрия, пиро-фосфата, пектина. Определено, что с повышением массовой доли стабилизатора снижается содержание осмотически связанной влаги, повышается количество влаги поли- и мономолекулярной адсорбции. Показано, что пирофосфат с рабочей концентрацией 2,5% оказывает наиболее сильное влияние на изменение величины осмотической влаги у творога и желе. Так, для творога и желе при выбранной массовой доле стабилизатора массовая доля осмотической влаги составляет 35% и 20,7%, соответственно. При этом, плавленый сыр характеризовался наименьшим содержанием данной формы влаги при использовании 0,5% пектина и альгината.

3. Определено, что повышение массовой доли жира в продукте ведет к небольшому повышению содержания осмотической влаги и к снижению содержания влаги в микропорах. Изменение содержания влаги поли- и мономолекулярной адсорбции при повышении концентрации жира практически не происходит.

4. Установлено, что повышение массовой доли жира от 1,8 до 7,0% ведет к увеличению количества осмотической влаги на 6,7%, при дальнейшем повышении массовой доли жира до 18,0% количество данной формы влаги увеличивается лишь на 1,3%. По мере повышения массовой доли жира от 1,8 до 18,0% наблюдается снижение влаги микропор на 8,2%. Количество влаги поли- и мономолекулярной адсорбции при различном содержании жира меняется незначительно.

4. Показано, что наибольший уровень активности воды наблюдался в твороге при использовании ксантановой камеди, наименьшую активность воды для творога и желе отмечали с использованием КМЦ 6000-9000, для плавленого сыра с использованием альгината натрия. Динамика скорости изменения активности воды при повышении массовой доли стабилизаторов неодинакова, наибольший диапазон изменения активности воды наблюдался у творога с применением ксантановой камеди.

5. В ходе исследований выяснено, что повышение содержания массовой доли жира в твороге от 1,8 до 18,0% ведет к равномерному снижению величины активности воды, в то время как в плавленом сыре при повышении концентрации жира от 25,0 до 45,0% активность воды снижается равномерно с 0,67 до 0,65, а при дальнейшем повышении жира до 65,0 наблюдалось заметное снижение активности воды до 0,51.

6. Теоретически обоснованы и экспериментально установлены технологические принципы выработки молочных десертов с использованием стабилизатора консистенции. Новизна решения отвечает критериям патентоспособности. На созданный ассортимент продукции разработана и утверждена в установленном порядке техническая документация. Разработаны регламент и рецептуры молочных десертов с использованием стабилизатора консистенции. Изучен состав и свойства разработанного продукта.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Архипов, А.Н. Сравнительный анализ геномов организмов, используемых в производстве пищевых добавок / А.Н. Архипов, НА. Масунов, О.В. Мудрикова // Техника и технология пищевых производств.- 2010,- №4(10).- С.77-81.

2. Архипов, А.Н. Исследование микроструктуры и компонентного состава пищевых стабилизаторов / А.Н. Архипов, H.A. Масунов, A.B. Позднякова // Вестник КрасГАУ.- 2012.- С. 178-182.

3. Архипов, А.Н. Компьютерный поиск мишеней для ПЦР в пищевой промышленности / А.Н. Архипов, О.В. Мудрикова, H.A. Масунов // Материалы II Международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии и перспективы развития»,- Тамбов, 2011.- С.143-144.

4 . Архипов, А.Н. Выбор презентативного метода выделения растительной ДНК / А.Н. Архипов, H.A. Масунов, О.В. Мудрикова // В мире научных открытий. Москва, 2010.- №6 (12).- С.351-351.

5. Масунов, H.A. Исследование стабилизаторов консистенции и разработка'технологии молочного десерта на их основе / H.A. Масунов, Ю.С. Мало-ва, О.О. Бабич // Материалы Ш Международной научно-практической конференции В мире научных открытий,- Таганрог, 2012.- С. 145-147.

6. Масунов, H.A. Исследование стабилизаторов консистенции и разработка технологии молочного десерта на их основе / H.A. Масунов, Ю.С Малова, О.О. Бабич // Международная виртуальная интернет конференция «Биотехнология. Взгляд в будущее».- Москва, 2012.- С. 43-45.

7. Масунов, H.A. Исследование стабилизаторов консистенциии разработка технологии молочного десерта на их основе / H.A. Масунов, Ю.С. Малова // VII Международная научная конференция студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств».- Могилев, 2012.- С. 12-15.

8. Масунов, H.A. Влияние массовой доли жира на форму связи водвд. в пищевом продукте / H.A. Масунов, Ю.С. Малова // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием,- Бийск, 2012,- С. 56-59.

9. Масунов, H.A. Влияние массовой доли жира на активность воды в структурированных молочных продуктах // H.A. Масунов, Ю.С. Малова, A.C. Матвиенко / Здоровье и питание: материалы научно-практической конференции,- Москва, 2012,- С. 108-109.

Подписано в печать 11.04..2012. Формат 60x86/16. Тираж 80 экз. Объем 1,1 п.л. Заказ № 57. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47. Отпечатано в лаборатории множительной техники КемтТИППа. 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

12-1475 1

2012095134

2012095134