автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии кисломолочно-растительного продукта для специализированного питания

На правах рукописи

^ДК 637.146 РГ6 ОД

• : 'П а

ДИХАНБАЕВА ФАТИМА ТОХТАРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОМОЛОЧНО-РАСГИТЕЛЬНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Республика Казахстан Семипалатинск 2000

Работа выполнена в Семипалатинском государственном университете и» Шакарима и Кызылординском государственном университете имени Кор! Ата

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Н. Б. Гаврилова

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессо Л. А. Остроумов кандидат технических наук, Г. К. Узбекова

Ведущая организация:

Казахский научно-исследовательсю институт пищевой промышленност] г. Алматы

Защита состоится " _ 2000 г. в_

объединенного диссертационного Совета КО 14.15.03 при Семипалатинс государственном университете имени Шакарима по адресу: 490035, Семип; тинск, ул. Танирбергенова, 1.

.часов на заседа

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Семипалатинского го дарственного университета имени Шакарима

Автореферат разослан_

£ 2000 г.

Ученый секретарь Объединенного диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

К.Ж. Амирха

Латт л г.>

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из важнейших факторов определяющих здоровье нации, является полноценное питание. Организация здорового питания -сложный миогофакторный процесс, который может быть решен за счёт реализации системы научного и инженерного обеспечения качества жизни населения Республики Казахстан.

Здоровье человека в значительной степени определяется его пищевым ста-гусом, т.е. степенью обеспеченности организма энергией и целым рядом (в пер-зую очередь эссенциальных) пищевых веществ. Любое отклонение от так называемой формулы сбалансированного питания приводит к определенному нару-дению функций организма. Влияние питания является определяющим в обес-■ечении оптимального роста и развития человеческого организма, его фуДо-;пособности, адаптации к воздействию различных агентов внешней среды, и в сонечном итоге- можно считать, что фактор питания оказывает существенное (лиянне на длительность жизни и активную деятельность - человека.

Теоретические и практические основы производства комбинированных мо-ючных продуктов заложены в классических работах H.H. Липатова, П.Ф. Кра-иенинина, H.H. Липатова (млад.), Г.П. Шамановой, H.H. Захаровой, Л.А. Ост-юумова, И.С. Хамагаевой, Т.Ш. Шарманова, К.А. Тулемисовой, У.Ч. Чоманова I других учёных.

Изучение состояния фактического питания различных возрастных групп на-:еления Республики Казахстан позволяет сделать заключение о его особой .ажности для регионов с нарушенной экологией, таких как Восточио-Сазахстанская область, в т.ч. г. Семипалатинск. Аналогичное положение и в Сызылордннскон области.

Сложившаяся в Приаралье катастрофическая санитарно-эпидемиологнче-кая обстановка характеризуется чрезвычайно высоким уровнем инфекционной неинфекционной заболеваемости, повышением уровня раковых, аллергиче-ких и генетических заболеваний, что крайне неблагоприятно отражается на смофафической ситуации. Возросла активность природных очагов болезнен, том числе и дисбактрриозоп.

Учитывая это, целесообразно создание и производство продуктов питания многофункционального назначения, удовлетворяющих потребности в комплексе элементов питания различных категорий населения и нейтрализующих вредные воздействия окружающей среды на организм. Вследствие вышеизложенного, повышение качества традиционных и разработка технологии новых продуктов питания - задача, решение которой имеет не только научное, экологическое, но и социальное значение. Поэтому работа, направленная на создание новых продуктов питания является актуальной.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы является разработка биотехнологии комбинированного продукта с корректированным составом на основе использования молочного и растительного сырья, предназначенного как для школьного, так и профилактического питания массового потребителя.

Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- исследовать степень влияния концентрации растительного компонента на активность микрофлоры;

- исследовать влияние температуры тепловой обработки на жизнедеятельность полезной микрофлоры (в т. ч. и бифидобактерий);

- обосновать оптимальное соотношение молочного и растительного компонента в комбинированном продукте;

- подобрать режим высокотемпературной обработки, обеспечивающей длительное хранение продукта (не менее 3 месяцев);

- изучить пищевую, биологическую и витаминную ценность кнсломолочно-растительного продукта;

- разработать и утвердить нормативную документацию на кисломолочио-растителышй продукт;

- провести производственное апробирование технологии.

Научная новизна работы. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что микрофлора закваски, используемой для обогащения комбинированного кисломолочно-растительного продукта подвергаемого высокотемпературной обработке с целью удлинения сроков хранения должна состоять из та-

ких термоустойчивых культур, как Streptococcus salivarins subsp. thcrmophilus (БЗ-'ГСВ), Lactobacillus acidophilus (ЛД) и оифидобактерий Bifidobacterium lotigum и Bifidobacterium bilidum, взятых в соотношении 2:1:2.

Была установлена степень влияния различных режимов высокотемпературной обработки на жизнеспособность полоний микрофлоры (в том числе и бпфидобактерий) и содержание витамина С в комбинированных кисломолочно-растительных продуктах. Математическая обработка экспериментальных данных позволила рекомендовать эффективный режим высокотемпературной обработки комбинированного кисломолочно-растительиого продукта.

Экспериментально обоснованы рациональные сочетания молочного и растительного компонентов, обеспечивающие в комбинированном кисломолочио-растительном продукте пищевую и биологическую ценность.

Изучена хранимоспособность кисломолочно-растительиого продукта. На основании полученных данных обоснованы сроки его хранения.

Практическая ценность работы. На основе проведенных исследований разработана технология кисломолочно-растительиого продукта "Лакомка", предназначенного для питания детей школьного возраста (ТУ 647 РК 05970814-1200). Технология апробирована на предприятии АО "АК-Булак" (г. Семипалатинск). Новизна технического решения защищена предварительным патентом Республики Казахстан № 9386.

Апробация работы. Основные результаты работы были предметом докладов и обсуждений на Республиканской научно - практической конференции "Состояние, проблемы и перспективы развития пищевых технологий в условиях реформирования экономики" (Алматы, 1998), на научно - практической конференции "Продукты питания, пищевые добавки, упаковка: экология производства и переработка отходов" (Москва, 1998), на научно - практической конференции "Интеграция науки, производства и образовании: состояние и перспективы" (Юрга, 1999), на научно-практической конференции "Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в 21 веке" (Новосибирск, 1999), на международной научно -практической конференции "Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане" (Семипалатинск, 1999), па международной научно - пракзиче-

ской конференции (Кьпылорда, 1999), на международной конференции молодых ученых и специалистов "Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здоровья 21 века" (Москва, 1999).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ и один предварительный патент Республики Казахстан на изобретение.

Основные положения, выносимые на защиту:

- обоснование целесообразности использования полезной микрофлоры в молочно-растительных продуктах длительного хранения;

- результаты исследований влияния компонентного состава смеси и режимов высокотемпературной обработки на органолептические, физико - химические, микробиологические характеристики продукта с целью управления его качеством.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, методологии проведения экспериментов, экспериментальной части, заключения, выводов, списка использованной литературы и приложения.

Диссертация изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 56 таблиц, 24 рисунка и приложения. Список литературы 124 наименования.

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

В соответствии с поставленными в работе задачами, экспериментальные исследования проводили в лабораториях: кафедры "Технология консервов и шицеконцентратов" Кызылордннского государственного университета имени Коркыг Ата (г. Кьпылорда), кафедры "Технология молока, стандартизации и сертификации" Семипалатинского государственного университета имени Ша-карима (г. Семипалатинск), Института питания Министерства образования и пауки Республики Казахстан {г. Алматы), Казахского научно-исследовательского и конструкторского института мясной и молочной промышленности (Каз11ИКИММП, г. Семипалатинск), АО "Ак-Булак" (г. Семипалатинск) по схеме приведенной на рисунке 1.

Схема проведения и практической реализации исследонаиии

Этапы Изучаемые факторы Контролируемые

исследовании

нарнмстр|,

Практическая реализации результатов исследований

Разработка качественного и количественного состава микрофлоры закваски Жнзнеснособность микрофлоры в различных средах Титруемая кнелот-ноегь, антагонистическая активность, мнкробнологпче-скне показатели, время получении аусгков

Влияние температуры на жизнедеятельность трехви-довых ассоциаций культур

Обоснование и подготовка основных компонентов продукта Кисломолочный компонент Титруемая кислотность, микробиологические показатели, ВУС, вязкое п., органо-лситическне показатели

Растительный компонент

1

Изучение тем-нературно-технологнчс-ских режимов обработки продукте о Влияние температуры па качественные показатели Микробиологические показатели, ПУЗ, вязкость, активность воды, содержание витамина С, органолептн-ческнс показа гели

Влияние температуры на содержание витаминов

Математическое моделирование

Изучение ппщевой и биологической ценности продукта

Витамшшыи н мпне-pajii.ni.iii сосган, аминокислотный скор, физико-химические показа гели

Изучение процесса хранения продукта

Разработка н утверждение технической документации. Промышленная апробации

Титруемая кислотность, орт'¡июлей гичеекие ц микроПноло! нчеекпе показатели____

Кнсломолично-растнтсль ими продукт "Лакомка", ТУ 647 1'К-05970814-12-00

Рисунок I

На первом этапе исследовали активность и жизнеспособность микрс флоры трёх видов культур, составляемых в ассоциации, с целью определени качественного и количественного состава закваски. Затем разрабатывали те> нологические параметры подготовки кисломолочного и растительного компс нентов.

На втором этапе изучали влияние различных режимов температурной обрг ботки комбинированных продуктов с целью установления рационального рс жима тепловой обработки. Для чего использовали методы математическог моделирования.

На третьем этапе работы устанавливали сроки хранения продукта, на оснс вании исследования этого процесса. Также разрабатывали технологически регламент производства кисломолочно-растительного лродукта. Изучали ег биологическую, пищевую ценность и безопасность в соответствии с требова ниями СанПиНа.

На заключительном этапе разрабатывали техническую документацию н новые продукты. Проводили промышленную апробацию работы.

При выполнении работы использовали общепринятые, стандартные метод! исследований физико-химических и микробиологических показателей сырья ; готовой продукции: жира, сухих веществ, титруемой и активной кислотности вязкости продукта, активности воды, органолептических показателей, общел количества жизнеспособных клеток и качественного состава микрофлоры.

Аминокислотный состав определяли на автоматическом аминокислотное анализаторе ААА 881 фирмы "КО\Ю", содержание витаминов определяли ме тодом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе "Ми лихром". Содержание минеральных веществ определяли: натрия и калия н; спектрофотометре СФ-4, фосфора и меди полярографическим методом, цинк; и железа -атомно-абсобционным методом. Вязкость готового продукта изме ряли прибором М. Воларовича РВ - 8, активность воды определяли тензимет рическим методом, органолептические показатели определяли методом закры той дегустации по, пятибалльной шкале. Повторность опытов (3 - 5) кратная Математическую обработку экспериментальных данных проводили на персо нальном компьютере.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

1 Обоснование н исследование качественного и количественного состава микрофлоры закваски

Научная концепция работы заключается в следующем - необходимы физиологически функциональные продукты, предназначенные как для питания основных фупп населения, так и для специализированного питания, в частности для детей школьного возраста.

Разрабатываемый продукт принадлежит к группе функциональных, как источник эубиотиков, к классу которых относятся живые микроорганизмы, способствующие восстановлению и нормализации функций естественной кишечной микрофлоры. Это, прежде всего молочнокислые бактерии, затем - бифи-добактерии, представители облигатной микрофлоры кишечника. При выборе микроорганизмов в состав заквасочной микрофлоры необходимо учитывать их биохимическую активность, производственные качества, а также антагонистическую активность к технически вредной микрофлоре и способность к сохранению жизнеспособности под воздействием высоких температур, так как разрабатываемый продукт предназначен для длительного хранения.

Для решения поставленной задачи - получить кисломолочный компонент, содержащий микрофлору, сохраняющую активность после воздействия высоких температур, нами выбраны следующие культуры:

- термофильные молочнокислые стрептококки вида Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (БЗ-ТСВ);

- ацидофильная палочка вида Lactobacillus acidophilus (АД), рекомендуемая для производства детских молочных продуктов;

- бифидобактерии Bifidobacterium longum и Bifidobacterium bifidum (совместно).

В качестве среды ферментирования исследовали молоко цельное, сливки 10 % жирности, а также смесь молочных сред с растительными компонентами, в частности, морковью. Провели серию модельных опытов, в которых пере-

менным фактором была закваска, она составлялась из культур, вносимых различных количественных соотношениях.

Схема составления ассоциаций приведена в таблице 1. Таблица 1

Схема составления культур в ассоциации

Вид культур Номер варианта

1 2 3 4 5 6

Streptococcus salivarius subsp.

thermophilus (БЗ-ТСВ) 1 2 1 1 1 2

Lactobacillus acidophilus (АД) 1 1 2 I 2 1

Бифидобактерии В. longum и В. bifidum 1 1 1 2 2 2

Серию модельных опытов проводили в строго одинаковых условиях. Прс цесс ферментации осуществляли при температуре 38 °С. Оценивали биохимм ческую активность культур по таким показателям, как динамика процесса фер ментации (время образования сгустка), качественные показатели сгустков (тит руемая кислотность, влагоудерживающая способность, органолептические пс казатели) и микробиологические (количество жизнеспособных клеток). Резуль таты приведены на примере сквашивания молочной и молочно-растительно! сред (таблицы 2, 3).

Для изучения теплостойкости микроорганизмов полученные сгустки под вергали тепловой обработке при различных режимах. Результаты исследовани влияния режима тепловой обработки на микробиологические показатели мо лочных и молочно-растительных сгустков приведены на рисунках 2 и 3.

Анализ экспериментальных данных позволил рекомендовать для проведе ния дальнейших исследований ассоциацию культур: Streptococcus saüvariu subsp. thermophilic (БЗ-ТСВ), Lactobacillus acidophilus (АД), Bifidobacteriun longum и Bifidobacterium bifidum взятых в сочетании: 2 части, 1 часть и 2 част! (вариант 6), которая обеспечивает в ферментируемых средах, таких как молоке цельное, сливки и их смеси с растительными продуктами требуемые физико химические, микробиологические, производственно-ценные свойства, а такж< термоустойчивость полезной микрофлоры, внесенной в продукты с закваской.

Таблица 2

Физико-химические, микробиологические и качественные _показатели молочных сгустков_

Вариант Титруемая кислотность сгустка,0! Время образования сгустка, ч Количество жизнеспособных клеток, МАФАнМ, КОЕ/г, 10' Вязкость, Ю'^Пас Качественные показатели образовавшихся сгустков

1 70 4,5 2,3 2,80 Слабый, кисломолочный

2 75 4,5 2,2 3,00 Недостаточно плотный, кисломолочный

3 68 5,0 3,5 3,25 Недостаточно плотный, кисломолочный

4 74 4,0 4,8 3,25 Плотный,кисломолочный

5 78 4,5 5,0 3,40 Плотный,кисломолочный

6 77 4,0 6,8 3,50 Плотный,кисломолочный

Таблица 3 Физико-химические, микробиологические и качественные показатели молочно-растительных сгустков

Вар и- ант Титруемая кислотность сгустка, °Т Время образования сгустка, ч Количество жизнеспособных клеток, МАФАнМ, КОЕ/г - Ю8 Вязкость, Ю'-Пас Качественные показатели образовавшихся сгустков

I 65 4,5 4,0 2,75 Слабый, кисломолочный

2 70 4,5 4,2 3,10 Недостаточно плотный, кисломолочный

3 65 5,0 4,3 3,20 Недостаточно плотный, кисломолочный

4 70 4,0 5,2 3,20 Плотный, кисломолочный

5 75 4,5 5,6 3,40 Плотный, кисломолочный

6 75 4,0 7,8 3,45 Плотный, кисломолочный

Исследование влияния режима тепловой обработки на микробиологические показатели кисломолочной среды

□до температурной обработки Ц 80-82 "С ■ 95-97 °С В! 05-107 "С

Рисунок 2

Исследование влияния режима тепловой обработки на микробиологические показатели кислосливочной среды

1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант 6 вариант

□до температурной обработки Ш 80-82 °С И95-97 °С Е3105-107 °С

Рисунок 3

В работе изучен показатель - антагонистическая активность вышеназванной ассоциации культур в продуктах (таблица 4). Таблица 4

Продукт Ши рина зоны задержки роста тест культур, мм

в. 1урЫ- Е. соП БЬ. эоппе! Р. аеги§]'- Б. аигеиБ

шипиш ВКМ- 125 побэ 209„

Молоко цельное 5 21 18 18 16

Сливки 5 20 16 18 16

Кисломолочно - 7 25 21 20 18

растительный

Кислосливочно - 7 23 22 21 18

растительный

По формулам рассчитали среднюю антагонистическую активность и условную антагонистическую активность, проявляемую ассоциацией культур в различных продуктах. Расчетные данные приведены в таблице 5. Таблица 5

Продукт Средняя антагонистическая активность Условная антагонистическая активность

Молоко цельное 15,6 0,32

Сливки 15,0 0,33

Кисломолочно -растительный 18,2 0,27

Кислосливочно -растительный 18,2 0,27

Из данных приведенных в таблице 5 можно сделать вывод о том, что ассоциация культур обладает высокой антагонистической активностью по отношению к патогенной и условно патогенной микрофлоре.

Совокупность всех изученных показателей позволяет рекомендовать данную ассоциацию культур для использования в качестве закваски в комбинированных молочно - растительных продуктах.

2 Подготовка основных компонентов продукта: кисломолочного и

растительного

Для подбора необходимого количества закваски исследовали варианты её внесения - 3, 5, 7 %. Динамика процесса ферментации молока и сливок представлены на рисунках 4,5.

ни

Рисунок 4

Рисунок 5

Характер кривых, приведенных на рисунках 4 и 5, свидетельствует том, что динамика нарастания титруемой кислотности в молочной и сливочно среде отличается незначительно. Однако можно видеть (рисунок 5), что прс цесс ферментации в среде сливочной с добавлением 3 % закваски идет мене активно, чем в молочной среде, это вызвано большим количеством жирово фазы (до 10 %). Количество закваски повлияло не только на процесс фермеи тации, но и на качественные и микробиологические показатели кисломолочны компонентов. Для окончательного определения количества закваски были из> чены качественные показатели полученных кисломолочных и кислосливочны компонентов, которые приведены в таблице 6. Из анализа таблицы 6 можн видеть, что варианты 3 и 6 соответствуют по всем показателям критериальны! требованиям поставленным в задачах исследований.

Результаты исследования микробиологических показателей кисломолочны: и кислосливочных компонентов приведены в таблице 7.

Анализ экспериментальных данных (рисунки 4, 5, таблицы 6, 7) позволил! сделать вывод том, что целесообразно использовать полизакваску в количеств 7,0 %, что позволит ферментировать, как молочную, так и сливочную среду степени, которая соответствуют критериальным требованиям к продукту. Вре мя ферментации установлено в пределах 4,0 - 4,5 часа, с учетом времени уп лотнения сгустков.

Таблица 6

Качественные показатели кисломолочных и кислосливочных __компонентов

Компо- Вязкость, ВУС, % Органолептические показатели

нент 10'3-Пас консистенция вкус баллы

Вариант 1 2,7 85,0 Вязкая Кисломолочный 4,5

Вариант 2 3,2 89,0 Плотная Кисломолочный 4,8

Вариант 3 3,2 92,0 Плотная Кисломолочный 5,0

Вариант 4 2,6 85,0 Вязкая Кислосливоч- 11ЫЙ 4,4

Вариант 5 3,1 88,0 Плотная, без отделения сыворотки Кислослнвоч-ный 5,0

Вариант 6 3,4 90,0 Плотная, без отделения сыворотки Кислосливоч- 11ЫЙ 5,0

Примечание: вариант I - 3 % закваски, вариант 2 - 5 % закваски, вариант 3 - 7 % закваски (кисломолочны! компоненты), вариант 4 - 3 % закваски, вариант 5 - 5 % закваски, вариант 6 - 7 % закваски (кислосливочны! компоненты).

Таблица 7

Микробиологические показатели кисломолочных и кислосливочных

компонентов

Компонент Количество МАФАнМ, Количество бифидобактерий, %

КОЕ/г- 108 от количества МАФАнМ

Вариант 1 1,8 35,0

Вариант 2 2,4 38,0

Вариант 3 6,8 45,0

Вариант 4 1,5 35,0

Вариант 5 2,8 36,0

Вариант 6 5,9 42,0

Примечание: вариант I - 3 % закваски, вариант 2-5% закваски, вариант 3 • 7 % закваски (кисломолочные компоненты), вариант 4 - 3 % закваски, вариант 5 - 5 % закваски, вариант 6 - 7 % закваски (кнслослнвочные компоненты).

В качестве сырья для растительного компонента исследовали овощи: морковь и тыкву. Овощи нарезали кусочками и подвергали термической обработки на пару, что позволило увеличить переход протопектина в пектиновые вещества, затем их измельчали до пюреобразного состояния. Химический состав растительных компонентов приведен в таблице 8.

Таблица 8

Химический состав пюреобразных растительных компонентов, %

Показатели Морковное пюре Тыквенное пюре

Вода 84,50+0,10 86,5010,10

Белки 1,40±0,05 I,ЗОЮ,05

Жиры - -

Углеводы, в т.ч. 8,4 8,2

сахар 7,2 6,7

крахмал 0,2 0,8

клетчатка 1,0 0,7

Органические кислоты 0,2 0,1

Зола 1,0 0,8

Средний химический состав пищевых волокон растительных компонентов представлен в таблице 9. Таблица 9

__Химический состав пищевых волокон, %_

Растительные компоненты Целлюлоза Гемицел-люлоза Пектин Лигнин Всего

Морковь 1,20±0,01 0,3 8±0,02 0,68±0,03 0,45+0,01 2,80±0,03

Тыква 1,01 ±0,01 0,18±0,02 0,48+0,03 0,25±0,01 1,70±0,02

Также была изучена влагосорбционная способность овощных пюре по сравнению с желирующим крахмалом. Установлено, что морковное пюре является лучшим адсорбентом влаги, чем тыквенное. Учитывая данный факт, а также химический состав морковного пюре, его меньшее влагосодержание, большее содержание витаминов, пектина по сравнению с тыквенным пюре, для проведения дальнейших экспериментов использовали в качестве основного растительного компонента - морковное пюре.

3 Изучение влияния режимов высокотемпературной обработки

комбинированных продуктов

Для определения состава комбинированного продукта использовали различные количественные соотношения: кисломолочного и растительного, ки-слосливочного и растительного компонентов: 10 : 90 (вариант 1); 20 : 80 (вариант 2); 30 : 70 (вариант 3); 40 : 60 (вариант 4); 50: 50 (вариант 5). Контролем являлось морковное пюре.

В качестве консервирующего, стабилизирующего и витаминизуруещего компонента применяли L - аскорбиновую кислоту. Полученные комбинированные продукты исследовали до и после тепловой обработки при следующих режимах: 80-82 °С, 95-97 °С, 105-107 °С.

Реальную температуру в продукте и время для её достижения устанавливали на основании модельных опытов по сравнительному измерению температуры продукта и воды, помещенных в стеклянные баночки, в крышки которых были впаяны термометры.

Результаты тепловой обработки комбинированных продуктов приведены в таблицах 10 и 11.

Таблица 10

Изучение влияния режима тепловой обработки на микробиологические _ показатели кисломолочно-растительного продукта_

Продукт МАФАнМ, КОЕ/г, до тепловой обработки МАФАнМ, КОЕ/г, после тепловой обработки, при следующих режимах, °С

80-82 95-97 105-107

Контроль* 4,6- 10" 3,5 • 10г 2,0 • 102 -

Вариант 1 1,6- 108 1,3- 108 1,5- 107 1,6- 10''

Вариант 2 1,3 • 108 1,2- 10" 2,6- 10' 1,2 ■ 10''

Вариант 3 2,4 • 108 2,0- 108 3,2- 107 2,8 • 10''

Вариант 4 3,2- 108 2,9- 108 4,1 • 107 3,5- 10''

Вариант 5 3,8 • Ю8 3,2- 108 3,9- 107 5,6- 10"

* Контролем служило морковное пюре

Таблица 11

Изучение влияния режима тепловой обработки на микробиологические _ показатели кислосливочно-растительного продукта_

Продукт МАФАнМ, КОЕ/г, до тепловой обработки МАФАнМ, КОЕ/г, после тепловой обработки, при следующих режимах, °С

80-82 95-97 105-107

Контроль* 4,6- 104 3,5- 102 2,0- 102 -

Вариант 1 1,2- 10* 1,1 • 108 1,3- Ю7 2,3 • 10''

Вариант 2 1,2-10' 1,1 • 108 1,2- 107 2,4- 106

Вариант 3 1,4-108 1,2- 108 1,2- 107 2,7- 106

* Контролем служило морковное пюре

Для исследования влияния режима тепловой обработки на жизнеспособность микроорганизмов и количество витамина С был выбран наилучший ва риант продукта со средними параметрами. Переменным фактором была доза вносимой Ь-аскорбиновой кислоты. Продукт подвергали температурной обработке при различных режимах. Результаты приведены на рисунках 6 и 7.

Влияние режима тепловой обработки на количество витамина С е продукте

20 40 60 ВО

Твмп«р»>ура, С « Е 0 5 «" • 0.0052«' • 0.2 5 2 2 « • 2 4 .3 7 (9 Я * ■ 0.9917

- 6 Е -05x3 ' 0 .0 0 в 6 к 2 -0.46261 Я 2 > 0 .9 99 1

♦ • С « 0 р 6 СП. 0.05%

■ 1сюрб * и ел 0.1

^•С »0 р С КМ СП 0,2

X» с « о р 6 к и с л .0 .3

0.0 136.'. 0,7 1771 • 47.756 П 1 " 0 .9 в 5 5

0 ,0 1 О 2 к ' - 0.4656* ' 46.327 И ' « 0 .9 9 6 6

1 з

»4

Рисунок 6

Рисунок 7

Также было изучено влияние режима тепловой обработки на органолепти-ческие и физические показатели комбинированных продуктов.

Для обработки экспериментальных данных были использованы методы математической обработки и моделирования. Цель, которых - нахождение критических значений управляемых факторов для последующего использования их в решении оптимальных задач.

Для решения оптимизационных задач был применен метод математического планирования эксперимента, который позволяет получить формализованную математическую модель, учитывающего влияние на технологию как каждого входного параметра (факторов), так и межфакторных эффектов.

Целевыми функциями (контролируемыми параметрами) были выбраны следующие показатели:

- У, - количество МАФАнМ, КОЕ/г; - У2 - витамин С, мг %;

- У, - вязкость, 10"3Пас; - У., - активность воды, дол. ед;

- У5 - органолептические показатели, баллы.

В качестве параметров (факторов) управления были приняты:

- X, - содержание кисломолочного продукта, %; - Х2 - содержание растительного пюре с сахаром, %; - Х3 - добавление Ь- аскорбиновой кислоты, %; - Х4 - температура тепловой обработки, "С.

Оптимизация проводилась, для каждой целевой функции в отдельности и затем определяли межфакторный эффект (рисунок 8), что позволило рекомендовать режим высокотемпературной обработки продукта: 95-97 °С с выдержкой 20 минут.

Влияние температуры воздействия на межфакторные эффекты целевых функций

0,4 ,-----

0,3 -)---— I -

♦ Количество МАФАиМ(^) ■ Витамин С. мг%

А Вязкость Па*с ' активность волы, дол. Ел.

Жоргаиолсптичсскис локазатслп, билли

Рисунок 8

4 Практическая реализация результатов исследования

Анализ обширного экспериментального материала и его сопоставления с критерием желательности по основным параметрам позволили установить рациональную рецептуру комбинированного продукта "Лакомка", которая приведена в таблице 12.

Таблица 12

Соотношение частей сырья по массе комбинированного _продукта "Лакомка" (кг на 1000 кг продукта)

Наименование сырья и материалов Расход сырья в кг

кисломолочно-растительный продукт кислосливочно-растительный продукт

Молоко, массовая доля жира 3,2 % 250 -

Сливки, массовая доля жира 10,0 % - 210

Морковь 650 690

Закваска 70 70

Сахар-песок 29 27

Ь-аскорбиновая кислота 1 3

Итого 1000 1000

Продукт производится согласно технологической схеме приведенной на рисунке 9. Изучены пищевая и энергетическая ценность продукта "Лакомка", данные приведены втаблице 13.

Таблица 13

Информационные данные о пищевой и энергетической ценности _продукта "Лакомка" (100 г)_

Продукт Жир, г Белок, г Углеводы, г Энергетическая ценность

к кал кДж

Кисломолочно- 1,0 2,9 12,0 68,6 286,5

растительный

Кислосливочно - 3,0 2,9 12,0 86,6 362,0

растительный

Технологическая схема производства комбинированного _продукта "Лакомка"_

Подготовка компонентов

X

Кисломолочный компонент: молоко цельное или сливки 1

X

Нормализация и пастеризация при I = 95 - 98 °С

I -

Растительный компонент: морковь свежая

1 -

Охлаждение до I = 38 °С

Мойка моркови 1

Очистка от кожуры паро-термическим способом

Внесение закваски в количестве 7 %

Ферментация в течение 4 при 1 = (38 ± 1) °С часов

Сахаэ - песок

4-

Варка моркови на пару

Смешивание компонентов

т

Гомогенизация смеси, р = 8 -10 МПа (1 ступень), р = 4 - 6 МПа (2 ступень)

X

Деаэрация, р = 28 - 35 кПа в течение 10-20 мин

Ь-аскорбиновая кислота

Поде

[•реп до I = 65 °С

Фасовка в стеклянный баночки и их укупорка

Тсрмомообработка (пастеризация) при I = 95 - 97 °С | выдержкой 20 мин

Охлаждение продукта до I = 4 - 6 "С

Храпение готового продукта

Охлаждение д о1 = (30±2)°С

Измельчение пюреобраз до получения ной массы

Рисунок 9

Исследование биологической ценности комбинированного продукта свидетельствует о том, что он содержит все незаменимые аминокислоты, г также отличается высоким содержанием 3 - каротина, витаминов группы В, А Д, Е, С, минеральных веществ и микроэлементов Na, К, Са, Mg, Р, Fe, Си.

Обоснован срок хранения комбинированного кисломолочно-растительногс продукта при температуре 0-2 °С до трех месяцев.

Производственная апробация разработанной технологии проведена на АС "Ак-Булак" (Семипалатинский гормолзавод). Новизна технического решения технологии комбинированного продукта "Лакомка" подтверждена предварительным патентом Республики Казахстан № 9386. На продукт разработана нормативная документация: технические условия (ТУ РК -05970814-12-00) и технологическая инструкция. Высокие органолептические показатели продукта подтверждаются актами дегустаций, микробиологическое состояние продуктов актами испытаний.

ВЫВОДЫ

1. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что комбинированная закваска, состоящая из таких термоустойчивых лактокультур, как Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (БЗ-ТСВ), Lactobacillus acidophilus (АД) и бифидобактерий Bifidobacterium longum и Bifidobacterium bifidum, активно ферментирует молочно-растительную среду, обеспечивая в ней содержание миллиардов живых клеток (108 КОЕ/г), сохраняющих жизнеспособность в процессе высокотемпературной обработки продукта.

2. Изучено влияние различных режимов высокотемпературной обработки комбинированного кисломолочно-растительного продукта на содержание в нем L - аскорбиновой кислоты. Установлено, что её сохранность после обработки при температуре (80 - 82) °С составляет - 83 - 87 %; при температуре (95 - 97) °С - 72 - 75 %, при температуре (105 - 107) °С - 55 - 52 %, от первоначального количества. Экспериментально обосновано, что добавление 0,1 - 0,3 мг % L - аскорбиновой кислоты обеспечивает её антиоксидантное действие и профилактическое содержание витамина С в готовом продукте - 20 мг %.

3. Установлено рациональное соотношение кисломолочного и растительного компонентов в комбинированных продуктах: 30:70 (в кисломолочно -растительном), 40:60 (в кислослнпочно - растительном), которое обеспечивает в них требуемое соотношение основных нутриентов: жиры : белки : углеводы, как 1:1:4.

4. Па основании математического моделирования результатов исследования, характера влияния различных режимов тепловой обработки продукта па его оргаиолептические и физические показатели, содержание в нем витамина С и полезной микрофлоры (МАФЛнМ) установлен режим высокотемпературной обработки комбинированного кисломолочно-растительного продукта, гарантирующий его качество и безопасность: температура 95 - 97 "С, время выдержки 20 минут.

5.Определена биологическая ценность кисломолочно-растительного продукта. Установлено, что он является ценным источником Р - каротина, витаминов А, Д, Е, С, В,, В2, РР, минеральных веществ и микроэлементов №, К, Са,

Р, Ре, Си.

6. Изучена хранимоспособность комбинированного кисломолочно-растительного продукта. Установлен срок его хранения (до 3-х месяцев) при режиме холодильного хранения (0-2 "С).

7. Разработана технология комбинированного кисломолочно-раститель-ного продукта. Утверждена нормативная документация для его промышленного производства (ТУ 647 РК 05970814-12-00).

Основное содержание диссертации изложено и следующих работах:

1. Гаврилоиа II.Б., Мирашева Г.О., Дихамбаена Ф.Т., Узбекоиа Г.1\. Использование ассоциации культур и производстве комбинированных кисломолочных продуктов // Вестник университета "Семен", - Семипалатинск. № 34. 1998. - С. 311 - 315.

2. Гаврилоиа I !.!>., Диханбасва Ф.Т. Технология нового молочно - растительного продукта // Тезисы докладов Ресиуб. научно- практ. конф. "Состоя-

ние, проблемы и перспективы развития пищевых технологии в условиях реформирования-экономики". - Алматы, 1998. - С. 63 - 64.

3. Гаврилова Н.Б., Диханбаева Ф.Т. Технология молочно -овощного продукта длительного хранения // Тезисы докладов научно - практ. конф. "Продукты питания, пищевые добавки, упаковка: экология производства и переработка отходов". - М„ 1998. - С. 67.

4. Диханбаева Ф.Т., Гаврилова Н.Б. Использование кисломолочного компонента в производстве комбинированного молочно - растительного продукта И Тезисы докладов научно - практ. конф. "Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы". - Юрга, Кемеровская область. 1999. - С. 50.

5. Диханбаева Ф.Т., Гаврилова Н.Б., Жунусова Г.С. Технология пастеризованного молочно - растительного продукта // Тезисы докладов научно -практ. конф. "Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в 21 веке". - Новосибирск. 1999. - С. 141-142.

6. Мусина Ф.Х., Гаврилова Н.Б., Жунусова Г.С., Диханбаева Ф.Т. Факторы, определяющие качество молочных продуктов // Тезисы докладов международной научно - практ. конф. "Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане". - Семипалатинск. 1999. - С. 242 - 243.

7. Диханбаева Ф.Т., Гаврилова Н.Б., Жунусова Г.С. Молочно - растительный продукт для школьного питания // Вестник университета "Семей", - Семипалатинск. № 5-6. 1999. - С. 192 - 196.

8. Гаврилова Н.Б., Диханбаева Ф.Т., Жунусова Г.С. Современная технология молочно - растительных продуктов: Аналитический обзор. - Семипалатинск. Семипалатинский ЦНТИ. 1999.-46 с.

9. Гаврилова Н.Б., Диханбаева Ф.Т., Жунусова Г.С. Компонентный, химический состав и технология молочно - растительного продукта //Тезисы докладов Международной конференции молодых ученых и специалистов "Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания в XXI". - М., 1999. - С. 105 - 107.

10. Диханбаева Ф.Т., Гаврнлова H.Б., Камербасв Л.10. Исследование 1ИЯНИЯ режима температурной обработки продукта на его качественные пока-тели // Вестник Семипалатинского гос. университета им. Шакарима, - Семи-шатинск.№9. 2000. -С. 102-105.

11. Предварительный патент Республики Казахстан № 9386. Способ произ->дства молочно - растительного продукта // Гаврнлова Н.Б., Диханбаева Ф.Т., вочкина Е.В. Бюллетень изобретений № 9 от 15.09. 2000. (Приоритет от >.04.99.)

RESUME Dikhmbayeva Fatima Tokhtarovna

The dissertation "Searching and development of sour milk and vegetal technology for specialized nutrition" is submitted for a candidate degree in technical sciences on speciality 05.18.04 "Technology of meat, dairy and fish products" is devoted to new functional products technologies.

A biotechnology of combined sour milk and vegetal products rich in vitamin content and mineral matter is worked out on the base of milk, vegetal products and ferments.

Combine products are intended for feeding school age children and preventive feeding of mass consumers as v/cll.

The new technology has been approved in joint-stock company "Akh-Bulakh" (Semey Dairy Plant).

ТУЖЫРЫМ Дикднбаева Фэтима Токтаркызы

05.18.04 — «Ет, сут жвне балык GHiMflepi технологиясы" мамандыгы бойынша техника гылымдарынын кандидаты гылыми дэрежесш алуга усынылган "Арнайы тамактандыруга арналган ашыткан сут — eciwuK ошмдер1 технологиясын зерттеу жэне эз1рлеу" диссертациялык жумысы жаца функдионадцык ешмдердщ технологиясын зерттеуге арналады.

Сут, eciMfliK ен1мдер1 мен ашыткысын пайдалану непзшде витаминдер1 мен минералдык заттары мол курама ашытк,ан сут — ос1мД1к ошмдершщ биотехнологиясы зерттелген.

К,урама ошмдср мектеп жасындагы балалардын, сондай-ак барлык тутынушылардын профилактикалык тамактануына арналады.

Жаца технология "Ак-Булак" АК, (Семей каллалык, сут зауыты) макулданды.