автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии эмульгированных продуктов на молочносоевой основе

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

На правах рукописи УДК: [ 637.1 + 635.655] : 664.3.003.1

БАЛЯБИНА ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭМУЛЬГИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ НА МОЛ ОЧНО-СОЕВОЙ ОСНОВЕ

Специальность 05.18.04. - технология мясных, молочных

и рыбных продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ На соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

кандидат технических наук доцент С.Б. Гридина

Кемерово 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 4

1. Обзор литературы 7

1.1. Современная пищевая технология, основные задачи и тенденции развития 7

1.2. Роль эмульсии в производстве комбинированных продуктов 12

1.3. Биологические и технологические аспекты использования сои

при получении пищевых продуктов 16

1.4. Заключение по обзору литературы. Цель и задачи исследований 30

2. Методология проведения исследований 33

2.1. Организация проведения эксперимента 33

2.2. Объекты исследований 34

2.3. Методы исследований 3 4

3. Результаты исследований и их анализ 38 3.1. Функциональные свойства белков сои 3 8

3.1.1. Определение растворимости и водоудерживающей способности белков сои 39

3.1.1.1. Зависимость растворимости белков сои от гидромодуля 3 9

3.1.1.2. Влияние температуры и времени на растворимость изолированных соевых белков 40

3.1.1.3. Влияние величины рН на растворимость изолированных соевых белков 45

3.1.1.4. Зависимость растворимости изолированных белков сои от

вида и концентрации солей 48

3.1.2. Определение эмульгирующей способности белков сои 54

3.1.3. Изучение возможности совместного использования изолированных белков сои и СОМ в получении эмульсий 63

3.1.4. Влияние крахмала картофельного на эмульгирующие свойства молочно-соевой основы 72

3.2. Разработка технологии производства эмульгированных продуктов 74

3.2.1. Разработка рецептур комбинированных продуктов эмульсионного типа с направленным химическим составом 74

3.2.2. Определение оптимальных режимов приготовления структурирующей основы 79

3.2.3. Определение оптимальной температуры приготовления структурирующей основы 83

3.2.4. Влияние температуры эмульгирования на качество майонеза 84

3.2.5. Рецептуры эмульгированных продуктов - майонезов 86

3.2.6. Технология эмульгированных продуктов - майонезов 91

3.2.7. Определение показателей качества новых эмульсионных продуктов - майонезов 97

3.2.7.1. Органолептические показатели 97

3.2.7.2. Физико-химические показатели 97

3.2.7.3. Микробиологические показатели 100

3.2.8. Пищевая ценность майонезов на молочно-соевой основе 102

3.2.9. Определение оптимальных режимов и сроков хранения эмульгированных продуктов 102

3.3. Расчёт экономической эффективности 107

ВЫВОДЫ 109

ЛИТЕРАТУРА 112

ПРИЛОЖЕНИЯ 128

ВВЕДЕНИЕ

В условиях экономических и социальных преобразований, происходящих в нашей стране, развития интеграции и насыщения внутреннего рынка разнообразными продуктами питания зарубежных фирм, одним из основных направлений развития пищевой индустрии является создание новых видов конкурентоспособной продукции, обладающей высокими вкусовыми достоинствами и другими важными потребительскими свойствами [112].

Проблема рационального использования пищевого сырья является важной народнохозяйственной задачей для отраслей пищевой промышленности и системы общественного питания, одним из путей решения которой является разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий комбинированных продуктов питания [84].

Расширение ассортимента пищевой продукции на основе ресурсосберегающих технологий экономически целесообразно осуществлять с использованием продуктов переработки молока и белков растительного происхождения (сои), биологически полноценных, дефицитных в структуре питания населения, с учётом современных научных представлений о рационализации структуры питания и с целью обеспечения полноценными и разнообразными продуктами питания различных групп населения [13 ].

Одно из направлений работ по расширению ассортимента продуктов питания - создание новых видов комбинированных продуктов эмульсионной структуры, в частности эмульгированных соусов ( майонезов ) , пользующихся стабильным спросом населения. В качестве структурообразующего компонента и белковой добавки могут быть белки продуктов переработки молока и белки продуктов переработки сои.

В связи с этим важное значение приобретает разработка научно-обоснованных рецептур и промышленный выпуск низкокалорийных, но биологически полноценных эмульгированных продуктов с использованием

в качестве структурообразователей и белковых добавок продуктов переработки молока и продуктов переработки сои, и пригодных для лечебного, диетического, детского, профилактического питания.

Наиболее распространенными и перспективными из продуктов переработки молока является сухое обезжиренное молоко. Молочные белки обладают высокими функциональными свойствами (эмульгирующими, пено-образующими, водоудерживающими) , высокой биологической и невысокой энергетической ценностью [102].

Ресурсы сырья, полученного посредством переработки молока при производстве животного масла, сыров составляют 2/3 объёмов перерабатываемого молока. В настоящее время наблюдается рост объёма производства молочно - белковых концентратов (МБК ), основными видами которых являются сухое обезжиренное молоко, казеинат натрия. Это обусловлено высокой питательной ценностью МБК, вкусовой индифферентностью, технологичностью производства [ 135 ].

Соя - важнейшая масличная и зернобобовая культура мирового земледелия. Научные исследования в области получения и применения белковых форм из соевых бобов тесно связаны с возникновением современной пищевой технологии. Технология переработки смесей пищевых веществ в новые пищевые продукты массового потребления - является основой для развития современной пищевой технологии [17].

Соевые бобы являются источником полноценного белка. Изолированный соевый белок благодаря своим функциональным свойствам, биологической ценности, гигиенической приемлимости представляет собой хорошее сырьё для производства продуктов питания [45]. Расширение сферы использования изолята белков сои сводится к подбору совместимых с ним продуктов, отработке рецептур и разработке технологии приготовления продукта.

Таким образом, сухое обезжиренное молоко и соевый белок могут быть использованы, как перспективные эмульгаторы для получения новых

видов комбинированных продуктов эмульсионной структуры , обладающих низкокалорийными свойствами, являющиеся биологически полноценными.

Использование в качестве жировой фазы - растительное масло позволит обогатить полученный продукт эссенциальными полиненасыщенными жирными кислотами.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Современная пищевая технология, основные задачи и тенденции развития

Проблема изыскания и пополнения пищевых ресурсов всегда занимала важное место. Однако вопросы рационального питания населения в последнее время вышли на первый план [ 27 ]. В связи с этим, необходимы новые технологии пищевых производств на основе производства комбинированных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности и заданной калорийности [11,112].

Современная концепция здорового питания возникла как результат систематических многолетних исследований медиков, диетологов, специалистов в области химии и технологии продуктов. Важное место в концепции принадлежит научному направлению, связанному с созданием комбинированных продуктов питания. Согласно этому направлению необходимо сохранять максимальное воспроизводство потребительских свойств присущих традиционным продуктам и соблюдать принципы структурной совместимости и комплектарности двух или трёх соединений дисперсных систем[15, 59].

Комбинирование продуктов открывает широкие возможности для повышения их пищевой, биологической ценности. Думается, что настало время искать в этом вопросе не только новые технологии, не только эмпирическим путём создавать новые комбинации продуктов, но и разрабатывать обобщающие теоретические подходы к составлению оптимальных рецептур комбинированных продуктов. Решение этой задачи может быть осуществлено лишь при условии тесного сотрудничества учёных, работающих в самых различных научных направлениях. Ведущее место должны занимать медики и технологии. Их теоретические подходы, которые уже сложились [56, 63],

показывают перспективность этого направления. Надо полагать, что теория и практика комбинирования молочных продуктов с сырьём животного и растительного происхождения, а также комбинирование пищевых веществ с молочными компонентами в XXI веке будет одним из главных направлений пищевой промышленности [ 59 ].

Новая ветвь пищевой технологии объединяет два рода новых производств:

- технологию получения белка и других пищевых веществ, прежде всего из различных природных источников, новых и традиционных;

- технологию переработки смесей пищевых веществ в новые пищевые продукты массового потребления.

Последний вид производства является узловым для развития современной пищевой технологии. Основная задача современной пищевой технологии состоит в том, чтобы сделать белок и другие пищевые вещества вкусной и привлекательной пищей. Тем самым формируется спрос на новые пищевые продукты и создаются экономические предпосылки для широкого производства и использования пищевых веществ (нутриентов) различного происхождения. Это позволит рационально использовать огромные потенциальные ресурсы белка и других нутриентов. Современная пищевая технология характеризуется применением промышленных методов для комплексной переработки в пищу продовольственного сырья [112].

Новые продукты питания, полученные на основе грубых белковых и других фракций продовольственного сырья на основе пищевых веществ природного происхождения в научной литературе принято называть новыми формами пищи, а также искусственными продуктами питания, аналогами и т. д., однако, эти термины никогда не используют для наименования коммерческих пищевых продуктов, их рекламного описания, этикетирования и т.д. [133].

Промышленное производство новых форм пищи быстро обнаружило высокую экономическую эффективность и значение в плане совершенствования рационов питания населения.

Промышленное освоение современной пищевой технологии позволяет повысить качество, снижать себестоимость, расширять объём и ассортимент производимого продовольствия при существующей сельскохозяйственной базе [139].

В США и Японии основными видами белкового сырья для производства новых комбинированных форм пищи являются белки бобов сои, пшеничный глютен и белки молока. В последнее время начали также привлекаться белки семян других масличных культур (хлопчатника, подсолнечника и др.). Тем не менее превалирующая роль остаётся за белками сои. Это обусловлено тем, что белок бобов сои является наиболее дешевым и доступным, накоплен большой опыт промышленного производства этого белка с разнообразными функциональными свойствами [ 155 ].

В нашей стране развит общий физико-химический подход к проблеме переработки белка в новые формы пищи, в результате разработан ряд технологических, универсальных по белку процессов получения новых комбинированных форм пищи. К таким продуктам относится белковая зернистая икра, картофельные, макаронные изделия и крупы, мясные и молочные продукты [133, 140].

Интенсификация производства новых форм пищи на основе совместного использования традиционной и новой технологий означает полное и рациональное использование всех полезных компонентов сырья, т. е. его комплексную, безотходную переработку в пищевую и кормовую продукцию индустриальными методами, сохраняющие затраты на переработку и потерь продукции, а также рост выхода продукции, опережающий увеличение затрат и расходы ресурсов.

Важное значение имеют также позитивные социально-экономические эффекты, организации производства новых форм пищи в области проблем занятости населения, стоимости производства, распределения и потребления продовольствия. Развитие современной пищевой технологии имеет большое значение для решения ряда проблем в области гигиены питания, в т.ч. выпуска пищевых продуктов для детского, диетического и профилактического питания, а также проблемы индустриализации общественного питания [133].

Из новых форм белка большим разнообразием по составу, свойствам и методам производства отличаются аналоги молочных продуктов, творога, сыров, паст, кремов, сливок, взбитых изделий, концентратов, различных смесей для питания и т. д., полученных на основе использования побочного сырья (казеинатов, молочных белков и др.) , а также продуктов переработки масличных культур и бобовых, продуктов переработки молока.

Эти продукты выпускает промышленность многих стран. Их стоимость в среднем в 2 раза ниже аналогичных традиционных пищевых изделий; существенна доступность исходного сырья для их получения [139].

Необходимость создания таких комбинированных продуктов продиктована не только возможностью экономии основного молочного сырья, но и в гораздо большей мере возможностью регулировать химический состав продуктов в соответствии с современными требованиями науки о питании [12], возможностью производства "здоровой пищи" [13].

Благодаря особенностям состава и технологии, новые комбинированные молочные продукты и аналоги молочных изделий лучше хранять-ся и часто удобнее в употреблении, чем соответствующие традиционные.

С медико - биологических позиций новые формы молочной продукции имеют то преимущество, что их состав относительно легко усваивается в соответствии с дифференцированными требованиями рационального питания, включая диетическое и детское питание. Эти продукты могут не

содержать лактозы и аллергенов, а потому потребляться, особенно детьми, более широко, чем коровье молоко [12, 112].

Кроме того, они отличаются пониженной калорийностью, низким содержанием или полным отсутствием холестерина, солей натрия и т. д. [110].

В процессе производства возможно дополнительное введение в их состав минеральных солей, витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, белков и других нутриентов. Так, при производстве диетических низкокалорийных напитков используют, в частности, микрокристаллическую целлюлозу, метилцеллюлозу и т.д. В состав аналогов женского молока помимо белка вводят бифидобактерии, антибактериальные вещества, лизоцим, нуклеотиды и другие компоненты, играющие важную роль в формировании иммунной защиты ребенка, а также необходимый набор витаминов, минеральных солей, глюкозу и смеси растительных масел [122].

Преимущества новых форм молочной продукции, по сравнению с традиционными, а также в ряде случаев, по сравнению с другими новыми формами пищи, заключается в большей стандартности исходного сырья и продукции по составу и свойствам, в возможности использовать типовое оборудование традиционных молочных производств.

По мнению академиков Рогова И.А., Липатова H.H., а также в большинстве литературных источников прослеживается единство точки зрения исследователей, занимающихся достаточно разными аспектами пищевой технологии в том, что повышение степени адекватности состава пищевых продуктов может быть достигнуто только за счёт их многокомпонентности [62, 63, 133, 143 ].

За последние годы четко определилась тенденция создания продуктов, в которых молочно-белковая основа комбинируется с различными добавками, в т.ч. растительного происхождения: злаковыми и бобовыми.

С учётом вышесказанного, по мнению академика А. Покровского, основное внимание учёных следует направить на создание обогащенных и комбинированных продуктов с химическим составом, регулируемым в со-

ответствии с современными физиологическими нормами питания [15,85 ]. К создаваемым комбинированным продуктам предъявляются следующие требования:

- повышенная пищевая и биологическая ценность и сбалансированность компонентного состава;

- технологичность;

- доступность и дешевизна сырья для их выработки;

- стойкость при хранении;

- высокие органолептические показатели, которые должны соответствовать привычкам людей, традициям, национальным особенностям [15, 153].

1.2. Роль эмульсии в производстве комбинированных молочных продуктов

В настоящее время при производстве комбинированных продуктов всё шире используются искусственные эмульсии. Широкое применение пищевых эмульсий обусловлено повышенной усвояемостью жиров в эмульгированном состоянии и возможностью широкого регулирования состава и свойств продуктов эмульсионного типа [29,30 ].

Пищевые эмульсии представляют собой дисперсные системы, содержащие две или более нес