автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологических основ производства плавленых сыров с рапсовым маслом

РГБ Ой

1 з янв да

На правах рукописи

ЛОБОВА ТАМАРА ВАСИЛЬЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОИЗВОДСТВА ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ С РАПСОВЫМ МАСЛОМ

Специальность: 05.18.04 -Технология мясных,молочных

и рыбных продуктов.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 19Э6

- Г> -

Работа выполнена в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности и Кубанском государственном технологическом университете.

Научные руководители - заслуженный деятель науки и техники РФ,

академик МАХ, член.-корр. РИА, доктор технических наук, профессор Л.А. Остроумов

- кандидат технических наук, вед. научн. сотрудник В.Е. Тарасов

Официальные оппоненты - член-корр. СО АН ВШ,

доктор технических наук, профессор Т.Ф. Чиркина

- член - корр. МАХ, кандидат технических наук, с.н.с.

М.С. Уманский Ведущая организация - Алтайский государственный

аграрный университет

Защита диссертации состоится " ^ "__1997 г. в

14 час на заседании диссертационного Совета Л 064.67.01 при Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу : 650060, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности.

Автореферат разослан " / У "_/ _1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

кандидат технических наук, доцент ;Н. Н. Потипаева

/ х

0Б111АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.В молочной промышленности все шире получает распространение направление по замене в молочных продуктах молочного жира растительными маслами и животными жирами, что в первую очередь, вызвано необходимостью регулирования лшрнокиелотно-го состава продуктов. С згой целью используют соевое, подсолнечное, кукурузное, облепиховое, оливковое и другие масла, а также группу животных жиров.

В последние годы в России наращивается производство рапсового масла. В мировом объеме выпуска, среди различных видов растительных масел, оно занимает третье место (после соевого и пальмового). Рафинированное, дезодорированное рапсовое масло характеризуется хорошими органолепгическими показателями, и содержит в своем составе значительное количество эссенциальных жирных кислот.

Считаем, что использование рапсового масла в производстве комбинированных и модифицированных молочных продуктов является весьма перспективным. На его основе можно вырабатывать многие молочные продукты.

Цель и задачи исследования. Целью проводимых исследований является разработка теоретических и практических основ производства плавленых сыров с регулируемым жирнокислогным составом за счет использования рафинированного и дезодорированного рапсового масла. Реализация поставленной цели достигается решением следующих задач: -совершенствование технологии производства рапсового масла в связи с его использованием в выработке плавленых сыров; -исследование влияния технологических факторов на состав и выход рапсового масла;

-изучение влияния дозы рапсового масла на состав и свойства плавленых сыров;

-уточнение основных технологических параметров выработки плавленых сыров с рапсовым маслом ;

-исследование состава и свойств плавленого сыра с рапсовым маслом в процессе хранения.

Научная новизна. Сформулирсваны теоретические основы совершенствования технологии производства рапсового масла. Доказано, что введение в маслосодержащий материал растворов электролитов на стадии увлажнения перед влаготепловой обработкой позволяет заметно

увеличить выход масла за счет химического взаимодействия электролитов (водных растворов соляной кислоты и едкого натра, а так» электроактивированных жидких систем (ЭАЖС)) на белковую часть материала. Кроме того, это влияет на качество масел и шротов. Н< основе полученных результатов усовершенствована технология подготовки семян рапса к обезжириванию.

Исследован мрнокислотный состав плавленых сыров с рапсовьи маслом.. Изучено влияние температуры плавления сырной массы с рап совым маслом, стадии введения жировой композиции в сырную массу : процессе плавления, дозы рапсового масла в жировой композиции режимов хранения на состав и свойства продукта. Впервые доказан, возможность использования рапсового масла в производстве плаЕлены. сыров.

Практическая значимость и реализация результатов. Усовершенс твована технология производства рапсового масла. Производство рап сового масла по предлагаемой технологии позволяет: увеличить выхо, масла, улучшить его технологические свойства и качество шрота Технология защищена патентом РФ N 2020145 и авторским свидетельст б0м N 4387088.

Разработана технология производства плавленого сыра с рапсо вым маслом "Канола" ( ГУ 9225-020-02068315-96). Экономический зф фект от его выработки составляет в среднем 2.1 млн. руб на тонн сыра (по состоянию на 01.10.1996 г.).

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссерта ции, доложены на научно-практических конференциях :"Элеклрофизичес кие методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственког сырья" ( Москва, 1989 г.), "Молодые ученые - производству" (До нецк, 1990 г.), "Проблемы механизации и электронизации отрасле агропромышленного комплекса" (Краснодар, 1991 г.), "Совершенство валие техники и технологии в пищевых отраслях промышленности" (Ке мерово, 1994 г.), "Комбинированные пищевые продукты" (Кемерове 1996 г.), "Новые технологии" (Кемерово, 1996 г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 11 пуб ликациях, в том числе патенте и авторском свидетельстве.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе ния, обзора литературы, результатов исследований, изложенных двух главах, выводов, списка литературы (182 источника) и приложе ний.

Основное содержание изложено на 94 страницах машинописного текста, содержит1 30 таблиц и 16 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Дана общая характеристика состояния проблемы и обоснована актуальность темы диссертационной работы.

Обзор литературы. Проанализированы результаты исследований отечественных и зарубежных авторов по модернизации технологии производства растительных масел и регулирования жирнокислотного состава плавленых сыров. Освещены вопросы совершенствования технологических параметров производства растительных масел, а также основные направления работы по созданию новых видов плавленых сыров.

При подготовке обзора широко использованы работы Липатова H.H., Рогова И.А., Захаровой Н.П., Позняковского В.М., Твер-дохлебГ.В., Крашенинина П.Ф., Аруионяна Н.С., Тарасова В.Е., Григорьевой В.М. и других.

Методика проведения эксперимента. Общая схема проведения исследования приведена на ркс. 1.

В первом блоке исследований изучали состав и свойства семян рапса и влияния вида электролита на выход масла при прессовании и экстракции. В качестве электролитов были использованы растворы едкого натра и соляной кислоты, а также злектроактивированные жидкие системы (ЭАЖС), полученные электролизом раствора поваренной соли. Электролиты имели pH либо 1, либо 12.

Во втором блоке исследований определяли зависимость качества масла и шрота от вида электролита, использованного при увлажнении мятки (измельченных семян рапса).

Третий блок посвящен изучению влияния стадии введения жировой композиций, -температуры плавления сырной массы, дозы рапсового масла и условий хранения на органолептические показатели и жирно-кислотный состав плавленого сыра.

Четвертый блок посвящен разработке усовершенствованной технологии производства рапсового масла и технологии выработки плавленого сыра "Канола", а также оформлению научно-технической документации.

При выполнении исследований использовали общепринятые методы определения качественных показателей промежуточных и конечных продуктов.

Блоки исследования

Изучение состава и свойств семян рапса в связи с его использованием в проиводст-ве плавленых сыров

Разработка усовершенствованной технологии производства рапсового масла

Установление основных закономерностей формирования плавленых сыров с рапсовым маслом

Практическая реализация результатов исследований

Изучаемые факторы

Измельчение семян

Влаготепловая обработка

Прессование

Экстракция

Подготовка сырья

Обезжиривание сырья

Стадия введения

Температура плавления^_

Лоза рапсового масла_

Хранение сыра

Усовершенствован ная технология производства рапсового масла

Плавленый сыр "Канола"

Контролируемые параметры

Массовая доля вла ги,масла,температура, время натре ва, выход масла

Массовая доля глю козинолатов,белка серы,фосфолипвдов пигментов и ОБЦ

Массовая доля влаги, содержание жирных кислот, ор-ганолептические показатели

Научно-техническая документация

Рис 1. Схема проведения экспериментов

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Определение зависимости глубины обезжиривания шрота от вида электролита. Зависимость относительной массовой доли масла в шроте от ступени экстракции показана на рис.2.

Мш

Мс 1.0

0.8 0.6 0.4

0.2

0

0

Рис. 2 Кривые экстракции.

Мш - массовая доля масла в шроте;

Мс - массовая доля масла в

семенах. Мятка была увлажнена : 1

2

1

- водой (контроль);

- раствором HCl (рН-1);

- раствором NaOH (рН=12)

- ЭАЖС с рН=1;

- ЭАЖС с рН=12.

2 3 4 Ступени экстракции Продолжительность экстракции на каждой ступени - 25 минут. При обработке мятки ( измельченных семян) реагентами с рН=1 и рН=12 снижается массовая доля масла в шроте по сравнению с контрольным образцом. Наиболее полное извлечение масла происходит при обработке мятки реагентами с рН=1.

Изучение влияния вида реагента на качество получаемых масел.

Результаты исследования зависимости качества масел от применяемого на стадии увлажнения мятки электролита приведены в таблице 1.

Обнаружены следующие закономерности:

- массовая доля фосфолипидов и серы в масле изменяется в зависимости от рН реагента. Так, при обработке мятки растворами электролитов с рН=1 уровень фосфолипидов и серы в масле низке, а при обработке реагентами с рН=12 выше, чем в контрольных образцах;

- уровень пигментов группы хлорофиллов снижается во Есех опытных образцах по сравнению с контрольным;

- содержание каротиноидов в опытных образцах выше, чем в

.контрольном. ., гг.

Предложена технология подготовки семян .рапса к обезжириванию, включающая в себя двойную обработку мас-лосодержащего материала растворами электролитов .( перЕая обработка - перед прессованием, а вторая- перед экстракцией масла растворителем). При первой обработке следует использовать реагенты с рН=1. Это позволит увеличить

Таблица 1

Качественная характеристика образцов масел

Вид Массовая Массовая Массовая Массовая

электролита доля фосфо доля хло- доля ка- доля серы

липидов, % рофиллов;. ротино- ры.мкг/г

в пересче- *104'% идов*103

те на СОЛ г/100 см3

Вода 0,7 + 0,1 1,8 ± 0,1 2,8 ± 0,2 3,0 + 0,1

НСЬ рН=1 0,3 ± 0,1 1,1 + 0,2 3,1 ±0,1 1,3 ± 0,2

МаОН рН=12 0,8 + 0,2 1,2 ± 0,1 3,1 ± 0,1 4,3 + 0,1

ЭА1С рН=1 0,3 ± ОД 1,1 ± 0,2 4,1 ± 0,2 2,8 ± 0,1

ЭАЖС рН=12 0,9 + 0,2 1,2 ± 0,1 3,0 ± 0,2 3,2 + 0,2

выход прессового масла при пониженном уровне в нем сопутствующих липидов, а следовательно, получить продукт более высокого качества. При второй обработке необходимо вводить в мас-лосодержащий материал реагенты с рН=12, что позволит улучшить качество шрота.

Сравнительная характеристика жирнокислотных составов молочного жира и рапсового масла. Как видно из данных, представленных в таблице 2, жирнокислотный состав рапсового масла значительно отличается от жирнокислотного состава молочного жира. В рапсовом масле практически отсутствуют низкомолекулярные жирные кислоты с длиной углеродной цепи от С4 до С14, в то время как в молочном жире массовая доля таких кислот составляет в среднем до 25 % от суммы ■жирных кислот. В молочном жире значительную долю составляют насыщенные жирные кислоты ( до 58,8 % от суммы кислот), а в рапсовом масле - ненасыщенные ( до 93,5 %). По сравнению с молочным жиром,

в рапсовом масле в два раза больше олеиновой, в,6,4 „раза больше линолевой ив Ъ раз больше линолековой жирных кислот.

Таким образом, заменяя в рецептуре плавленого сыра молочный жир на рапсовое масло можно существенно изменить жирнокислотный состав жировой композиции в сторону увеличения массовой доли ненасыщенных жирных, кислот, в том числе эссенциальных ( линолевой и линоленовой).

Таблица 2

ЗКирнокислотные составы рапсового масла и молочного жира

Название жирных кислот Содержание жирных кислот. % от их

общего количества

рапсовое ^асло молочный жир

Насыщенные кислоты 6,5 + 0.1 58.8 + 0.3

в том числе:

с длиной цепи от С4 до С14 0 18,8 ± 0.2

Пальмитиновая 4,5 + 0,1 30,0 + 0,2

Стеариновая 1,5 + 0,1 10,0 + од

Бегеновая 0,5 + 0,1 0

Ненасыщенные кислоты 93,5 + 0,3 41,2 + 0,2

в том числе:

с длиной цепи от Сю до С16 0 6.2 + 0,1

Олеиновая 65,0 0,2 30,5 + 0,2

Линолевая 22 * 5 0,2 3,5 ± 0,1

Линоленовая 5,0 + 0,1 1,0 + 0,1

Эйкозеновая 1,0 0,1 0

Уточнение температуры плавления сырной массы с рапсовым маслом. Органолептическая оценка плавленых сыров, выработанных при различных температурах плавления приведены в таблице 2.

Лучшую оценку получили сыры, выработанные при плавлении сырной массы в интервале температур от 85 до 90°С.

Но, поскольку полиненасыщенные жирные кислоты, присутствующие в жировой композиции, являются гермолабильными, то сыр с рапсовым маслом следует плавить при температуре С 83+2)°С.

Влияние дозы рапсового масла, вводимого в плавленый сыр, на качество продукта .- Изучен жирнокислотный состав образцов сыров, выработанных с использованием различных количеств рапсового масла.

Таблица 2

Органолептическая оценка плавленых сыров, выработанных с различной температурой плавления

Варианты сыра (температура плавления), °С Органолептическая оценка Общий балл

Вкус и запах Консистенция

характеристика балл характеристика балл

75 не выражен- 13,0+0,1 не одно- 6,0+0,1 25,0+0,1

ный родная

80 не достаточно 13,5+0,2 слегка 7,0+0,2 26,5+0,2

выраженный липкая

85 хорошо выра- 14,0+0.1 хорош&ч 8,0+0,2 28,0+0,2

женный

90 хорошо выра- 14,5±0,1 нежная, 8,0+0,2 28,5±0,1

женный пластичная

95 посторонний 12,0+0,2 излишне 6,0+0,1 24,5+0,1

привкус упругая

Результаты исследования приведены в таблице 3.

Установлено, что с увеличением массовой доли рапсового масла происходит значительное увеличение суммарного уровня ненасыщенных жирных кислот, в том числе эссенциальных.

Суммарный уровень ненасыщенных жирных кислот в первом образце ( содержащим только молочный жир) составил 41,2 %, во втором ( со-держэдем до 25 % рапсового масла от общего жира) - 54,3 %, в третьем ( содержащем до 50 % рапсового масла от общего жира ) - 66,8 %, в четвертом ( до 75 % рапсового масла ) - 80,4 X. Максимальный уровень ненасыщенных жирных кислот возможен при полной замене молочного жира рапсовым маслом до 93,5 %. Введение рапсового масла в

состав плавленого сыра не оказало существенного влияния на его вкус и запах, кроме того, заметно улучшило его консистенцию.

Таблица 3.

Жирнокислотный состав плавленных сыров

Наименование кислот Содержание жирных кислот по вариантам. % от суммы жирных кислот

1 о 3 4

Насыщенные кислоты 58,8+ 0,2 45,7+ 0,1 33,2+ 0,2 19, ,6+ 0,2

Масляная 1,1+ 0,1 0,8+ 0,1 0,б± 0,1 0, ,з± ОД

Капроновая 1,2+ 0,1 0,9+ 0,1 0,6+ 0.1 0, , 3± ОД

Каприловая 0,8± 0,2 0,6+ 0,1 0,4+ 0,1 0, ,2± од

Каприновая 2,4± 0,1 1,8+ 0,2 1,2+ 0,2 0; .6+ 0,2

Лауриновая 1,7± 0,2 1,3+ 0,1 0,9± 0,2 0, .4+ 0,2

Миристиновая 11,6+ 0,1 8,7+ 0,2 5,8± од 2 , 9± 0,2

Пальмитиновая 30,0± 0,3 23,6+ 0,1 17,3+ 0,2 10, ,9± 0,2

Стеариновая 10,0± 0,1 7,9+ 0,1 5,8+ од 3, ,6+ ОД

Бегеновая 0,0+ 0,1 0,1+ 0,1 0,3+ од 0, ,4+ ОД

Ненасыщенные кислоты 41, 2± 0,3 54,3+ 0,1 66,8+ од 80, ,4+ 0,3

КапролеиноЕая 0,8+ 0,1 0,6+ 0,1 0,4+ од 0, , 2± ОД

Лауролеиновая 0,7+ 0,1 0,5+ 0,1 0,4+ од 0, 2+ ОД

Миристолеиновая 0,7+ 0,1 0,5+ 0,1 0,4± од 0, ,Й± од

Папьмитолеиновая 4,0± 0,1 3,0+ 0,1 2,0+ ОД 1, .0+ ОД

Олеиновая 30,5+ 0,2 39,1± 0,2 47,8+ 0,2 56, .3+ 0,2

Линолевая 3,5+ 0,1 8,3+ 0.1 13,0± 0,1 17. 8+ 0,2

Линоленовая 1,0± 0,1 2,0+ 0,1 3,0+ 0.1 4, 0+ ОД

Эйкозеновая 0,0+ од 0,81 0,1 0,5+ 0.1 0, 3+ ОД

Изучение влияния условий и сроков хранения плавленых сыров на их качественные показатели. Условия и продолжительность хранения сыра оказали влияние на его качество. При хранении плавленого сыра при температуре от 0 до плюс 4°С в течение 60 дней произошло более заметное ухудшение органолептических показателей, чем при темпера-

туре от минус 3 до 0°С. Этим изменениям были более подвержены опытные сыры. Вероятно, это связано с повышенным содержанием в них полиненасыщенных жирных кислот, которые более подвержены окислительным реакциям, чем мононенасыщенные жирные кислоты.

Сыры с рапсовым маслом желательно хранить при температурах от минус 3 до 0°С и в хорошей упаковке. При таких условиях плавленый сыр можно хранить в течение 40 суток без существенного ухудшения его качества.

Практической реализацией результатов исследований явилось создание нового плавленого сыра с рапсовым маслом "Канола" (ТУ 9225-020-02068315-96).

1. Доказана возможность выработки молочных продуктов, в частности плавленых сырог, с использованием рапсового мала. Разработаны научные основы производства плавленых сыров с рапсовым маслом.

2. Установлено, что жирнокислотный состав рапсового масла на 93,5 % представлен ненасыщенными жирными кислотами, в том числе: олеиновой - на 65,0, линолевой - на 22,5 и линоленовой -на 5,0 %.

3. Обнаружено, что использование растворов электролитов с рН=1 и рН=12 влияет на глубину извлечения масла как при прессовом способе обезжиривания, так и при экстракции масла растворителем.

4. Доказано, что использование растворов электролитов с рН=1 и рН=42 оказывает влияние на качество получаемых продуктов, в частности, на кислотное число масла, переход в масло сопутствующих липидов ( фосфолипвдов, хлорофилла, каротиноидов и серосодержащих веществ), а также биологическую ценность получаемых шротов.

5. Доказано, что при замене молочного жира рапсовым маслом увеличивается относительное количество ненасыщенных жирных кислот в продукте с 41,2 до 80,4 %, в том числе линолевой - с 3,5 до 17,8 %, а линоленовой - с 1,0 до 4,0 1.

6. Отработаны технологические параметры выработки плавленых сыров с рапсовым маслом: количество рапсового масла до 13,5 X от суммы перерабатываемого сырья, внесение жировой композиции в расплавленную сырную массу за 5 - 7 минут до окончания

ВЫВОДЫ

плавления, температура плавления сырной массы с рапсовым маслом - (83 + 2)"С.

7. Усовершенствована технология производства рапсового масла с использованием на стадии увлажнения растворов электролитов. По этой технологии при подготовке семян рапса к' прессованию масло-содержащий материал увлажняют электролитом с рН=1, а при подготовке к экстракции - электролитом с рН=12. Технология защищена патентом РФ N 2020145.

8. Разработана технология производства плавленого сыра,"Канола"

( ТУ 9225-020-02068315-96 ). Экономический эффект от внедрения ' в производство плавленого сыра "Канола" составляет, около 2,1 млн. руб на тонну вырабатываемого продукта ( по состоянию цен на 01.10.96 г.).

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

1. А.С. 1835835 СССР, С 11 В 1/00, 4887088."Способ получения масел из масличного материала". В.Е. Тарасов, Н.С. Арутюнян, Е.П. Кошевой, Т.В. Лобова и др. Опубл.- 1992.-БИ N2.

2. Патент 2020145 РФ, 5 С 11 В 1/00, 4887088."Способ получения масел из масличного материала". В.Е. Тарасов, Н.С. Арутюнян, Е.П. Кошевой, Т.В. Лобова и др. (Россия) Опубл.-1992.-БИ. N2

3. Лобова Т.В. Применение современных электофизических методов в интенсификации технологии производства рапсового масла // Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья. Тез. докл. Шестой Всесоюзной научно-практ. конф. - М., 1989.- С. 21.

4. Тарасов В.Е., Лобова Т.В. Анализ экстрагируемости маслосодержа-¡цего материала // Тез. докл. Всес. конф. молодых ученых по экстракции .- Донецк.: ДГУ, 1990.-С.19.

5. Тарасов В.Е., Лобова Т.В. Применение электроактивированных жидкостей в технологии производства рапсовых масел // Проблемы, механизации и электронизации отраслей агропромышленного комплекса. Тез. докл . Второй международной научно-практической конференции.- Краснодар, 1991 .- С. 20.

6. Лобова Т.В., Тарасов В.Е. Совершенствование технологии подготовки семян рапса к извлечению масла // Совершенствование техники и технологии в пищевых отраслях промышленности: Тез.

докл. научн.-техн. конференции.-Кемерово,1994.-С.93.

7. Лобова Т.В., Субботина М.А. Повышение биологической ценности плавленых сыров // Комбинированные пищевые продукты:Tes.научн. работ.-Кемерово, 1996.-С.20.

3. Лобова Т.В., Субботина. М.А. Исследование жирнокислотного состава рапсового масла в связи с его использованием в производстве плавленых сыров // Комбинированные пищевые продукты: Тез.научн. работ.-Кемерово, 1996.- С.18.

9. Лобова Т.В. Изучение возможности введения рапсового масла в состав плавленых сыров // Новые технологии: Тез. научн.работ.-Кемерово,1996.-С. 36.

Ю.Лобова Т.В. Рапсовое масло - перспективный компонент плавленого сыра //Новые технологии:Тез. научн.работ.-Кемерово,1996.-С.34.

11.Лобова Т.В. Влияние рапсового масла на органолепгичечские показатели плавленого сыра // Новые технологии: Тез. научи. работ. -Кемерово, 1996. -С. 35.