автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии творожного продукта с использованием функциональных компонентов

005002163

На правах рукописи

МАКСИМЮК ВЕРА АЛЕКСАНДРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ТВОРОЖНОГО ПРОДУКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ

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

г 4 КОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2011

005002163

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный агарный университет» (ФГБОУ ВПО ДальГАУ)

доктор технических наук, доцент Решетник Екатерина Ивановна

доктор технических наук, профессор Смирнова Ирина Анатольевна

кандидат технических наук Сагателян Минас Вазгенович

ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им.П.А. Столыпина»

Мр<9

Защита диссертации состоится «14» декабря 2011 г. в № 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.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на сайте КемТИПП ('www.kemtipp.ru').

Автореферат разослан «АО 2011 г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного совета Н.Н. Потипаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Технологии продуктов питания, обогащенных функциональными нутриентами, в настоящее время особо актуальны. Это связано с общим высоким ритмом современной жизни и повышенной потребностью в продуктах, способных положительно воздействовать на организм человека, восстанавливать его биологическую норму и общее улучшение самочувствия. Ассортимент таких продуктов в связи с растущим спросом постоянно расширяется. Функциональные продукты можно получать обогащением нутриентами с про- и пребиотическим действием в процессе производства или применением сырья с заданным компонентным составом.

Теоретические и практические основы по созданию молочных продуктов функционального назначения заложены в трудах A.A. Покровского, JI.A. Остроумова, М.С. Уманского, A.A. Майорова, В.М. Позняковского, А.Г. Храмцова, И.С. Хамагаевой, З.С. Зобковой, H.H. Липатова, Н.С. Королевой, И.А. Евдокимова, И.А. Смирновой, JI.M. Захаровой, Н.Б. Гавриловой, H.A. Тихомировой и других ученых.

• Наиболее востребованными на отечественном потребительском рынке являются молочные продукты. Расширение ассортимента, разработка технологий и рецептур группы продуктов функционального питания - одно из приоритетных направлений в молочной промышленности.

Особая роль принадлежит функциональным продуктам на основе молочного и растительного сырья, являющегося поставщиком эссенциальных нутри-ентов.

Зерновые продукты являются основой питания населения всех стран мира благодаря значительному содержанию в них полноценного белка, богатого минерального и витаминного составов, пищевых волокон. Одной из распространённых и ценных зерновых культур является пшеница и продукты её переработки, которые хорошо сочетаются с молочным сырьём. Амурская область является одной из зон, где около 20 % площадей засеивается пшеницей различных сортов, поэтому продукты переработки широко распространены, востребованы и пользуются заслуженным спросом населения. Особо следует отметить, что пшеница в Амурской области произрастает в естественных условиях и не является геномодифицированной. Одним из основных центров, расположенных на территории Амурской области, занимающимся селекцией, оценкой биохимических и технологических свойств пшеницы является ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» (г. Благовещенск). За последние годы выведены новые сорта мягкой яровой пшеницы: Амурская 1495, ДальГАУ 1, ДальГАУ 2.

С этой точки зрения, использование продуктов переработки зерновых культур в сочетании с кисломолочными белковыми продуктами, представляет определённый интерес.

Арабиногалактан, относящийся к ферментируемым пищевым волокнам, характеризуется высокой растворимостью, низкой вязкостью концентрированных водных растворов, термической и гидролитической стабильностью, устойчивостью в кислой среде, отсутствием токсичности, что делает его перспективным функциональным компонентом для производства молочных продуктов.

. Применение дигидрокверцетина, отличительной особенностью которого является многообразие его биологического действия и разносторонность целебных свойств, в производстве молочных продуктов дает возможность увеличить функциональную ценность. Дигидрокверцетин является биофлавоноидом, обладающим антиоксидантными свойствами.

В связи с актуальностью поставленной задачи в Дальневосточном государственном аграрном университете разработана технология творожного продукта с использованием пшеничных отрубей, обогащенного дигидрокверцети-ном и арабиногалактаном, экстрагированными из древесины лиственницы Даурской. Результаты исследований обобщены и представлены в данной диссертационной работе.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и разработка технологии творожного продукта с использованием пшеничных отрубей, арабиногалактана и дигидрокверцетина для придания ему функциональных свойств.

Реализация поставленной цели достигалась решением следующих задач:

- изучить состав и функционально-технологические свойства пшеничных отрубей для использования их в производстве творожного продукта;

- определить дозу, способ подготовки и стадию внесения пшеничных отрубей при выработке творожного продукта;

- исследовать возможность использования дигидрокверцетина и арабиногалактана в качестве функциональных компонентов;

- исследовать влияние бактериальных и ферментных препаратов на качественные показатели творожного продукта с использованием функциональных компонентов;

- подобрать оптимальные параметры технологии производства нового вида творожного продукта;

- оценить функциональную эффективность творожного продукта с функциональными компонентами в клинических испытаниях на лабораторных животных;

- разработать и утвердить техническую документацию на новый вид творожного продукта;

- оценить экономическую эффективность от внедрения и реализации разработанных технологических решений.

Научная новизна работы. Изучены функционально-технологические свойства пшеничных отрубей (степень набухания, влагопоглотительная способность, скорость поглощения влаги) в зависимости от их предварительной подготовки, вида дисперсионной среды и температуры.

Установлена доза внесения пшеничных отрубей - 6 % от массы творожной смеси. Обоснована технологическая стадия внесения отрубей в творожную основу - перед термизацией.

На основе результатов клинических испытаний на животных определены эффективные дозы функциональных компонентов, показано их положительное влияние на физическую работоспособность, функциональное состояние и биохимические характеристики крови.

Исследовано влияние бактериальных и ферментных препаратов на качественные показатели белкового продукта.

Установлены технологические особенности формирования качественных показателей творожного продукта. Определены математические зависимости показателей качества нового вида творожного продукта.

Разработана технология производства творожного продукта для функционального питания. Получены данные характеризующие пищевую, биологическую и энергетическую ценность, органолептические и микробиологические показатели готового продукта, установлен срок годности - 15 суток при температуре 4±2°С.

Практическая значимость работы. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана и апробирована в условиях промышленного производства технология творожного продукта с использованием функциональных компонентов.

Разработана техническая документация на творожный продукт «Стимул» (ТУ 9222-003-00493238-2011, ТИ 9222-003-00493238-2011). Подана заявка на патент.

Выпущена и реализована опытно-промышленная партия творожного продукта «Стимул» на базе предприятия ОАО Молочный комбинат «Благовещенский» (г. Благовещенск Амурской области). Результаты работы используются в учебном процессе при проведении лабораторных и практических занятий, а также при выполнении выпускных квалификационных работ, при обучений студентов по специальности «Технология молока и молочных продуктов».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены в докладах на III международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (Воронеж, 2009); международной научно-практической конференции «Ком-

плексное использование биоресурсов: малоотходные технологии» (Краснодар,

2010); II всероссийской научной конференции «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2010); XI международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2010); общеуниверситетской тематической научной конференции «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Благовещенск, 2009, 2010, 2011); XI региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2010); VII международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза,

2011).

Разработанный творожный продукт «Стимул» был отмечен благодарственным письмом Министерством сельского хозяйства Амурской области на сельскохозяйственной выставке «АмурАгроПрод-2011» (г. Благовещенск Амурской области).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 статьи в реферируемых ВАК РФ изданиях, подана заявка на изобретение.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, литературного обзора, методологии проведения исследования, результатов исследований и их анализов, выводов, списка литературы, включающего 187 наименования источников, приложений. Диссертационная работа изложена на 110 страницах, содержит 30 таблиц и 24 рисунка.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретические и экспериментальные исследования проведены в соответствии с поставленными задачами в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный агарный университет» (ФГБОУ ВПО ДальГАУ). Общая схема проведения исследований представлена на рис. 1.

Цикл исследований состоит из нескольких взаимосвязанных этапов.

На первом этапе изучены данные о районированных сортах пшеницы селекции ФГБОУ ВПО ДальГАУ, выращиваемой на территории Амурской области, а также продукты её переработки. На основании полученных данных сравнительного анализа произведен выбор зернового компонента, входящего в рецептуру творожного продукта функционального назначения. Проанализирован химический состав, органолептические и микробиологические показатели пшеничных отрубей в связи с их использованием в производстве творожного продукта.

Рис. 1 Общая схема проведения исследований

Изучены функционально-технологические свойства пшеничных отрубей (влагопоглотительная способность, степень набухания, скорость поглощения влаги), способ и влияние их предварительной обработки, доза внесения на качество готового продукта, а также стадии внесения в кисломолочную белковую основу, руководствуясь органолептическими и физико-химическими показателями.

Определен способ подготовки и технологической обработки пшеничных отрубей, которая заключалась в обжаривании при температуре (200 ± 5) °С в течение 8-10 минут, измельчении и выдержке отрубей в сыворотке при соотношении 1 : 1 при температуре 55 °С в течение 6-8 минут.

Клинически исследованы показатели крови экспериментальных животных (лабораторных крыс) при добавлении в рацион творожной основы с различными функциональными компонентами.

Исследовано влияние бактериальных и ферментных препаратов на качественные показатели творожного продукта. Экспериментально установлено общее количество жизнеспособных молочнокислых микроорганизмов в исследуемых образцах. При проведении эксперимента дозу ферментного препарата «Алтазим» варьировали от 0,3 до 1,2 г с шагом 0,3 г на 1 т обезжиренного молока. В результате исследования установлена оптимальная доза фермента - 0,9 г на 1000 кг обезжиренного молока.

На втором этапе исследований установлена доза пшеничных отрубей - 6 %, .которую предварительно варьировали от 3 до 12 % с шагом 3 %. Определен этап внесения подготовленных пшеничных отрубей в творожную основу - перед термизацией. Исследовано влияние дозы арабиногалактана и дигидроквер-цетина на формирование функциональных свойств творожного продукта. Изучено влияние температуры термизации творожной смеси на формирование продукта.

На третьем этапе обоснованы технологические параметры и качественные характеристики творожного продукта. Исследования проводили с использованием метода статистического планирования эксперимента. Изучаемыми факторами являлись дозы арабиногалактана и пшеничных отрубей, температура термизации. Диапазон измерений исследуемых факторов варьировали с учетом собственных исследований. Результирующими критериями являлись эффективная вязкость, влагоудерживающая способность и органолептические показатели готового продукта.

На заключительном этапе исследования разработаны рецептуры и технология производства творожного продукта, содержащего отруби пшеничные, арабиногалактан и дигидрокверцетин. Изучено влияние функциональных компонентов на формирование органолептических и физико-химических показателей нового вида продукта.

Определены органолептические и физико-химические показатели, показатели безопасности, пищевая и энергетическая ценность творожного продукта в процессе производства и хранения. Установлен срок годности готового продукта -15 суток при температуре 4 ± 2°С.

Разработана и утверждена техническая документация на творожный продукт «Стимул» ТУ и ТИ (9222-003-00493238-2011). Произведен расчет себестоимости нового продукта, обогащенного функциональными компонентами, выпущены опытно-промышленные партии на предприятии ОАО Молочный комбинат «Благовещенский» (г. Благовещенск Амурской области).

В процессе выполнения диссертационной работы использованы общепринятые, стандартные и оригинальные методы исследований: физико-химические, микробиологические, реологические. Математическая обработка данных эксперимента, по результатам 3-5 повторностей, осуществлялась по стандартным программам и общепринятым алгоритмам с использованием корреляционной зависимости и плана многофакторного анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение функционально-технологических свойств пшеничных отрубей

При разработке технологии творожных продуктов с использованием зерновых компонентов необходимо учитывать их функционально-технологические свойства (влагопоглотительная способность, скорость поглощения влаги и т.д.).

Исследована степень увеличения в объеме измельченных обжаренных пшеничных отрубей при набухании в зависимости от вида дисперсионной среды и температуры. Результаты исследования представлены на рис. 2.

25 55 85

Температура, "С

Рис. 2 Степень набухания измельченных обжаренных пшеничных отрубей в различных средах в зависимости от температуры

Из результатов исследования, следует, что пшеничные отруби, подвергшиеся предварительной обжарке, независимо от вида дисперсионной среды, обладают высокой влагопоглотительной способностью. Максимальное влаго-поглощение обжаренных пшеничных отрубей наблюдалось во всех средах при температуре 55 и 85°С. Продолжительность набухания всех опытных образцов в среднем составляла 5-7 минут при вышеназванных температурных параметрах.

Скорость поглощения влаги обжаренными отрубями в различных средах при температуре 55 °С представлена на рис. 3.

Время набухания, мин

Рис. 3 Скорость поглощения влаги обжаренными пшеничными отрубями при температуре 55 °С

После выдержки отрубей в воде в течение 5 минут массовая доля связанной влаги составила 70,2±0,1% (93,6% от всей связанной влаги), через 10 минут - 74,0±0,1%. При последующей выдержке отрубей набухание увеличилось незначительно и по истечении 60 минут составило 75,0±0,1%.

Скорость поглощения влаги в обезжиренном молоке при температуре 55 °С была несколько ниже, чем в воде, а в сыворотке она имела среднее значение.

При температуре 85 °С процесс влагопоглощения отрубей в воде протекает аналогично вышеописанному, через 5 минут содержание влаги составило 72,4±0,1%, что составило 93,3% от всей поглощенной влаги, через 60 минут -77,6±0,1%.

Влагопоглощение обжаренных пшеничных отрубей при температуре 55 °С ниже, чем при 85 °С, однако скорость поглощения выше.

и

Изучение способа подготовки и стадии внесения пшеничных отрубей при производстве творожного продукта

При установлении стадии внесения пшеничных отрубей в молочную основу их вносили в количестве от 3 до 12% с шагом 3% в обезжиренное молоко до пастеризации при температуре 76±2 °С, после охлаждения - перед ферментацией 25±2 °С.

Внесение отрубей в обезжиренное молоко на данных технологических стадиях отрицательно влияло на процесс сквашивания - не происходило образования плотного сгустка, обладающего высокой синеретической способностью, следствие чего принято решение вносить отруби в пежирный творог до термической обработки.

Пшеничные отруби вносили в нежирный творог перед термизацией в количестве от 3 до 12% с шагом 3% . Органолептические показатели полученных образцов представлены в таблице 1.

По результатам органолептической оценки установлено, что оптимальным является внесение в нежирный творог измельченных обжаренных пшеничных отрубей в количестве 6%. Продукт имел приятный, хорошо сочетаемый с зерновой добавкой кисломолочный вкус, светло-кремовой цвет, хорошо сохраняющую структуру без расслоения и выделения сыворотки, однако консистенция имела неоднородную структуру.

Таблица 1

Органолептические показатели творожного продукта до термизации в зависимости от дозы внесения пшеничных отрубей

Доза внесения, % Вкус и запах Внешний вид и консистенция Цвет

3 Кисломолочный, с привкусом пшеничных отрубей Неоднородная, рассыпчатая Белый, с кремовым оттенком равномерный по всей массе

6 Свойственный творогу, с привкусом пшеничных отрубей и жареного ореха Неоднородная, рассыпчатая, слегка плотная, наличие частиц отрубей Светло-кремовый, равномерный по всей массе

9 Свойственные пшеничным отрубям Неоднородная, плотная, заметные частицы отрубей Кремовый, равномерный по всей массе

12 Ярко выраженный вкус пшеничных отрубей Неоднородная, плотная, с выраженными частицами отрубей Светло-коричневый, равномерный по всей массе

Для улучшения консистенции проектируемого продукта подобраны оптимальные параметры предварительной технологической обработки отрубей. В результате проведенных исследований были определены необходимые технологические операции:

- термическая обработка отрубей при температуре 200±5 °С в течение 810 минут;

- выдержка измельченных обжаренных отрубей в сыворотке при соотношении 1 : 1 при температуре 55 °С в течение 6-8 минут.

Выдержка отрубей в сыворотке обоснована результатами исследования их функционально-технологических свойств, которые показывают, что скорость и степень влагопоглощения при температуре 55 °С является наиболее оптимальными. Выбор дисперсионной среды обоснован наличием в ней сывороточных белков, обладающих высокой биологической ценностью.

Подготовленные отруби вносили в нежирный творог и смесь направляли на термизацию. Перемешивание смеси осуществлялось в куттере при скорости вращении ножей 3000 об/мин. Термизация смеси осуществляется при температуре (65±1) °С в течение 5 минут и скорости вращения ножей 1500 об/мин, так как данный режим способствует получению продукта с наиболее оптимальными физико-химическими, реологическими и органолептическими показателями.

Готовый продукт имел нежный, чистый, кисломолочный вкус и запах с привкусом внесенных наполнителей, однородную пастообразную консистенцию, с наличием частиц отрубей, светло-кремовый цвет равномерный по всей маесе.

Использование дигидрокверцетипа в качестве функционального ингредиента

На основании рекомендаций Института питания РАМН содержание биологически активного вещества в продукте должно составлять 10-50 % суточной потребности.

Дозу ДКВ определяли клиническим путём на экспериментальных животных. Лабораторным белым крысам в течение 30 дней скармливали образцы нежирного творога содержащих от 25 до 40% суточной нормы потребления ДКВ с шагом 5%. Контролем являлся образец нежирного творога без добавок.

Установлено, что при употреблении крысами контрольного образца содержание глюкозы и общего белка возросло, а холестерин остался на прежнем уровне от первоначального значения. При употреблении образцов творога, содержащего дигидроквецетин, содержание глюкозы, общего белка и холестерина снизилось относительно исходных данных на 9,3%, 2,0% и 1,7% соответственно. В связи с этим количество ДКВ, необходимое для внесения в творожную

основу составляет 35% от рекомендуемого суточного потребления, что составляет 21 мг на одну порцию массой 100 г.

При изучении растворимости, ДКВ вносили в обезжиренное молоко и творожную сыворотку объемом 6 см3 в количестве 0,21 мг при комнатной температуре 23±2 °С. Данные исследования представлены на рис. 4.

Рис. 4 Растворимость дигидрокверцетина в молоке и сыворотке

Полученные данные свидетельствуют о высокой растворимости дигидрокверцетина в обезжиренном молоке и творожной сыворотке. Почти полное растворение наступает через 15 минут. Однако, вносить ДКВ в обезжиренное молоко нецелесообразно, так как основная его масса при производстве нежирного творога будет отходить в сыворотку, что экономически не выгодно. В результате ДКВ необходимо вносить творожную сыворотку, входящую в рецептуру творожного продукта, перед термизацией с предварительной выдержкой в течение 25 ± 5 минут при температуре 23 ± 2 °С.

Исследование возможности использования арабиногалактана в качестве стабилизатора

Исследовано влияние дозы арабиногалактана на эффективную вязкость готового продукта при различных значениях скорости сдвига.

Дозу арабиногалактана варьировали от 0,5 до 1,5% с шагом 0,5%, контрольный образец - без арабиногалактана. Перемешивание смеси осуществлялось в куттере при скорости вращении ножей 3000 об/мин. Термизация смеси осуществляется при температуре 60, 65 и 70 °С в течение 5 минут и скорости вращения ножей 1500 об/мин. Данные исследования при температуре термиза-ций 65 °С представлены на рис. 5.

«Контроль «0,50% и 1% ■ 1,50%

50 75 100 125 150

Скорость сдвига, с"1

~ХП

Рис. 5 Зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига в творожном продукте при различных дозах арабиногалактана при температуре термизации

65°С

Установлено, что при увеличении дозы арабиногалактана и температуры термизации происходит изменение структурно-мехаиических свойств, т.е. эффективная вязкость увеличивается пропорционально росту содержания арабиногалактана и температуры термомеханической обработки.

По данным исследования отмечено, что при массовой доле арабиногалактана 0,5% и температуре 60 °С консистенция продукта была текучей и недостаточно вязкой, при дозе 1,5% и температуре 70 °С - чрезмерно вязкая. Продукт, содержащий 1,0% арабиногалактана и термизированный при 65 °С, имел наиболее оптимальное значение вязкости.

Исследование влияния бактериальных и ферментных препаратов на качественные показатели белкового продукта

Исследовали влияние различных видов заквасок на процесс ферментации обезжиренного молока. Для исследования были выбраны две лиофилизирован-ные БУБ-культуры - Я-703, содержащая фагорезистентные мезофильные штаммы Ьа^ососсш 1ас^Б эгЛэр. сгетопв и ЬасЮсоссш ксйэ зиЬвр. 1асйз, отобранные по их способности быстро продуцировать молочную кислоту без выделения углекислого газа, и БЛ^-культура - СН-И 22, содержащая штаммы ЬасЮсоссш 1асйз зиЬэр. сгетопв, Ьа^ососсш Ьсйв виЬвр. 1асйз, Leuconostos тезегИеп^еэ виВвр. сгетопэ, ЬасЮсоссиэ 1асГ18 БиЬвр. сПасеШасйз. В контрольном образце использованы традиционные для творога закваски.

Процесс ферментации проводили при оптимальной температуре действия заквасок 25±2 °С. Динамика кислотообразования сгустков в зависимости от вида используемой закваски представлена на рис. 6.

Рис. 6 Динамика кислотообразования сгустков в зависимости от вида используемой закваски

Отмечено, что все используемые биообъекты проявили примерно равноценную кислотообразующую способность в обезжиренном молоке, однако сгусток, полученный в процессе ферментации обезжиренного молока бактериальным препаратом 11-703, имел лучшие органолептические и реологические показатели при сравнении с другими образцами.

При производстве творога применялась кислотно-сычужная коагуляция белков молока. При изучении влияния на процесс коагуляции молока дозы ферментного препарата «Алтазим», варьированной от 0,3 до 1,2 г с шагом 0,3 г, установлена доза фермента - 0,9 г на 1 ООО кг обезжиренного молока.

Выбор рациональных технологических режимов производства творожных продуктов

На основании поисковых опытов выделены значимые факторы, оказывающие наибольшее влияние на качество творожного продукта - доза пшеничных отрубей, доза арабиногалактана, температура термизации творожной массы.

По результатам проведенных исследований получили уравнения регрессии, описывающие зависимость дозы пшеничных отрубей (XI), дозы арабиногалактана (Х2), температуры термизации творожной массы (ХЗ), а также их влияния на эффективную вязкость (У1), влагоудерживающие свойства (У2) и органолептические показатели готового продукта.

Анализ уравнений регрессии, показал, что на эффективную вязкость (У1), влагоудерживающие свойства (У2) и органолептические показатели готового продукта оказывают влияние все факторы во взаимосвязи.

у, = 2,312 + 0,134 х, + 0,562 х2 + 0,157 х3 + 0,091 х, х2 - 0,090 х22 - 0,137 х32 у2 = 99,392 + 0,687 х, + 0,397 х2 + 0,211 х3 - 0,387 х,2 - 0,251 х22 - 0,319 х32 у3 = 4,974 - 0,029 х, + 0,029 х2 + 0,025 х, х2 - 0,146 х,2 - 0,078 х/ - 0,078 х32

Методом математического моделирования определены рациональная доза пшеничных отрубей - (6 ± 0,2) %, доза арабиногалактана - 1 ± 0,1 % и температура термизации творожной массы - (65 ± 1) °С.

Практическая реализация результатов исследования

, На основании результатов проведенных исследований разработаны рецептуры и технология производства творожного продукта с функциональными компонентами «Стимул». Рецептура продукта представлена в таблице 2.

Таблица 2

Рецептуры на творожный продукт «Стимул»

Сырье Творожный продукт

«Стимул» «Стимул» сладкий

Творог нежирный 627,9 547,85

Отруби пшеничные обжаренные 60,0 60,0

Сыворотка творожная 60,0 60,0

Арабиногалактан 10,0 10,0

Дигидрокверцетин 2,1 2,1

Сахар-песок - 100,0

Вода питьевая 240,0 220,0

Ванилин - 0,05

Итого 1000,0 1000,0

Технологическая схема производства творожного продукта «Стимул» изображена на рис. 7.

Технология производства творожного продукта с функциональными компонентами «Стимул» включает в себя следующие операции: приемка сырья; подогрев, очистка и сепарирование цельного молока; пастеризация обезжиренного молока; охлаждение до температуры сквашивания; внесение хлорида кальция, закваски и ферментного препарата, перемешивание; ферментация; обработка и обезвоживание сгустка; охлаждение; предварительная подготовка пшеничных отрубей (обжарка и измельчение); растворение арабиногалактана и дигидрокверцетина в творожной сыворотке; внесение подготовленных отрубей

в сыворотку; внесение в творожную массу подготовленных ингредиентов; перемешивание и термизация; охлаждение, фасовка, хранение 4±2°С.

Рис. 7 Технологическая схема производства творожного продукта «Стимул»

Творожный продукт «Стимул» по органолептическим и физико-химическим показателям соответствует требованиям, представленным в таблицах 3 и 4.

Таблица 3

Органолептические показатели творожного продукта «Стимул»

Показатель Характеристика

Внешний вид и консистенция Пастообразная, мажущаяся, с вкраплением частиц отрубей, равномерно распределенных по всей массе

Вкус и запах Кисломолочный, обусловленный вкусом и запахом вносимого наполнителя

Цвет Светло-кремовый, равномерный по всей массе

Таблица 4

Физико-химические показатели творожного продукта «Стимул»

Наименование показателей Характеристика

«Стимул» «Стимул» сладкий

Массовая доля жира, не менее % 0,1 0,1

Массовая доля белка, %, не менее 11,6 10,0

Массовая доля влаги, %, не более 70,0 70,0

Кислотность, °Т, не более 200 190

Массовая доля сахарозы, % не менее - 10,0

Фосфатаза отсутствует отсутствует

Температура при выпуске с предприятия, °С 4 ± 2 °С 4 ± 2 °С

Микробиологические показатели и показатели безопасности творожного продукта отвечают требованиям и не превышают допустимые нормы, установленные Федеральным законом от 12 июня 2008 г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

Творожный продукт «Стимул» включает весь комплекс незаменимых и заменимых аминокислот, высокое содержание витаминов и минеральных веществ. При внесении в творог пшеничных отрубей, продукт обогащается пищевыми волокнами. Полученный продукт имеет приятный вкус творога и внесенных наполнителей. Срок годности продукта составляет 15 суток при температуре хранения 4 ± 2 "С.

Функциональные свойства разработанного творожного продукта «Стимул» исследовали на экспериментальных животных. Для эксперимента было отобрано 50 крыс самцов 3-месячного возраста массой 180-200 г. Клетки с подопытными животными разместили в помещении с контролируемыми парамет-

рами окружающей среды (температура 22 °С, цикл света-темноты 14-10 часов). Животных разделили на 5 групп по 10 крыс в каждой. Суть опыта заключалась во вскармливании каждой группы животных одного образца нежирного творога с добавками как основы рациона. Состав скармливаемых образцов представлен в таблице 5.

Таблица 5

Состав опытных образцов творога

Компонент Образец

контроль №1 №2 №3 №4

Нежирный творог + + + +

Пшеничные отруби (6%) +

Арабиногалактан (1,0%) +

Дигидрокверцетин (21,0 мг на 100 г) +

Творожный продукт «Стимул» +

В течение 30 дней крысам был предоставлен свободный доступ к воде и к образцам основного рациона. Перед началом проведения эксперимента и через 30 дней производили забор крови. Анализ крови крыс проводили на определение содержания основных биохимических показателей: глюкозы, общего белка и холестерина. Данные анализа представлены в таблице 6.

Таблица 6

Биохимические показатели крови белых крыс при употреблении различных образцов творога

Показатель крови Исходные данные Образец

контроль №1 №2 №3 №4

Глюкоза, ммоль/л 5,4 5,5 5,1 5,0 4,9 5,0

Общий белок, г/л 61,7 62,0 61,5 60,8 60,5 60,3

Холестерин, ммоль/л 1,21 1,21 1,2 1,2 1,19 1,18

При употреблении крысами творожного продукта содержание глюкозы, общего белка и холестерина снизилось относительно значения исходных данных. Наилучшие результаты показаны при употреблении в составе рациона разработанного творожного продукта «Стимул».

' По результатам проведенного исследования, можно рекомендовать творожный продукт «Стимул» в качестве продукта питания функционального назначения для людей, страдающих повышенным уровнем холестерина и глюкозы в крови.

Выводы

1. Изучены состав и функционально-технологические свойства пшеничных отрубей, выработанных из пшеницы, произрастающей на территории Амурской области. Доказана целесообразность использования отрубей в производстве творожных продуктов.

2. Установлены доза внесения пшеничных отрубей - 6 %, предварительный способ - обжаривание при температуре 200±5 °С в течение 8-10 минут, измельчение и выдержка отрубей в сыворотке при соотношении 1 : 1 при температуре 55 °С 6-8 минут. Обоснована стадия внесения зерновой добавки -перед термизацией.

3. Обоснованы функциональные свойства и доза дигидрокверцетина и арабиногалактана в количестве 0,21 мг и 1 % на 100 г творожного продукта соответственно.

4. Исследовано влияние БУБ-культур на процесс ферментации обезжиренного молока и на органолептические показатели полученных сгустков. Подобрана бактериальная БУБ-культура 11-703, содержащая ЬасШсоссш 1асШ эиЬзр. сгетопБ и Тайососсш 1асиз БиЬзр. ксйв. Определена доза ферментного препарата «Алтазим» - 0,9 г на 1000 кг обезжиренного молока.

5. Клинически исследована функциональная эффективность творожного продукта на лабораторных животных.

6. Установлено комплексное влияние основных технологических факторов на формирование творожных продуктов. Получены математические модели, характеризующие зависимость реологических, физико-химических и орга-нолептических свойств от дозы пшеничных отрубей, дозы арабиногалактана и температуры термизации творожной массы.

7. Разработана технология производства творожного продукта «Стимул» и техническая документация ТУ и ТИ (9222-003-00493238-2011). Изучены пищевая и биологическая ценность, установлен срок годности продукта - 15 суток при температуре 4 ± 2 °С. Проведена промышленная апробация на предприятии ОАО Молочный комбинат «Благовещенский» (г. Благовещенск Амурской области) и установлена возможность реализации разработанной технологии в условиях массового производства.

8. Экономическая эффективность от внедрения нового вида творожного продукта составила 35,8 тыс. рублей на 1 тонну.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

в журналах перечня ВАК

1. Максимюк В.А. Разработка технологии кисломолочных продуктов поликомпонентного состава У В.А. Максимюк, Н.В. Бабий // В мире научных открытий, 2010-№4-Ч. 10-С. 36 -37.

2. Решетник Е.И. Изучение возможности создания белкового продукта, содержащего функциональные добавки на основе растительного сырья Дальнего Востока / Е.И. Решетник, В.А. Максимюк, Е.А. Уточкина // Техника и технология пищевых производств, 2011 - № 4 - С. 57 - 62.

3. Решетник Е.И. Кисломолочный продукт, обогащенный арабиногалак-таном / Е.И. Решетник, В.А. Максимюк, Е.А. Уточкина // Молочная промышленность, 2011 - № 11 - С. 56 - 57.

в сборниках материалов конференций

4. Максимюк В.А. Разработка технологии кисломолочных белковых паст с зерновыми добавками для функционального питания / В.А. Максимюк, Н.М. Мандро // III Международная научно-техническая конференция «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности» / Воронежская государственная технологическая академия — г. Воронеж, 2009 - Т.1 - С. 45В -459.

5. Мандро Н.М. Исследование функциональных свойств молочно-белковой основы с использованием продукта переработки пшеницы / Н.М. Мандро, В .А. Максимюк II Общеуниверситетская тематическая конференция «Технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» / Дальневосточный государственный аграрный университет - г. Благовещенск, 2009 - С. 3 - 6.

6. Максимюк В.А. Выбор функциональных компонентов для кисломолочных белковых паст / В.А. Максимюк, Н.М. Мандро // Международная научно-практическая конференция «Комплексное использование биоресурсов: малоотходные технологии» / Издательский Дом - Юг - г. Краснодар, 2010 - С. 140- 142.

7. Мандро Н.М. Пшеничные отруби как перспективный источник пищевых волокон для обогащения кисломолочных белковых паст / Н.М. Мандро, В.А. Максимюк // Общеуниверситетская тематическая конференция «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» / Дальневосточный государственный аграрный университет - г. Благовещенск, 2010 - С. 20-25.

8. Максимюк В.А. Роль растительного функционального ингредиента в кисломолочных белковых пастах / В.А. Максимюк, Н.М. Мандро // XI Международная конференция молодых ученых «Пищевые технологии и биотехноло-

гии» / Казанский государственный технологический университет - г. Казань, 2010-Ч.2-С. 134.

9. Максимюк В.А. Изучение возможности использования растительного сырья в производстве кисломолочных продуктов / В.А. Максимюк, Н.М. Ман-дро Н XI региональная научно-практическая конференция «Молодежь XXI века: шаг в будущее» / Амурский государственный университет - г. Благовещенск, 2010 - Ч.З - С. 23 - 25.

10. Решетник Е.И. Использование дигидрокверцетина при производстве заменителя цельного молока / Е.И. Решетник, Е.А. Уточкина, Т.В. Каплиенко, В.А. Максимюк // Общеуниверситетская тематическая конференция «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» / Дальневосточный государственный аграрный университет - г. Благовещенск, 2011 - С. 10-14.

11. Уточкина Е.А. Влияние арабиногалакитана на микрофлору кисломолочного продукта / Е.А. Уточкина, Е.И. Решетник, В.А. Максимюк Н Общеуниверситетская тематическая конференция «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» / Дальневосточный государственный аграрный университет - г. Благовещенск, 2011 - С. 105 - 110.

' 12. Максимюк В.А. Влияние технологического этапа внесения пищевой добавки на органолептические показатели продукта / В.А. Максимюк, Е.А. Уточкина // VII международная научно-практическая конференция «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» / Пензенская государственная технологическая академия — г. Пенза, 2011 - С. 43-45.

13. Решетник Е.И. Перспективы использования растительного сырья в технологии кисломолочного белкового продукта / Е.И. Решетник, В.А. Максимюк, Е.А. Уточкина // Дальневосточный аграрный Вестник - г. Благовещенск, 2011 -№2-С. 70-72.

Подписано к печати 28.10.2011. Формат 60x90 1/16.

Объем 1,4 п.л. Тираж 70 экз. Заказ № 132 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности , 650056, г.Кемерово, 56, б-р Строителей, 47 Отпечатано на ризографе. Лаборатория множительной техники КемТИППа, 6500010, г. Кемерово, 10, ул. Красноармейская, 52