автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии структурированного кисломолочного продукта

На правах рукописи

Позднякова Анна Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТРУКТУРИРОВАННОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТ^

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» (ФГБОУ ВПО «Кем-ТИПП»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Просеков Александр Юрьевич

. Официальные оппоненты: Гаврилов Гавриил Борисович

доктор технических наук, заслуженный работник пищевой индустрии, Государственное учреждение Ярославской области «Ярославский государственный институт качества сырья и пищевых продуктов», директор

Курбанова Марина Геннадьевна

кандидат технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт», заведующая кафедрой переработки сельскохозяйственной продукции

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Научно-исследовательский институт детского питания» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится 23 мая 2012 г в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.01 в ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47,4 лек. ауд., 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 ^ ^ H.H. Потипаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, профилактике заболеваний, а также создает условия для повышения способности организма противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды и переносить физические и психоэмоциональные нагрузки. На приоритетную значимость питания указывает постановление Правительства РФ №917 от 10.08.98 «О Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации».

В связи с увеличением объема мирового производства продуктов питания наряду с традиционными стабилизирующими пищевыми добавками, такими как крахмалы, стали широко использоваться стабилизаторы животного (желатин) и растительного происхождения (камеди, пектины, каррагинаны), которые разрабатываются специально для стабилизации структуры, микробиологических и физико-химических показателей тех или иных продуктов.

Несмотря на то, что используемые в технологии кисломолочных продуктов заквасочные культуры способствуют формированию структуры готовой продукции, очень часто заданные свойства корректируют совместным использованием микроорганизмов и стабилизаторов. Учитывая, что многие стабилизаторы по своему химическому составу представляют собой ростостимулирующие вещества, целесообразно провести исследования, позволяющие доказать целесообразность совместного использования кисломолочных микроорганизмов, активированных стабилизаторами.

При выполнении работы автор использовал труды Г.Б. Гаврилова, Н.И. Дунченко, И.А. Евдокимова, JI.M. Захаровой, З.С. Зобковой, Г.А. Кука, 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.

Дель и задачи исследований. Целью работы является исследование и разработка технологии структурированного кисломолочного продукта с использованием заквасочных культур, активированных стабилизаторами структуры.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить оптимальные параметры сквашивания молока заквасочными культурами серии «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в присутствии стабилизаторов структуры;

- исследовать влияние стабилизаторов структуры на галактозидазную и протеолитическую активность заквасочных культур;

исследовать влияние стабилизаторов структуры на рост и кислотообразование заквасочных культур;

разработать технологическую схему структурированного кисломолочного продукта, испытать технологию в промышленных условиях;

- изучить химический состав, пищевую и биологическую ценность разработанного кисломолочного продукта.

Научная новизна работы:

- установлено, что минимальная продолжительность сквашивания молока наблюдается при использовании заквасочных культур серий «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» и использовании камеди рожкового дерева;

- определена рациональная температура активности заквасочных культур, показано, что при температуре 30-35°С увеличивается их галактозидазная и про-теолитическая активность;

- установлено, что заквасочные культуры серии «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» проявляют наибольшую галактозидазную и протеолитическую активность в присутствии стабилизаторов структуры в диапазоне рабочих концентраций от 1,0 до 1,5%.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований разработана технология структурированного кисломолочного продукта (ТУ 9225-153-02068315-2012), утверждена техническая документация».

Апробация работы. Основные результаты работы доложены, обсуждены и получили одобрение на конференциях различного уровня, проходивших в г. Белово, Кемерово, Магнитогорск, Мелеуз, Новосибирск, Челябинск.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК («Техника и технология пищевых производств», «Вестник КрасГАУ»).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений, подтверждающих практическую значимость результатов.

Содержание работы изложено на 106 страницах, содержит 34 таблицы и 33 рисунка. Список литературы включает 180 наименований.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в соответствии с поставленными задачами в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности. Весь цикл экспериментальных исследований состоял из четырех взаимосвязанных этапов. Общая схема экспериментальных исследований представлена на рис. 1.

Первый этап работы связан с определением оптимальных параметров сквашивания молока заквасочными культурами серий «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в зависимости от типа стабилизатора структуры. Проводили исследования по определению влияния стабилизатора структуры, способствующего минимальной продолжительности сквашивания молока заквасочными культурами серий «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm». Определяли рациональную температуру активности заквасочных культур серии «DELVO-YOG» (CY-346/347; FW-21; CY DSL; FW-31); серии «AiBi» (LbS 22.11(R4); LbS 22.11(R2); LbS 22.11(Y3); LbS 22.11(Y2)); серии «Lactoferm» (KEFIR-30; YO-441; MSO-11; RENNET; PROTEK). Массовую долю стабилизаторов (КМЦ Аку-цель 3265; КМЦ 4500-6000; конжаковая камедь; КМЦ 6000-9000; пектин АРА 105; камедь рожкового дерева; альгинат натрия Н04-600; пирофосфат натрия

SAPP 28; КМЦ Акуцель 2785; пирофосфат натрия SAPP 40; ксантановая камедь) варьировали от 0,5 до 2,5% с шагом 0,5%.

Рис. 1. Общая схема экспериментальных исследований

На втором этапе исследований изучали галактозидазную и протеолигиче-скую активность исследуемых кисломолочных микроорганизмов в зависимости от массовой доли стабилизатора. Устанавливали изменения галактозидазной и протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «Affii» и «Lactoferm» в зависимости от температуры культивирования.

На третьем этапе исследовали рост и кислотообразующую способность кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в зависимости от массовой доли стабилизатора структуры. Оценивали накопление молочной кислоты, продуцируемой кисломолочными бактериями в зависимости

от температуры культивирования, исследовали накопление биомассы в зависимости от вида стабилизатора структуры.

Заключительный этап включал работы, связанные с разработкой технологии структурированного кисломолочного продукта. Разрабатывали регламент выработки, определяли химический состав, пищевую и биологическую ценность продукта. Полученные на разных этапах работы экспериментальные данные проверяли в производственных условиях.

При выполнении диссертационной работы использовали стандартные, общепринятые и оригинальные методы исследований.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Определение параметров сквашивания молока кисломолочными микроорганизмами серии «DEL-VO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» в присутствии стабилизаторов структуры

В табл. 1 приведена продолжительность сквашивания молока мезофиль-ными ароматообразующими культурами серии «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» с применением стабилизаторов структуры.

При использовании заквасочных культур «DELVO-YOG» четырех наименований (CY-346/347, FW-21, CY DSL, FW-31) продолжительность сквашивания молока минимальна (5,0-5,5 ч), когда в качестве стабилизатора структуры использовали камедь рожкового дерева. В случае применения других типов стабилизаторов структуры продолжительность процесса сквашивания увеличивается до 6,5-8,0 ч и более.

Аналогичная зависимость наблюдалась при использовании заквасочных культур «AiBi» следующих наименований: LbS 22.11(R4), LbS 22.11(R2), LbS 22.11(Y3), LbS 22.11(Y2). Использование в качестве стабилизатора структуры камеди рожкового дерева позволяло достичь минимальной продолжительности сквашивания (6,5-7,5 ч).

Для различных видов заквасочных культур «Lactoferm» минимальная продолжительность сквашивания молока зависела от штаммового состава закваски и типа стабилизатора. Минимальная продолжительность сквашивания при использовании закваски «Lactoferm» и различных типов стабилизаторов структуры составляла: для закваски (YO-441) и стабилизатора структуры КМЦ Акуцель 3265 - 5,5±0,3 ч; для заквасок YO-441, RENNET, PROTEK и стабилизатора структуры камеди рожкового дерева - 5,5-7,0 ч; для закваски KEFIR-30 и стабилизатора структуры альгинат натрия Н04-600 - 11,5±0,5 ч; для закваски MSO-11 и стабилизатора структуры ксантановой камеди - 10,5±0,5 ч.

Таблица 1

Продолжительность сквашивания молока кисломолочными микроорганизмами

Стабилизатор Наименование

CY346 /347 FW-21 CY DSL FW-31 LbS 22.11 (R4) LbS 22.11 (R2) LbS 22.11 (Y3) LbS 22.11 (Y2) KEFIR-30 YO-441 MSO-11 RENNET PROTEK

КМЦ Акуцель 3265 6,540,4 6,0±0,3 5,540,3 7,0±0,4 7,5±0,4 7,040,4 9,540,5 9,540,5 12,540,6 5,540,3 11, OtO.5 8,540,4 6,540,4

КМЦ 4500-6000 7,0±0,4 6,0±0ß 6,040,3 8,040,5 7,040,4 6,5±0,4 8,0±0,5 8,540,5 12,040,6 6,0t0,3 11,040,5 9,040,5 7,040,4

Конжаковая камедь 6,0t0,4 5,540,3 5,540,3 6,040,4 6,5±0,4 6,040,3 7,5±0,4 8,0±0,5 13,5±0,6 5,040,2 12,540,6 7,540,4 6,540,4

КМЦ 6000-9000 7,540,4 6,540,4 6,0±0,4 8,040,5 7,5±0,4 6,5±0,4 7,540,4 8,040,5 12,5±0,6 6,0±0,3 11,540,6 8,(Ы),5 8,040,5

Пектин АРА 105 6,5±0,4 5,540,3 5,5±0,3 7,5±0,4 8,5±0,5 8,040,5 9,0*0,5 9,040,5 12,0±0,6 7,540,4 10,540,5 8,5±0,5 7,040,4

Камедь рожкового дерева 5,540,3 5,0±0,3 5,0±0,3 5,5±0,3 6,540,4 6,5±0,4 7,(Ш),4 7,5±0,4 13,5±0,6 5,540,3 11,540,5 7,540,5 6,040,4

Альгинат натрия Н04-600 7,540,4 7,040,4 6,5±0,4 8,040,5 7,5±0,4 7,0±0,4 8,5±0,5 8,5±0,5 11,540,6 6,5±0,4 12,5±0,6 9,040,5 8,540,5

Пирофосфат натрия SAPP 28 8,0±0,5 7,540,4 7,5±0,4 8,5±0,5 8,0±0,5 7,5±0,4 8,540,5 9,QtO,5 12,Qfc0,6 7,0±0,4 11,(Ш),5 8,040,5 7,540,4

КМЦ Акуцель 2785 6,5±0,4 5,540,3 5,540,3 7,0±0,4 8,01=0,5 7,5±0,4 9,040,5 9,0tt0,5 13,OtO,6 6,5±0,4 12,540,6 8,540,5 7,040,3

Пирофосфат наг трия SAPP 40 7,540,4 6,540,4 6,040,3 7,540,4 7,5±0,4 6,5±0,4 8,5±0,5 8,5±0,5 13,5±0,6 6,040,3 над 7,5±0,5 7,540,4

Ксантановая камедь 6,040,3 5,540,3 5,5±0,3 6,5±0,4 7,540,4 7,0±0,4 8,040,5 8,5±0,5 12,040,6 6,0403 10,540,5 8,040,5 6,540,3

Контроль 8,540,5 8,040,5 9,0±0,5 10,5±0,6 9,0 ±0,5 10,540,6 10,6±0,6 11,040,6 13,040,6 7,040,4 14,540,7 10,040,5 8,540,5

Далее определяли влияние массовой доли камеди рожкового дерева на продолжительность сквашивания молока кисломолочными микроорганизмами. Массовую долю камеди рожкового дерева варьировали в диапазоне 0,5-2,5% с шагом 0,5%. В ходе исследования установлено, что с увеличением массовой доли стабилизатора продолжительность времени, необходимого для сквашивания кисломолочными бактериями, уменьшилось, что обусловлено повышением их активности в более вязкой среде, а также тем, что стабилизатор можно расценить как дополнительный фактор роста для микроорганизмов.

В табл. 2 приведены значения продолжительности сквашивания микроорганизмов «DELVO-YOG» от массовой доли камеди рожкового дерева.

Таблица 2

Изучение влияния массовой доли стабилизатора на продолжительность скваши-

вания молока заквасочными культурами «DELVO-YOG», ч

Массовая доля камеди рожкового дерева, % Наименование

CY-346/347 FW-21 CYDSL FW-31

0,5 7,5±0,3 6,5±0,3 7,0±0,3 7,5±0,3

1,0 7,5±0,3 6,0±0,3 6,5±0,3 7,0±0,3

1,5 7,0±0,3 6,0±0,3 5,5±0,2 6,5±0,3

2,0 6,5±0,3 5,0±0,2 5,0±0,2 6,5±0,3

2,5 5,5±0,2 4,5±0,2 4,5±0,2 6,0±0,3

Представленные данные свидетельствуют о том, что среди заквасочных культур «DELVO-YOG» при массовой доли камеди рожкового дерева 2,5% минимальная продолжительность сквашивания наблюдалось у FW-21 и CYDSL (составила 4,5 ч).

Отмечено, что рациональная температура сквашивания обеспечивает получение молочнокислого продукта стандартной кислотности и влажности. При отклонении температуры сквашивания в большую или меньшую сторону от рациональной наблюдается увеличение размера белковых частиц сгустка и степени выделения сыворотки получается излишне кислый продукт, с неустойчивой консистенцией.

В табл. 3 приведены температуры оптимальной активности сквашивания молока культурами «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» с применением стабилизаторов структуры. Окончание процесса сквашивания устанавливали по внешнему виду и кислотности сгустка (кислотность составляла; 70-80 °Т(рН 4,54,7)).

Анализ результатов экспериментальных исследований позволил установить, что для кисломолочных микроорганизмов серии «Lactoferm» (KEFIR-30; MSO-11; PROTEK) требуются более низкие температуры (на 10-12°С по сравнению с другими видами исследуемых кисломолочных микроорганизмов) для получения сгустка требуемой консистенции и кислотности. Более низкие температуры сквашивания молочной смеси можно объяснить тем, что микроорганизмы серии «Lactoferm» (KEFIR-30; MSO-11; PROTEK) условно относятся к мезотермофильным, что выгодно отличает эти закваски от мезофиль-ных.

Таблица 3

Температура активности кисломолочных микроорганизмов_

Стабилизатор Наименование

CY346 /347 FW-21 CY DSL FW-31 LbS 22.11 (R4) LbS 22.11 (R2) LbS 22.11 (Y3) LbS 22.11 (Y2) KEFIR-30 YO-441 MSO-11 RENNET PROIEK

КМЦ Акуцель 3265 42,5± ±2,1 43,5± ±2,1 43,at ±2,1 40,5±2,0 42,5±2,1 43,5*2,2 41,5±2,0 41,0±2,0 31,5±1,5 42,5±2,1 30,5±U 36,5±1,8 34,atl,7

КМЦ 4500-6000 43,5± ¿2,1 43,5± ±2,1 44,at ±2,2 42,5±2,1 43,5±2,2 43,0*2,1 42,5±2,1 42,012,1 32,5±1,6 41,5±2,0 33,5±1,6 35,5±1,7 32,5±1,6

Конжаковая камедь 44,Ot ±2,2 43,5± ±2,1 43,0± ±2,1 42,üt2,l 42,0±2,1 42,5±2,1 41,5±2,0 41,5±2,0 34,0±1,7 44,5±2Д 34,atl,7 36,Otl,8 33,5±1,6

КМЦ 6000-9000 43,at ±2,1 43,at ±2,1 43,5± ±2,1 41,5±2,1 43,5±2Д 43,0±2,1 40,5±2,0 41,0±2,0 31,ОЫ,5 4?>?,1 31,5±1,5 35,5±1,7 35,Otl,7

Пектин АРА 105 44,5± ±2,2 44,5± ±2,2 44,at ±2,2 42,5±2,1 43,5±2Д 43,0±2,1 42,012,1 42,0±2,1 32,0±1,6 43,0±2,1 33,5±1,6 34,5±1,7 33,5±1,6

Камедь рожкового дерева 43,0± ±2,1 43,5± ±2,1 43,at ±2,1 40,5±2,0 44,0±2,2 43,5±2Д 41,0±2,0 41,5±2,0 32¿±1,6 43,5±2,1 32,0±1,5 36,5±1,8 34,0±1,7

Альпшаг натрия Н04-600 45,5± ±2,2 45,Ш2, 2 44,5± ±2Д 41,0t2,0 42,5±2,1 42,0±2,1 42,5±2,1 42,0±2,1 31,5±1,5 41,5±2,1 32,5±1,6 35,5±1,7 35,0±1,7

Пирофосфат натрия SAPP 28 44,at ±2,2 44,5± ¿2Д 43,5± ±2,1 40,0t2,0 43,Ot2,l 43,0±2,1 41,5±2,0 41,5±2,0 33,5±1,6 41,0±2,0 33,5±1,6 37,0±1,8 35,5±1,8

КМЦ Акуцель 2785 44,5± ¿2,2 43,5± ±2,1 44,Ot ±2,2 42,0±2,1 43,5¿2,2 43,5±2Д 41,0±2,0 41,5±2,0 31,Otl,5 42,5±2,1 31,5±1,5 36,5±1,8 33,Otl,6

Пирофосфат натрия SAPP 40 43,0± ±2,1 44,0± ±2,2 43,St ±2,1 41,0±2,0 42,012,1 42,5±2,1 41,5±2,0 42,0±2,1 32,5±1,6 41,5±2,1 33,5±1,6 35,0±1,7 34,5±1,7

Ксантановая камедь 42,5± ±2,1 43,5± ±2,1 43,at ±2,1 40,5±2,0 43,5±2,2 42,5±2,1 40,5±2,0 41,012,0 33,ati,6 43 ,5¿2,2 32,0±1,5 36,5±1,8 34,0tl,7

Исследование галактозидаэной н протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «Affii», «Lactoferm»

Бактериальные культуры применяют, чтобы вызвать направленный гликолиз лактозы для образования молочной кислоты и регулируемый протеолиз казеина при производстве молочных продуктов, в том числе и структурированных. Культивирование заквасочных культур, обладающих выраженной протеолитической активностью, ускоряет развитие бифидобактерий в структурированном продукте и улучшает органолептические свойства продукта.

В табл. 4 приведена галактозидазная активность кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «Affli», «Lactoferm» при массовой доле стабилизатора 1,5%. Заквасочные культуры «DELVO-YOG» обладают максимальной галактозидаэной активностью при использовании в качестве стабилизатора КМЦ Акуцель 2785, а именно: CY-346/347 - 3,47±0,17; FW-21 - 3,54±0,17; CY DSL - 3,32±0,16; FW-31 - 3,42±0,17 Амг лактозы/100 мг сыворотки. При использовании в качестве стабилизатора альгината натрия Н04-600 активность заквасочных культур минимальна: CY-346/347 - 2,77±0,13; FW-21 - 2,16±0,10; CY DSL - 2,58±0,13; FW-31 - 2,79±0,14 Дмг лактозы/100 мг сыворотки.

Заквасочные культуры«А1ВЬ> в сравнении с заквасочными культурами «DELVO-YOG» наоборот, при использовании альгината натрия Н04-600 имеют максимальную галактозидазную активность, а минимальную при использовании конжаковой камеди (рис. 2).

4,5

4

Рис. 2. Галактозидазная активность заквасочных культур

«AiBi» LbS 22.11(R4) при массовой доле стабилизатора

1,5%

Далее исследовали протеолитическую активность кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «Affli», «Lactoferm» при использовании различных стабилизаторов структуры с массовой долей стабилизатора 1,5%.

Таблица 4

Галактозидазная активность кисломолочных микроорганизмов при массовой доле стабилизатора 1,5 %, __Амг лактозы/100 мг сыворотки__._

Стабилизатор Наименование

CY346 /347 FW-21 CY DSL FW-31 LbS 22.11 (R4) LbS 22.11 (R2) LbS 22.11 (Y3) LbS 22.11 (Y2) KEFIR-30 YO-441 MSO-11 RENNET PROTEK

КМЦ Акуцель 3265 3,29± ±0,16 3,48± ±0,17 3,02± ±0,15 3,29± ±0,16 3,52± ±0,17 3,80± ±0,18 3,54± ±0,17 3,67± ±0,18 4,33± ±0,21 4,29± ±0,21 4,36± ±0,22 430±0Д1 4,40±0,22

КМЦ 4500-6000 2,81± ±0,14 2,94± ±0,15 2,98± ±0,14 3,14± ±0,15 4,15± ±0,20 3,99± ±0,20 4,06± ±0,20 4,18± ±0,21 4,5 8± ±0,23 4,47± ±0,22 4,5 5± ±0,22 4,56±0,22 4,55±0,22

Конжаковая камедь 2,94± ±0,14 2,90± ±0,15 2,97±0, 14 3,11± ±0,15 ЗД8± ±0,16 ЗД7± ±0,16 3,53± ±0,17 3,42± ±0,17 4,76± ±0,24 4,64± ±одз 4,67± ±0,23 4,78±0,24 4,54±0Д2

КМЦ 6000-9000 3,06± ±0,15 3,33± ±0,16 ЗД9± ±Ю,16 2,96± ±0,14 3,68± ±0,18 3,54± ±0,17 3,70± ±0,18 3,60± ±0,18 4,63± ±0,23 4,53± ±0,22 4,77± ±0,24 4,44±0Д2 4,77±0,24

Пектин АРА 105 3,30± ±0,16 3,30± ±0,16 3,17± ±0,15 ЗДЗ± ±0,16 3,75± ±0,18 3,77± ±0,19 3,90± ±0,19 3,41± ±0,17 4,84± ±0,24 4,85± ±0,24 4,67± ±0,23 4,53±0Д2 4,85±0Д4

Камедь рожкового дерева 2,96± ±0,15 ЗД8± ±0,16 2,74± ±0,13 2,88± ±0,13 4,10± ±0,20 3,99± ±0,22 3,88± ±0,19 3,72± ±0,18 4,42± ±0,22 4,37± ±0,21 4,41± ±0,22 4,58±0,23 4,7О±0ДЗ

Альганат натрия Н04-600 2,77± ±0,14 2,16± ±0,10 2,5&± ±0,12 2,79± ±0,12 4,21± ±0,21 4,39± ±0,22 4,36fc ±0,21 4,29± ±0,21 4,53± ±0,22 4,68± ±0,23 4,89± ±0,24 4,36±0,22 4,48±0,22

Пирофосфах натрия SAPP 28 2,84± ±0,14 2,94± ±0,14 2,81± ±0,14 2,91± ±0,14 3,62± ±0,18 3,7Ш: ±0,18 3,92± ±0,19 4,03± ±0,20 4,93± ±0,24 4,99± ±0,25 4,76± ±0,29 4,83±0,24 4,94±0Д4

КМЦ Акуцель 2785 3,47± ±0,17 3,54± ±0,17 3,32± ±0,16 3,42± ±0,17 3,98± ±0,20 3,96t ±0,19 4,02± ±0,20 3,93± ±0,19 4,3 8± ±0,22 4,60± ±0,23 4,70± ±0,23 4,52±0Д2 4,65±0ДЗ

Пирофосфат натрия SAPP 40 3,05± ±0,15 3,11± ±0,15 2,63± ±0,13 2,93± ±0,14 3,69± ±0,18 3,59± ±0,18 3,61± ±0,18 3,72± ±0,18 4,94± ±0,24 5,09± ±0,25 4,97± ±0,24 4,73±0,2Э 5,15±0,25

Ксантановая камедь 3,13± ±0,15 2,99± ±0,14 2,83± ±0,14 3,12± ±0,15 3,84± ±0,19 3,76± ±0,18 3,9&± ±0,20 3,95± ±0,19 4,56± ±0,23 4,61± ±0,23 4,57± ±0,22 4,33±0,21 4,85±0Д4

Кисломолочные микроорганизмы серии «DELVO-YOG» имели максимальную протеолитическую активностью при использовании в качестве стабилизатора пирофосфата натрия SAPP 28: CY-346/347 - 3,29±0,05; FW-21 -3,06±0,05; CY DSL - 3,11±0,05; FW-31 - 3,27±0,05х10'2 Дмг небелкового азота/100 мг сыворотки. Минимальную протеолитическую активностью кисломолочные микроорганизмы серии «DELVO-YOG» имели при использовании стабилизатора КМЦ 6000-9000: CY-346/347 - 2,51±0,05; FW-21 -2,43±0,05; CY DSL - 2,31±0,05; FW-31 - 2,52±0,05х10"2 Дмг небелкового азота/100 мг сыворотки (рис. 3).

Рис. 3. Протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов «DELVO-YOG» CY-346/347 при массовой доле стабилизатора 1,5%

Протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов серии «AiBi» максимальна при использовании альгината натрия Н04-600. Протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов серии «Lactoferm» максимальна при использовании пектин АРА 105 и изменяется от 4,76 до 4,61 хЮ"2 Амг небелкового азота/100 мг сыворотки.

Изучение роста кислотообразующей способности молочнокислых микроорганизмов серии «DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm»

■ 1111 Frt

s a

о, 6

B8

: l| I 0 <

•e-w

У a. 5

& Ц < äS

Я о 2 í * Ё

4,2

На рис. 4-6 представлено изменения pH в процессе сквашивания молока молочнокислыми микроорганизмами серий «DELVO-YOG», CY-346/347, «AiBi», LbS 22.11(R2), «Lactoferm», YO-441 с массовой долей стабилизатора 1,5% при различных температурах. Начальная кислотность составляла 6,5-6,6. В процессе сквашивания происходило снижение активной кислотности, вследствие чего среда становилась более кислой., Графики изменения активной кислотности в процессе сквашивания молока различными молочнокислыми микроорганизмами имели типовой характер изменения. В течение первых шести часов происходило наиболее интенсивное изменение активной кислотности.

Рис. 4. Кривые кислотообразования (кисломолочные микроорганизмы «DELVO-YOG», CY-346) в продукте с массовой долей стабилизатора 1,5% при температурах: 1 - 41°С; 2 - 43°С; 3 -45°С

>-1 л ..

1 J

JJ ^__ -Ч)

--т

2 4 б Продолжительность, ч

и

6,7

I 6Д и

8 <1

5 5>7 §

Я 5,2 в

| 4,7

4,2

•

1

\

_з_у

0 2 4 6 Продолжительность, ч

Рис. 6. Кривые кислотообра-зования (кисломолочные микроорганизмы «Ьас1оГегш» УО-441) в продукте с массовой долей стабилизатора 1,5% при температурах: 1 - 41°С; 2 -43°С; 3 - 45°С

Рис. 5. Кривые кислотообразования (кисломолочные микроорганизмы «АШЬ> ЬЪБ 22.11(112)) в продукте с массовой долей стабилизатора 1,5% при температурах: 1 - 41°С; 2 - 43°С; 3 - 45°С

2 4 6

Продолжительность, ч

Активная кислотность среды за шесть часов сквашивания кисломолочными микроорганизмами серии «БЕЬУО-УСЮ», СУ-346/347 снижается в интервале с рН 6,5 до рН 5,2-5,0; «АЖ» ЬЬБ 22.11(И2) снижается в интервале с рН 6,5 до рН 4,9-5,1; «Ьа^оГегт» УО-441 снижается в интервале с рН 6,6 до рН 4,4-4,6. При дальнейшем сквашивании с 6 до 10 ч происходит замедление процесса сквашивания, однако наблюдается стабильное уменьшение активной кислотности бактерии. На развитие кисломолочных микроорганизмов в процессе сквашивания оказывает влияние и среда, в которой происходит их развитие. При производстве структурированных продуктов средой для развития кисломолочных микроорганизмов является сгусток, стабилизированный различными веществами. Структура молочных сгустков после 10 ч сквашивания молочнокислыми микроорганизмами серий «БЕЬУО-УОО», СУ-346/347, «АШЬ>, ЬЬБ 22.11(Я4), «Ьас1о£епп» КЕРГО.-30 приведена на рис. 7.

б

Рис. 7. Структура молочных сгустков после 10 ч сквашивания молочнокислыми микроорганизмами серий (увеличение в 200 раз):

а - «БЕГЛЮ-УСЮ» СУ-346/347; б - «АШЬ> ЬЬ8 22.11(114); в - «Ьао1х^егт» КЕРЖ-ЗО

При увеличении в 200 раз видно, что сгусток имел достаточно плотную консистенцию. На микрофотографиях отчетливо видны белковые частицы сгустка. Они равномерно распределены по всей структуре и имеют размер от 200 до 300 мкм. Молочный жир в сгустке также обнаружен и он представляет собой большое количество отдельных, независимых один от другого жировых шариков.

Разработка технология кисломолочного структурированного продукта

Результатом проведенных исследований явилась разработка технологии структурированного кисломолочного продукта. Предлагаемая технология направлена на производство структурированного кисломолочного продукта с применением кисломолочных микроорганизмов. Отличительной особенностью разработанного продукта является использование различных стабилизаторов структуры. По физико-химическим показателям структурированный кисломолочный продукт должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 5,

Таблица 5

Физико-химические показатели структурированного кисломолочного продукта

Наименование показателя Значение показателя

обезжиренный не жирный классический жирный

Массовая доля жира, % не более 1,8 2,0; 3,0; 3,8 4,0; 9,0; 18,0 19,0; 20,0; 23,0

Массовая доля влаги, %, не более 80,0 76,0 70,0 60,0

Кислотность, иТ, не более 140 120 100 100

Технологическая схема процесса производства структурированного кисломолочного продукта представлена на рис. 8.

Рис. 8. Технологическая схема производства структурированного кисломолочного продукта

По органолептическим показателям разработанный продукт соответствовал питьевому йогурту. Испытания технологии проведены в промышленных условиях компании ООО «Милорада» (г.Москва).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследованы особенности кисломолочного процесса в присутствии стабилизаторов структуры и разработана технология структурированного кисломолочного продукта.

2. Установлено, что минимальная продолжительность сквашивания молока наблюдается при использовании кисломолочных микроорганизмов серий

«DELVO-YOG», «AiBi», «Lactoferm» и использовании стабилизатора структуры камеди рожкового дерева. При увеличении массовой доли стабилизатора до 2,5% продолжительность сквашивания снижается.

3. Определена рациональная температура активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG» (CY-346/347, FW-21, CY DSL, FW-31); серии «AiBi» (LbS 22.11(R4), LbS 22.11(R2), LbS 22.11(Y3), LbS 22.11(Y2)); серии «AiBi» (YO-441) - в интервале 40,0-45,0°C; серии «AiBi» (KEFIR-30; MSO-11; PROTEK) в интервале 30,0-35,5 °C. В указанных диапазонах температур увеличивалась галактозидазная и протеолитическая активность кисломолочных микроорганизмов в сравнении с другими температурами.

4. Установлено, для того, чтобы кисломолочные микроорганизмы серии «DELVO-YOG», «AiBi» и «Lactoferm» проявляли наибольшую галактозидазную и протеолитическую активность необходимо использовать стабилизаторы в концентрации от 1,0 до 1,5%.

5. Определенно, что кисломолочные микроорганизмы серии «DELVO-YOG» обладали максимальной галактозидазной активностью при использовании в качестве стабилизатора КМЦ Акуцель 2785, а минимальной при использовании в качестве стабилизатора альгината натрия Н04-600. Кисломолочные микроорганизмы серии «AiBi» при использовании альгината натрия Н04-600 имели максимальную галактозидазную активность, минимальную - при использовании конжаковой камеди. Кисломолочные микроорганизмы серии «Lactoferm» имели максимальную галактозидазную активность при использовании в качестве стабилизатора структуры пирофосфата натрия SAPP 40, минимальную - при использовании КМЦ Акуцель 3265.

6. На основании проведенных исследований установлено, что при использовании кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG» (FW-31; FVV-21; CY DSL; CY-346/347); «AiBi» (LbS 22.11(R4); LbS 22.11(R2); LbS 22.11(Y3); LbS 22.11(Y2)); «Lactoferm» (KEFIR-30; YO-441; MSO-11; RENNET; PROTEK) продолжительность процесса сквашивания составляла 10 ч для образования требуемого количества кисломолочных микроорганизмов. Наибольшее количество молочной кислоты в процессе сквашивания образовывалось при использовании кисломолочных микроорганизмов серий «DELVO-YOG» FW-31; «AiBi» LbS 22.11(R2) и «Lactoferm» PROTEK.

6. Максимальное количество молочной кислоты после 10 ч сквашивания образовывалось при применении кисломолочных микроорганизмов серий «DELVO-YOG» CY-346/347 в среде КМЦ Акуцель 2785 - 0,98 г/л; «AiBi» LbS 22.11(R4) в среде пектина АРА 105 - 1,40 г/л; «Lactoferm» KEFIR-30 в среде конжаковой камеди - 1,9 г/л. Минимальное количество молочной кислоты после 10 сквашивания образовывалось при применении кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG» CY-346/347 в среде КМЦ 6000-9000 - 0,88 г/л; «AiBi» LbS 22.11(R4) в среде КМЦ Акуцель 3265 - 1,00 г/л; «Lactoferm» KEFIR-30 в среде КМЦ Акуцель 2785 - 1,05 г/л.

7. На основании результатов проведенных исследований разработана технология структурированного кисломолочного продукта (9225-153-020683152012). Результаты исследований апробированы в производственных условиях.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Сравнительное исследование микроструктуры и состава стабилизаторов растительного происхождения / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова, A.B. Крупин, М.В. Баканова // Техника и технология пищевых производств,- 2011.- №4.- С. 14-19.

2. Архипов, А.Н. Исследование микроструктуры и компонентного состава пищевых стабилизаторов / А.Н. Архипов, H.A. Масунов, A.B. Позднякова // Вестник КрасГАУ.- 2012,- №1.- С.178-182.2.

3. Архипов, А.Н. Исследование галактозидазной и протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG» в стабилизированных молочных продуктах / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова, О.В. Козлова // Техника и технология пищевых производств.- 2012.- №2,- С. 3-6.

Материалы конференций

4. Беспоместных, К.В. Проблема производства кисломолочных продуктов с заданными показателями качества безопасности / К.В. Беспоместных, A.B. Позднякова // Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году: материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи (18-22 октября 2010 г).- Кемерово.-2010,- С. 45-47.

5. Фролов, C.B. Возможности использования вторичного молочного сырья в технологии напитков направленного действия / C.B. Фролов, И.С. Разумнико-ва, A.B. Позднякова // Проведение научных исследований под руководством приглашенных исследователей в 2010 году: материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи (18-22 октября 2010 г).- Кемерово.- 2010.- С. 45-47.

6. Архипов, А.Н. Исследование протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG» в стабилизированных молочных продуктах / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова // Технические науки - от теории к практике: тезисы научных работ.- Новосибирск,- 2011.- С.121-122.

7. Архипов, А.Н. Исследование влияние массовой доли стабилизатора КМЦ АКУЦЕЛЬА 3265 на продолжительность сквашивания молочнокислыми микроорганизмами серии «DELVO-YOG» / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова // Инновационное развитие малых городов России: научный и технологический потенциал: материалы Международной конференции.- Мелеуз.- 2011.- 65-67.

8. Архипов, А.Н. Исследование продолжительности сквашивания микроорганизмов серии «DELVO-YOG» в стабилизированных кисломолочных продуктов / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова // Качество продукции технологий и образования: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции,- Магнитогорск.- 2012,- С. 70-72.

9. Архипов, А.Н. Исследование галактозидазной активности кисломолочных микроорганизмов серии «DELVO-YOG» в стабилизированных молочных продуктах / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова // Инновации в технологиях и образовании: Труды V Международной научной конференция.- Белово,- 2012.- С. 43-44.

10. Позднякова, A.B. Исследование зависимости оптимальной температуры культивирования микроорганизмов серии «DELVO-YOG» от массовой доли КМЦ 4500-6000 / A.B. Позднякова, А.Н. Архипов // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Кемерово.- 2012.- С. 26.

11. Позднякова, A.B. Исследование зависимости протеолитической активности кисломолочных микроорганизмов серии «AiBi» от температуры культивирования / A.B. Позднякова, А.Н. Архипов // Инновации в науке: труды Международной заочной научно-практической конференции.- Новосибирск.-2012,- С. 81-82.

12. Архипов, А.Н. Исследование зависимости продолжительности сквашивания кисломолочных микроорганизмов серии «LACTOFERM» от типа стабилизатора / А.Н. Архипов, A.B. Позднякова // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития: Тезисы Международной заочной научно-практической конференции.- Челябинск, 2012,- С. 59.

Подписано в печать 16.04.2012 Формат 60x86/16. Тираж 80 экз. Объем 1,1 п.л. Заказ № _53 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47. Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа. 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

2-14736

2012095119

2012095119