автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Получение микропартикулята сывороточных белков и его применение в технологии низкокалорийного мороженого

На правах рукописи

Попова Екатерина Евгеньевна

ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОПАРТИКУЛЯТА СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ НИЗКОКАЛОРИЙНОГО МОРОЖЕНОГО

Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и

рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

фев го1з

Воронеж - 2013

005049047

Работа выполнена на кафедре технологии молока и молочных продуктов ФГБОУ ВПО «Воронежского государственного университета инженерных технологий»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мельникова Елена Ивановна ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Официальные оппоненты: Забодалова Людмила Александровна

доктор технических наук, профессор, Институт холода и биотехнологий ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики», заведующая кафедрой технологии молока и пищевой биотехнологии

Рудниченко Елена Сергеевна кандидат химических наук, ОАО Молочный комбинат «Воронежский», ведущий специалист отдела разработки и внедрения инновационных технологий Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт молочной промышленности (ГНУ ВНИМИ) Защита состоится «26» февраля 2013 г. в 1330 часов на заседании диссертационного совета Д 212.035.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, ауд. 035.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ВГУИТ».

Автореферат размещен в сети Интернет на официальном сайте Минобрнауки РФ vak2.ed.gov.ru и официальном сайте ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» http://www.vsuet.ru «25» января 2013 г.

Автореферат разослан «25» января 2013 г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций на соискание ученой степени

кандидата наук, на соискание ученой степени ^ ^

доктора наук В' С' Слободяник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Приоритетные направления государственной политики Российской Федерации предусматривают реализацию национальных программ по оздоровлению населения, разработке новых технологий и увеличению объемов производства лечебно-профилактических и функциональных продуктов питания.

Анализ структуры питания населения россиян, свидетельствует о возрастающих тенденциях избыточного потребления жиров и рафинированных углеводов, в частности сахарозы, и недостатке белка. Это приводит к развитию алиментарно-зависимых заболеваний (сердечнососудистых, ожирение, сахарный диабет и др.). Широкое применение жиросодержащих ингредиентов и сахарозы находит в рецептурах десертных продуктов, в том числе мороженого, производство и потребление которого в РФ неуклонно растет. Большой научный и практический интерес представляет разработка технологий и поиск новых пищевых ингредиентов, позволяющих максимально заменить рафинированные и высокоэнергоценные компоненты мороженого при одновременном улучшении его потребительских свойств.

В связи с дефицитом пищевых ресурсов особое значение приобретает максимальное использование ценных побочных продуктов переработки сырья, в частности, подсырной сыворотки, ежегодные объемы производства которой в РФ превышают 3,6 млн т. и имеют тенденцию к росту.

Невысокая массовая доля сухих веществ, нестабильные показатели состава и физико-химических свойств вызывают необходимость максимальной адаптации подсырной сыворотки к пищевым технологиям.

Однако проблема рационального использования ценных компонентов молока, содержащихся в сыворотке, и разработки продуктов на ее основе остается актуальной.

Переработке подсырной сыворотки и получению продуктов на ее основе посвящены работы известных ученых: А. Г. Храмцова, И. А. Евдокимова, П. Г. Нестеренко, 3. С. Зобковой, Н. И. Дунченко, JI. А. Забодалова, Е. И. Мельниковой, В.Д. Харитонова, Э. Ф. Кравченко, С. А. Рябцевой, Н. А. Тихомировой, Е. Renner, J. Chem, Sato Kazuyoshi и ДР-_

Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Е. Б. Станиславской за научные консультации при выполнении работы.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры молока и молочных продуктов «Разработка технологии молочных продуктов целевого назначения, в том числе лечебно-профилактического, специального, функционального, обогащенных витаминами и биологически активными добавками» (№ г.р. 01.2.01253871, 2011 - 2015 гг.), по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 -2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г.).

Цель работы - оптимизация условий модификации химического состава и свойств подсырной сыворотки для применения ее в технологии низкокалорийного мороженого.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- обосновать способы модификации химического состава и свойств подсырной сыворотки для получения пищевой композиции, имитирующей органолептические характеристики молочного жира;

- оптимизировать условия получения микропартикулята сывороточных белков с заданными функционально-технологическими свойствами;

- установить химический состав, в том числе, аминокислотный, витаминно-минеральный и срок годности микропартикулята сывороточных белков;

- обосновать компонентный состав молочной смеси для низкокалорийного мороженого и оптимизировать условия биоконверсии лактозы в ней;

- оптимизировать рецептуру, изучить химический состав, показатели, гарантирующие качество и безопасность нового продукта, установить срок его годности;

- разработать технологию низкокалорийного мороженого с мик-ропартикулятом сывороточных белков;

- провести оценку конкурентоспособности на рынке продуктов данной ассортиментной группы, разработать проекты технической документации на производство мороженого, рассчитать экономическую эффективность, провести опытно-промышленную апробацию на предприятиях отрасли.

Научные положения, выносимые на защиту. Способы и условия модификации подсырной сыворотки в пищевую композицию, имитирующую органолептические характеристики молочного жира.

Химический систав, функционально-технологические свойства, показатели качества и безопасности микропартикулята сывороточных белков.

Модифицированная технология, состав и свойства низкокалорийного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков.

Научная новизна.

Расширены данные о микропартикуляте сывороточных белков, а также условия его получения с применением методов физико-химической модификации, а также оптимизированы условия получения с применением методов физико-химической модификации, позволяющей получить размер частиц микропартикулята 1,6 мкм.

Обоснован компонентный состав и оптимизированы условия биоконверсии молочной смеси на основе микропартикулята сывороточных белков для производства низкокалорийного мороженого, рецептура которого предусматривает снижение молочного жира (на 69 %) и сахарозы (на 43 %) в сравнении с традиционной технологией.

Введение в рецептуру мороженого микропартикулята сывороточных белков и глюкозо-галактозного сиропа позволяет повысить его сопротивляемость к таянию и устойчивость к тепловому удару.

Практическая значимость. Предложен способ модификации подсырной сыворотки, позволяющий получить новую пищевую композицию высокой биологической ценности, имитирующую органолепти-ческие свойства молочного жира.

Разработана рецептура и ресурсосберегающее технологическое решение производства низкокалорийного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков. Новизна технологического решения подтверждена патентом РФ (№ 2466551).

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенной технологии подтверждена опытно-промышленными апробациями на предприятиях отрасли (филиал ОАО МКВ «Калачеевский сырзавод» г. Калач, ОАО «Липецкий хладокомбинат», г. Липецк).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Диссертационное исследование соответствует п. 3, п. 4 и п. 6 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и обще-

ственного питания» (Челябинск, 2009); XI международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2010); международном научно-практическом семинаре «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства» (Омск, 2010); II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (Воронеж, 2010); II международной научно-практической конференции .«Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); международном научно-практическом семинаре «Феномен молочной сыворотки: синтез науки, практики и инноваций» (Ставрополь, 2011); II международной научной конференции «Молодая наука пищевой промышленности» (Ставрополь, 2011), отчетных научных конференциях ВГУИТ (Воронеж, 2010 - 2012); «Пищевые продукты и здоровье человека» международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Кемерово, 2012).

Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 4 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 9 тезисов докладов, 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 187 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц и 51 рисунок. Список литературы включает 144 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, определены цели, задачи и основные направления теоретических и экспериментальных исследований, охарактеризована научная и практическая ценность диссертации.

Глава 1. Аналитический обзор литературы. Проанализировано состояние рынка мороженого и пищевых ингредиентов для его производства, основные тенденции в развитии технологии замороженных десертов. Систематизированы и обобщены знания о получении и использовании подсырной сыворотки в технологии мороженого, методы направленной модификации белково-углеводного сырья с целью получения продуктов высокой биологической и пищевой ценности.

Глава 2. Объекты, материалы и методы исследований. Для реализации цели и задач работы предложена схема (рис.1) и объекты экспериментальных исследований: подсырная сыворотка ГОСТ Р

53438-2009, микропартикулят сывороточных белков, молочная смесь для мороженого и низкокалорийное мороженое.

Рис. 1. Схема исследований

Экспериментальные исследования проводили в научно-исследовательских лабораториях кафедр технологии молока и молочных продуктов; процессов и аппаратов химических и пищевых производств; пищевой биотехнологии, переработки животного и рыбного сырья; центра стратегического развития научных исследований Воронежского государственного университета инженерных технологий; микробиологической лаборатории ОАО МК «Воронежский»; лаборатории ЗАО «ХОЛОД» (г. Воронеж); в испытательном лабораторном центре AHO «НТЦ» «Комбикорм» (г. Воронеж); Воронежской областной ветеринарной лаборатории (г. Воронеж); филиале Менделеевского центра стандартизации и метрологии (г. Орехово-Зуево); ГНУ ВНИМИ Россельхозака-демии испытательной лаборатории «МОЛОКО» и лаборатории молочных

консервов (г. Москва); испытательном центре"«3еленьте линий» (Московская обл., г. Красногорск).

При выполнении работы использованы стандартные и общепринятые в исследовательской практике, модифицированные и усовершенствованные методы, а также специальные, выполненные с применением современных приборов и информационных технологий для оценки свойств сырья, полуфабрикатов и продукции. Количественное содержание моно- и дисахаридов определяли на хроматографе Varian 920 - LC (Германия), по ГОСТ Р 51259 - 99, ГОСТ Р 51240 - 98, ГОСТ Р

51938 — 2002; эквивалентную сладость молочной смеси для мороженого — согласно рекомендациям (В. Т. Сагг и др., 1999); реологические свойства молочных смесей для мороженого - на структурном ротационном вискозиметре «RHEOTEST-2» (Германия); показатель активности воды - сорбционно-емкостным методом на приборе «Hygrolab-3» с цифровой вентилируемой станцией «AwVC-DIO» и обработкой результатов программным обеспечением «HW3» по методике МВИ № 241.224/2008 (А. Г. Галстян, 2008); криоскопичёскую температуру смесей для мороженого — по методикам (Р. Т. Маршалл и др., 2005; С. S. Chen, 2007); размеры кристаллов льда и дисперсность воздушной фазы — методом микроскопирования, аминокислотную сбалансированность — по методике акад. H. Н. Липатова, микроструктуру — на сканирующем электронном микроскопе JSM — 6380 LV, аминокислотный состав сырья и готовых продуктов определяли методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105». Технико-экономические показатели рассчитывали по методикам определения экономической эффективности в молочной промышленности. Статистическую обработку и оценку достоверности результатов исследований проводили методами регрессионного анализа с помощью программ Microsoft Office 2010 и Statistica v.8.0. Для оптимизации условий гидролиза лактозы применяли «ридж-анализ». Расчеты, построение графиков и их описание проводили с помощью приложений Microsoft Office 2007 и Excel 2007 для Windows ХР, «MathCAD, version 14.0».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Модификация состава и свойств подсырной сыворотки с применением физико-химических методов. Для модификации состава и свойств подсырной сыворотки нами предложено применение методов ультрафильтрации и микропартикуляции, которые позволяют сконцентрировать сывороточные белки и сформировать нанотрубки, имитирующие органолептические свойства молочного жира.

Для определения оптимальных условий микропартикуляции в качестве выходного параметра выбран диаметр частиц микропаргикулящ, со-

ответствующий размеру частиц жировых шариков молочного жира (1 -2 мкм). В качестве факторов, влияющих на процесс микропартикуля-ции, избраны: температура (X¡), С; продолжительность нагревания (выдержка) (Х2), мин; частота вращения диспергирующего устройства (Х3), с'1, С; продэлжшйты юст диспергирования (ХД с.

Получено уравнение регрессии, адекватно описывающее процесс микропартикуляции сывороточных белков для производства мороженого под влиянием изученных факторов:

Y = 1,508 + 2,713 X, + 1,804 Х2 - 1,508 Х3 - 1,054 Х4 + + 1,006 Х,Х2 - 0,756 Х,Х3 - 0,731 X¡XA - 0,681 Х2Х}- 0,206 Х2Х4+ + 0,581 Х3Х4 + 1,69 X,2 + 0,628 Х22 + 0,071 Х32- 0,022 Х42.

С применением «ридж-анализа» установлены оптимальные условия микропартикуляции сывороточных белков, позволяющие получить размеры частиц микропартикулята 1,6 мкм: температура - 90 °С, выдержка 15 мин, частота вращения диспергирующего устройства 2500 — 2600 с" продолжительность диспергирования 1 мин.

Полученный микропартикулят характеризуется ценным химическим составом (табл.1), в том числе аминокислотным, на 46 % представленным незаменимыми аминокислотами (рис. 2).

Таблица 1

Химический состав и свойства подсырной сыворотки и _микропартикулята сывороточных белков_

Значение показателя

Наименование показателя Подсырная Микропартикулят

сыворотка сывороточных белков

Массовая доля сухих веществ, % 6,4 18,00

Массовая доля белка, %, в т. ч. 0,9 10,50

казеин 0,3 0,67

сывороточные белки 0,4 8,88

Массовая доля жира, % 0,30 0,90

Массовая доля лактозы, % 4,60 5,60 .

Массовая доля макроэлементов, %, в т. ч.:

кальции 0,084 0,066

калий 0,102 0,086

магний 0,010 0,008

фосфор 0,003 0,040

Кислотность: активная, ед. рН 6,3 5,2

титруемая, °Т 15,0 40,0

Вязкость, мПа-с 2,7 27,0

Срок хранения, сут 1 6

1 - аргинин, 2 - лизин, 3 - тирозин, 4 — фенилаланин, 5 - гис-тидин, 6 - лейцин, 7 - изолей- " цин, 8 - метионин, 9 - валин, 10

- пролин, 11 - треонин, 12 -серии, 13 - аланин, 14 - глицин, 15 - триптофан, 16 - цистин, 17

- глутаминовая кислота, 18 -аспарагиновая кислота

Рис. 2. Аминокислотный состав УФ-концентрата подсырной сыворотки и микропартикулята сывороточных белков

Анализ органолептических свойств и микроструктуры (рис. 3) объектов исследования позволил сделать вывод, что полученный мик-ропартикулят сывороточных белков характеризуется сливочной, гладкой консистенцией и имитирует органолептические свойства молочных сливок.

Увеличение 400х а б в

Рис. 3. Микроструктура объектов исследования: а) УФ-концентрат подсырной сыворотки, б)микропартикулят сывороточных белков, в) молочные сливки Качественная оценка белков подсырной сыворотки и микропартикулята с помощью формализованных показателей подтвердили лучшую сбалансированность аминокислотного состава (0,68 ед.), биологическую ценность (79,39 %), а также низкий показатель сопоставимой избыточности по сравнению с подсырной сывороткой. Микропартику-лят сывороточных белков может быть применен не только в качестве заменителя жира, но и белкового обогатителя в технологии широкого ассортимента молочных продуктов, в частности, мороженого.

Применяемые режимы модификации подсырной сыворотки позволяют снизить ее общую бактериальную обсемененность и увеличить срок годности до 6 сут.

Глава 4. Технология низкокалорийного мороженого с микро-партикулятом сывороточных белков.

Для разработки рецептурно-компонентного решения низкокалорийного мороженого исследованы 3 пищевые композиции с массовой

долей микропартикулята сывороточных белков в диапазоне 45,0 - 65,0 %. Обоснование его дозировки проводили с учетом органолептических, физико-химических и основных реологических характеристик (предельное напряжение сдвига, эффективная вязкость). В качестве контрольного образца выбрано традиционное мороженое пломбир на основе молока цельного, масла сливочного, сахара-песка, молока сухого цельного и обезжиренного.

Типичные зависимости эффективной вязкости от времени при постоянной температуре, градиентах скоростей сдвига 0,5 - 72,9 с"1 для молочных смесей представлены на рис. 4.

о

§ а

со р

Д о

О

1

1

/ V 11-

/1 V -1

§ « СО с_>

5 са

3 с !

М о ей —< г 8 ■

Ё 1 и ^ I

•е-

•е>

о »

/

1

1

к 1

5 ш 1«; ?п Продолжительность действия нагрузки т, 1

С

-8" ■в"

т

5 10 15 20 25 Продолжительность действия нагрузки т, В

10 15 20 25 30 35 40 45 50 Продолжительность действия нагрузки т, с

Рис. 4. Зависимость эффективной вязкости во времени для молочной смеси с массовой долей микропартикулята сывороточных белков: а - 45 %, б - 55 %, в - 65 % при градиентах скоростей сдвига 1 - 0,5; 2 - 2,7; 3 - 13,5; 4 - 72,9 с"1

Из результатов исследований реологических характеристик смесей следует, что рациональную вязкость имеет образец, содержащий 55,0 % микропартикулята. Это коррелирует с данными органолегггиче-ского и физико-химического анализа, в частности, консистенцией (однородной, гладкой, кремообразной) и активной кислотностью.

С применением симплекс-метода оптимизирована рецептура молочной смеси для мороженого, предусматривающая замену дорогостоящих жиросодержащих компонентов традиционного продукта микропартикулятом сывороточных белков. Верхний и нижний уровень варьирования органолептических и физико-химических свойств мороженого соответствовал требованиям ГОСТ Р 52175-2003, критерий оптимизации - минимальная энергетическая ценность продукта.

С целью замены в традиционной рецептуре рафинированного углевода сахарозы с высоким гликимическим индексом предложено проводить гидролиз лактозы для получения глюкозо-галактозного сиропа. Исследовали 3 ферментных препарата: Maxilact® (производств фирмы «DSM Food Specialties» Нидерланды), На-Lactase (Хр. Хансен», Дания) и Лактоканесцин (ОАО «Восток» по технологии, разработанной в НТЦ «Лекбиотех»),

Изучение кинетики процесса ферментативного гидролиза лактозы проводили в интервале температур (30-55 °С), продолжительности 4 ч и при дозировках ферментов, выбранных на основании известной информации об их биохимических характеристиках (рис. 5).

Максимальную степень гидролиза обеспечивает ферментный препарат Maxilact .

Для оптимизации процесса биоконверсии лактозы в молочной смеси в присутствии Maxilact® в качестве основных факторов изучены: X, - температура,'С; Х2 -доза внесения ферментного препарата, г/дм3; Х5 - продолжительность гидролиза, мин. Активная кислотность исследуемой молочной смеси не изменялась и находилась в пределах 6,5 - 6,6 ед. рН. Критерий оптимизации биотрансформации лактозы - степень гидролиза 00, %.

Получено уравнение регрессии, адекватно описывающее процесс гидролиза лактозы под влиянием изученных факторов:

Температура гидролиза. °С Е2 Мпх)1лс1 ■ На-Ьпс1о5с □ Лпктокпнсцин Г20х

Рис. 5. График зависимости степени гидролиза лактозы в молочной смеси от температуры

Г = 60,931 + 3,648 ХУ + 12,63 1 Хг + 4,879 Х3 - 0,125 Х,Х2 + +0,375 Х,Х3 + 0,875 Х2Х3- 15,865 X/-2,25 Хг-0,659 Х32.

Оптимальные условия процесса гидролиза лактозы установили с применением «ридж-анализа»: доза внесения 0,68 г/дм3, температура 39 °С, продолжительность процесса 3 ч 45 мин, активность 1 грамма ферментного препарата МахПас!® составляет 2000 нейтральных- единиц лактазы (одна единица активности соответствует количеству фермента, которое образует 1 мг моль (ЖР/мин). Заданные параметры обеспечивают степень гидролиза 90 %.

Процесс гидролиза лактозы при оптимальных условиях контролировали методом ВЭЖХ (рис. 6, табл. 3).

1 1 : 5 Я

Время удержания, мин

Время удержания, мин

Рис. 6. Хроматограммы углеводного состава молочной смеси для мороженого (а) и ее гидролизата (б)

Таблица 3

Качественные и количественные параметры хроматографирования

Углевод Время удерживания, мин Площадь пика, мкВ-мин Высота пика, micB Массовая доля в смеси, %

Образец а - Молочная смесь для мороженого

Лактоза 21,72 28,20 26,53 7,84

Образец б - "идролизованная молочная смесь для мороженого

Глюкоза 9,90 16,05 30,45 3,28

Галактоза 10,51 11,70 15,26 3,78

Лактоза 21,01 2,60 3,60 0,78

В результате биоконверсии лактозы воспринимаемая сладость молочной смеси для мороженого, эквивалентная сахарозе в минимальной концентрации, увеличилась с 0,02 до 0,6 ед. SES, что соответствует поставленным технологическим задачам.

При разработке рецептурно-компонентного решения обоснован выбор смесевого стабилизатора Ра^аагс! 5934, обеспечивающего требуемые реологические характеристики. В результате проявления синергетического эффекта его компонентами возможно замедление броуновского движения частиц дисперсной фазы при гидратации гидроколлоидов и образовании ими полимерной сетки геля. Э.тим может быть обусловлено увеличение значения предельного напряжения сдвига смеси по сравнению с другими стабилизаторами (рис. 7), и формирование в мороженом мелких одинаковых кристаллов льда, средний диаметр которых на 30 % меньше, чем в контрольном образце (рис. 8).

зоо

со

50 100 150

Средний градиент скорости сдвига, 1/с

Рис. 7. Зависимость предельного напряжения сдвига от среднего градиента скорости сдвига смесей для низкокалорийного мороженого с различными стабилизаторами: 1 - камедь рожкового дерева; 2 - Ра^аагс! 5934; 4 - гуаровая камедь и контрольного образца - 3

О контрольный образец Размер частиц, мкм Ш мороженое с мнкропартикулягом сывороточных белков

Рис. 8. Распределение кристаллов льда в мороженом по размерам

Результаты исследований влияния массовой доли стабилизаторов на продолжительность таяния мороженого подтвердили пра-

вильность выбора смесевого стабилгоатора Ра^аагс! 5934 в дозировке 0,5 %.

В предложенном рецептурно-компонентном решении мороженого молочный жир заменен на 69 % микропартикулята сывороточных белков, сахароза на 43 % и калорийность снижена на 41 % в сравнении с контрольным образцом, что позволяет его отнести к низкокалорийному и рекомендовать в составе диетических рационов; питания.

Разработанное низкокалорийное мороженое с микропартику-лятом сывороточных белков характеризуется стандартными органо-лептическими, физико-химическими и микробиологическими показателями (табл. 4).

Таблица 4

Физико-химические и микробиологические показатели __мороженого__

Наименование показателя Значение показателя

Контрольный образец Мороженое с микропартику-лятом сывороточных белков

Кислотность, ° Т 18,0 20,0

Массовая доля сухих веществ, % в т. ч.: общего белка жира лактозы, сахарозы глюкозы галактозы 40,0 3,70 15,0 5,6 15,0 30,0 8.04 4,6 0,7 8.5 3,0 3,4

Взбитость, % 80,0 85,0

Вязкость, мПа-с 17,8 24,0

Общее количество микроорганизмов, 104 КОЕ/г 0,23 0,86

Бактерии группы кишечной палочки в 0,01 г Не обнаружены

Исследование пищевой ценности продукта позволило сделать вывод, что новое мороженое выгодно отличается от традиционно вырабатываемого более высоким содержанием белка, кальция, фосфора, аскорбиновой кислоты, пиридоксина, ниацина, рибофлавина и других физиологически ценных нутриентов.

Содержание сывороточных белков в готовом продукте от массовой доли общего белка составляет 78 %, в том числе 50 % приходится

на а-лактальбумин и 34 % на р-лактоглобулин, что позволяет отнести мороженое с микропартикулятом сывороточных белков к продуктам высокой биологической ценности (71 %).

Присутствующие в мороженом лактоза, глюкоза, галактоза, сахароза и минеральные соли повышают криоскопическую температуру до 2,21 °С (рис. 9).

. Дрм»тюро*Е!«л»ад|»сиеЕщ% Тепловой удар (таяние и повторное

Рис. 9. Кривые кинетики замораживания исследуемых смесей: а -мороженое с микропартикулятом сывороточных белков, б - контрольный образец

В технологически значимом температурном интервале в опытном образце вымерзает меньше влаги, чем в контрольном. Следовательно, опытный образец характеризуется большей сопротивляемостью таянию и устойчивостью к тепловому удару в условиях розничной торговли.

Изменения микробиологических и физико-химических показателей готового продукта в процессе хранения позволили определить прогнозируемый срок его годности (4 месяца при температуре (-18 ± 2) °С).

Для производства низкокалорийного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков за базовую технологию выбрана традиционная схема, модификация которой заключается во введении дополнительных операций по получению микропартикулята сывороточных белков и гидролиз молочной смеси на его основе (рис. 9).

Основные преимущества нового технологического решения -реализация замкнутого цикла производства; расширение ассортимента низкокалорийных продуктов повышенной биологической ценности; замена молочного жира белковой композицией, сахарозы - глюкозо-галактозным сиропом. Предложенный способ модификации рецептуры молочного мороженого позволяет повысить его пищевую ценность и отнести его к продуктам функционального питания.

Данная технологическая схема адаптирована к системе НАССР.

ВЫВОДЫ

1. Обосновано применение ультрафильтрации и микропар-тикуляции для модификации состава и свойств подсырной сыворотки в пищевую композицию, имитирующую органолептические характеристики молочного жира.

2. С применением математических методов планирования эксперимента установлено, что оптимальными условиями получения микропартикулята сывороточных белков являются: температура -90 °С, продолжительность нагревания (выдержка) - 15 мин, частота вращения диспергирующего устройства - (2500 - 2600) с"1, продолжительность диспергирования - 1 мин, позволяющие получить частицы микропартикулята размером 1,6 мкм.

3. Установленный химический состав, в гом числе аминокислотный, витаминно-минеральный, биологическая ценность и срок годности (6 сут при £=(4±2) °С) микропартикулята сывороточных белков, подтверждает целесообразность применения его в производстве низкокалорийного мороженого.

4. Обоснован компонентный состав молочной смеси для низкокалорийного мороженого и оптимизированы условия биоконверсии лактозы в ней: температура - 39 °С, количество вносимого фермента - 0,68 г/дм3; время гидролиза 3 ч 45 мин, позволяющие повысить коэффициент сладости смеси.

5. Оптимизирована рецептура и разработана технология низкокалорийного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков, предусматривающая замену молочного жира на 69 % и сахарозы на 43 % в сравнении с традиционной.

6. Установлен химический состав, высокая биологическая ценность, показатели, гарантирующие качество и безопасность мороженого, срок годности (4 месяца при 1=(-18±2) °С), рассчитаны показатели его пищевой ценности.

7. Разработан проект технической документации на производство мороженого («Мороженое низкокалорийное» ТУ 9228-18502068108-2012). Предложенные технологии апробированы на предприятиях отрасли: филиале ОАО «МКВ» «Калачеевский сырзавод», ОАО «Липецкий хладокомбинат». Ожидаемый экономический эффект от реализации низкокалорийного мороженого 3489,8 тыс. р. при выпуске 300 т/год, что подтверждает конкурентоспособность нового продукта.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Исследование реологических характеристик белково-углеводной композиции для мороженого [Текст] / Е. И. Мельникова, А. А. Смирных, Е. Е. Ходасевич (Попова) и др. // Хранение и переработка сельхозсырья.-2011.-№ Ю.-С. 27-29.-0,281 п.л. (лично автором — 0,07 п.л.).

2. Мельникова, Е. И. Низкокалорийное мороженое с микропартикулятом сывороточных белков [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Е. Попова, Е. Б. Станиславская // Пищевая промышленность. - 2012. -№ Ю.-С. 60-61.-0,25 п.л. (лично автором-0,08 п.л.).

3. Мельникова, Е. И. Разработка рецептуры низкокалорийного мороженого с функциональными ингредиентами [Текст] / Е. И.

Мельникова, Е. Е. Попова, Е. Б. Станиславская // Известия ВУЗов «Пищевая технология». - 2012. -№ 5 - 6. - С. 48 - 50. - 0,25 п.л. (лично автором - 0,08 п.л.).

4. Мельникова, Е. И. Применение функциональных молочных белков в технологии мороженого [Текст] / Е. И. Мельникова, А. Н. Пономарев, Е. Е. Попова // Молочная промышленность. - 2012. - № 12. - С. 64 - 65. - 0,25 п.л. (лично автором 0,08 п.л.).

Статьи и материалы конференций

1. Мельникова, Е. И. Оптимизация рецептур низкокалорийных молокосодержащих продуктов с применением симплекс-метода [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Б. Станиславская, Е. Е. Ходасевич (Попова) // Сборник материалов III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания». - Челябинск, 2009. - Т 1. - С. 88 - 90. -0,025 п.л. (лично автором - 0,08 пл.).

2. Мельникова, Е. И. Получение обогащенной белково-углеводной композиции для функциональных продуктов [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Е. Ходасевич (Попова) // Материалы II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств». - Воронеж, 2010. - С. 350 - 351. -0,125 п.л. (лично автором - 0,06 пл.).

3. Мельникова, Е. И. Сливочное мороженое на основе мик-ропартикулята сывороточных белков [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Б. Станиславская, Е. Е. Ходасевич (Попова) // Материалы XI международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологию). - Казань, 2010. - С. 169. - 0,063 пл. (лично автором -0,03 пл.).

4. Модификация состава и свойств подсырной сыворотки [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Б. Станиславская, Е. Е. Ходасевич (Попова) и др. // Материалы международного научно-практического семинара «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства». - Омск, 2010. - С. 320- 322. - 0,125 пл. (лично автором - 0,03 пл.).

5. Мельникова, Е. И. Применение низкокалорийного заменителя молочного жира в технологии мороженого [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Б. Станиславская, Е. Е. Попова // Сборник материалов международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии». - Ч. 1. - научно-практический семинар «Феномен молочной сыворотки: синтез науки, практики и иннова-

ций». - Ставрополь, 2011. - С. 95 - 96. - 0,125 п.л. (лично автором -0,04 п.л.).

6. Мельникова, Е. И. Микробиологические показатели безопасности микропартикулята сывороточных белков [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Б. Станиславская, Е. Е. Попова // Материалы II международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика». - Ставрополь, 2011. -Т. 2. - С. 135 - 136. - 0,188 п.л. (лично автором - 0,06 п.л.).

7. Применение микропартикулята сывороточных белков в технологии низкокалорийного мороженого [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Б. Станиславская, Е. Е. Попова и др. // Материалы II международной научной конференции «Молодая наука пищевой промышленности». - Ставрополь, 2011. - С. 129 - 132. - 0,188 п.л. (лично автором - 0,05 п.л.).

8. Мельникова, Е. И. Оценка сбалансированности аминокислотного состава низкокалорийного мороженого [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Е. Попова, Е. Б. Станиславская // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / отв. ред. А. Ю. Просеков; ред. кол.: М. А. Осинцева, А. И. Лосева, А. П. Сыр-цева. - Кемерово, 2012. — С. 188 - 189. - 0,125 п.л. (лично автором -0,04 пл.).

9. Мельникова, Е. И. Разработка технологии низкокалорийного мороженого с функциональными молочными белками [Текст] / Е. И. Мельникова, Е. Е. Попова // Материалы L отчетной научной конференции за 2011 год: в 3 ч. / Воронеж, гос. ун-т июк. технол. - Воронеж : ВГУИТ, 2012. - 4.1. - С. 34. - 0,063 п.л. (лично автором - 0,03 п.л.).

Патенты РФ

1. Пат. 2466551 Российская федерация, МПК7 А 23 G 9/04. Способ приготовления низкокалорийного мороженого [Текст] / Мельникова Е. И., Станиславская Е. Б., Ходасевич (Попова) Е. Е.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия. - № 2011117144/13; заявл. 28.04.2011; опубл. 20.11.2012, Бюл. № 32. - 7 с.

_Подписано в печать «25» января 2013 г. Формат 60x84 'Ля.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №224 Отпечатано в типографии

Воронежский ЦНТИ - филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго России 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 30

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОПАРТИКУЛЯТА СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЖОВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ НИЗКОКАЛОРИЙНОГО МОРОЖЕНОГО

Специальность: 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств»

ДИССЕРТАЦИЯ

04201354760

На правах рукописи

Попова Екатерина Евгеньевна

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Мельникова Е.И.

Воронеж - 2013

Содержание

Введение 4

Глава 1. Аналитический обзор литературы 9

1.1. Рынок мороженого как один из динамично развивающихся сегментов молочной отрасли 9

1.2. Современные тенденции в производстве мороженого в РФ и

за рубежом 13

1.2.1. Применение имитаторов молочного жира для снижения калорийности мороженого 13

1.2.2. С ахарозаменител и и подсластители в технологии мороженого 20

1.2.3. Стабилизационные системы 24

1.3. Молочная сыворотка как источник функциональных нутри-

ентов для мороженого 28

1.3.1. Объемы получения и структура переработки молочной сыворотки 28

1.3.2. Применение молочной сыворотки в технологии мороженого 32 Заключение по обзору литературы 37

Глава 2. Объекты, материалы и методы исследований 39

2.1. Организация исследований 39

2.2. Методы и методики экспериментальных исследований 42

2.3. Материально-техническая база эксперимента 52

2.3.1. Ультрафильтрационная установка 52

2.3.2. Сканирующий электронный микроскоп 1ЭМ - 6380 ЬУ 54

2.4. Математическое планирование и статистическая обработка результатов исследований 58

Глава 3. Модификация состава и свойств подсырной сыворотки с применением физико-химических методов 60

3.1. Выбор и обоснование методов модификации состава и свойств подсырной сыворотки. Оптимизация режимов мик-ропартикуляции 60

3.2. Разработка технологии получения микропартикулята сывороточных белков. Исследование его химического состава, физико-химических свойств, показателей качества и безопасности 71

Глава 4. Технология низкокалорийного мороженого с микропарти-кулятом сывороточных белков 79

4.1. Подбор компонентов молочной смеси для низкокалорийного мороженого и оптимизация параметров биотрансформации лактозы в ней

80

4.2. Разработка рецептуры мороженого, изучение физико-химических, биохимических показателей и срока годности

103

готового продукта

4.3. Разработка технологии низкокалорийного мороженого с учетом рекомендаций по использованию системы управления качеством ХАССП (НАССР) 116

Выводы 124

Список использованных источников 125

Приложения 140

ВВЕДЕНИЕ

Приоритетные направления государственной политики Российской Федерации предусматривают реализацию национальных программ по оздоровлению населения, разработке новых технологий и увеличению объемов производства лечебно-профилактических и функциональных продуктов питания.

Анализ структуры питания населения россиян, свидетельствует о возрастающих тенденциях избыточного потребления жиров и рафинированных углеводов, в частности сахарозы, и недостатке белка. Это приводит к развитию алиментарно-зависимых заболеваний (сердечно-сосудистых, ожирение, сахарный диабет и др.). Широкое применение жиросодержащие ингредиенты и сахароза находят в рецептурах десертных продуктов, в том числе мороженого, производство и потребление которого в РФ неуклонно растет. В этой связи большой научный и практический интерес представляет разработка технологий и поиск новых пищевых ингредиентов, позволяющих максимально заменить рафинированные и высокоэнергоценные компоненты мороженого при одновременном улучшении его потребительских свойств.

Для снижения энергетической ценности, формирования функциональных свойств мороженого без ухудшения его органолептических характеристик нами предложено использование функциональных молочных белков, которые относятся к производным молочной сыворотки.

Технология этих ингредиентов предусматривает механическую модификацию (микропартикуляцию) сывороточного белка.

Переработке подсырной сыворотки и получению продуктов на ее основе посвящены работы известных ученых: Н. И. Дунченко, И. А. Евдокимова, Л. А. Забодаловой, 3. С. Зобковой, Э. Ф. Кравченко, Е. И. Мельниковой, П. Г.Нестеренко, С. А. Рябцевой, Н. А. Тихомировой, В. Д. Харитонова, А. Г. Храмцова, J. Chem, Е. Renner, Sato Kazuyoshi и др.

Микропартикулированные сывороточные белки по органолептическим показателям имитируют флейвор молочного жира и могут быть использованы для замены жиросодержащих компонентов в технологии мороженого.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в соответствии с тематикой НИР кафедры молока и молочных продуктов «Разработка технологии молочных продуктов целевого назначения, в том числе лечебно-профилактического, специального, функционального, обогащенных витаминами и биологически активными добавками» (№ г.р. 01.2.01253871, 2011 - 2015 гг.), по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 гг.» (гос. контракт № 12.527.11.0008 от 4 июня 2012 г).

Цель работы - оптимизация условий модификации химического состава и свойств подсырной сыворотки для применения ее в технологии низкокалорийного мороженого.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- обосновать способы модификации химического состава и свойств подсырной сыворотки для получения пищевой композиции, имитирующей орган о-лептические характеристики молочного жира;

- оптимизировать условия получения микропартикулята сывороточных белков с заданными функционально-технологическими свойствами;

- установить химический состав, в том числе, аминокислотный, вита-минно-минеральный и срок годности микропартикулята сывороточных белков;

- обосновать компонентный состав молочной смеси для низкокалорийного мороженого и оптимизировать условия биоконверсии лактозы в ней;

- оптимизировать рецептуру, изучить химический состав, показатели, гарантирующие качество и безопасность нового продукта, установить срок его годности;

- разработать технологию низкокалорийного мороженого с микропар-тикулятом сывороточных белков;

- провести оценку конкурентоспособности на рынке продуктов данной ассортиментной группы, разработать проекты технической документации на производство мороженого, рассчитать экономическую эффективность, провести опытно-промышленную апробацию на предприятиях отрасли.

Научные положения, выносимые на защиту. Способы и условия модификации подсырной сыворотки в пищевую композицию, имитирующую органолептические характеристики молочного жира.

Химический состав, функционально-технологические свойства, показатели качества и безопасности микропартикулята сывороточных белков.

Модифицированная технология, состав и свойства низкокалорийного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков.

Научная новизна.

Расширены данные о микропартикуляте сывороточных белков, а также оптимизированы условия его получения с применением методов физико-химической модификации, позволяющей сформировать частицы размером 1,6 мкм.

Обоснован компонентный состав и оптимизированы условия биоконверсии молочной смеси на основе микропартикулята сывороточных белков для производства низкокалорийного мороженого, рецептура которого предусматривает снижение массовой доли молочного жира (на 69 %) и сахарозы (на 43 %) в сравнении с традиционной технологией.

Введение в рецептуру мороженого микропартикулята сывороточных белков и глюкозо-галактозного сиропа позволяет повысить его сопротивляемость к таянию и устойчивость к тепловому удару.

Практическая значимость. Предложен способ модификации подсырной сыворотки, позволяющий получить новую пищевую композицию высокой биологической ценности, имитирующую органолептические свойства молочного жира.

Разработана рецептура и ресурсосберегающее технологическое решение производства низкокалорийного мороженого с микропартикулятом сывороточных белков. Новизна технологического решения подтверждена патентом РФ (№ 2466551).

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенной технологии подтверждена опытно-промышленными апробациями на предприятиях отрасли (филиал ОАО МКВ «Калачеевский сыр-завод» г. Калач, ОАО «Липецкий хладокомбинат», г. Липецк).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических международных и всероссийских конференциях: П1 Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2009); XI международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2010); международном научно-практическом семинаре «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства» (Омск, 2010); II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (Воронеж, 2010); II международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); международном научно-практическом семинаре «Феномен молочной сыворотки: синтез науки, практики и инноваций» (Ставрополь, 2011); П международной научной конференции «Молодая наука пищевой промышленности» (Ставрополь, 2011), отчетных научных конференциях ВГУИТ (Воронеж, 2010 - 2012); «Пищевые продукты и здоровье человека» международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Кемерово, 2012).

Результаты работы представлены на конкурсах и выставках, награждены дипломами и сертификатами участника.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 4 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 9 тезисов докладов и 1 патент РФ.

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Рынок мороженого как один из динамично развивающихся сегментов молочной отрасли

В соответствии с ФЗ Российской Федерации от 12.06.2008 N 88-ФЗ в ред. № 163 "Технический регламент на молоко и молочную продукцию" мороженое - это взбитый, замороженный и потребляемый в замороженном виде сладкий молочный продукт, молочный составной продукт или молокосодержащий продукт [108].

ГОСТ Р 52175-2003 «Мороженое молочное, сливочное и пломбир. Технические условия» классифицирует мороженое следующим образом [12]:

- молочное (массовая доля жира не более 7,5 %);

- сливочное (массовая доля жира от 8,0 % до 11,5 %);

- пломбир (массовая доля жира от 12,0 % до 20,0 %).

Мировой рынок мороженого составляет в среднем 43,7 млрд долларов (по данным на 2008 г.), в то время как рынок всех упакованных продуктов в мире оценивался в 1211,8 млрд долларов. По стоимости мороженое сопоставимо с ароматизированными закусками, с половиной производимых кондитерских продуктов и с одной десятой безалкогольных напитков. Кроме того, оно является единственным из всех этих продуктов, вырабатываемых на молочной основе. В 2008 г. сбыт молочных продуктов в мире оценивался в 255 млрд долларов, из которых доля мороженого составляла 43,7 млрд долларов, или 17 % [1-2].

По ежегодному производству мороженого, замороженных йогуртов и других замороженных десертов лидирует Новая Зеландия (около 26,5 кг на душу населения) и США (21,5 кг на душу населения).

В целом, рынок мороженого характеризуется как статический. Незначительное падение объемов продаж в последние годы характерно для Западной

Европы, Японии и Латинской Америки и рост для Восточной Европы и Азиатского побережья Тихого океана [2].

В табл. 1.1 представлен мировой уровень потребления мороженого.

Таблица 1.1

Мировой уровень потребления мороженого

Наименование показателя Год

2005 2006 2007 2008 2009

Потребление на душу населения, кг/год 1,549 1,531 1,531 1,527 1,533

Динамика потребления, % к предыдущему году -1,164 0 -0,314 0,424

По потреблению мороженого на первом месте стоят Соединенные Штаты Америки - 23 кг на человека в год. В Швеции потребление мороженого составляет в среднем 13 кг в год, в Испании 5 кг в год. В Мексике и Филиппинах потребление мороженого низкое и составляет менее 1 кг на человека. В России потребление мороженого в среднем по стране составляет 4 кг в год на человека. В перспективе средний объем потребления мороженого и охлажденных десертов на мировом рынке будет постоянно увеличиваться и в 2014 г. достигнет 1,6 кг в год на человека [1-2].

Особенностью рынка мороженого в России является невысокий внешнеторговый оборот: импортная продукция занимает не более 3 % рынка. В 2004 г. было ввезено продукции лишь 30 % объема импорта 2003 г., в 2005 г. -3264 т (на 43 % меньше, чем в 2004 г., и почти в 6 раз меньше, чем в 2003 г.). В 2006 г. тенденция сокращения импорта была преодолена: поставки увеличились на 5 % по сравнению с предыдущим годом и составили 3424 т. Причем подавляющая часть продукции (свыше 88 %) ввозилось в Россию из стран дальнего зарубежья. В 2007 г. импортные поставки увеличились еще на 34 % и достигли 4594 т; из них 75 % - из стран дальнего зарубежья. В 2008 г. импорт снизился на 18 %, до 3758 т, и составил сумму 5759,7 тыс. дол. Заметим, что это всего 20 % объемов импорта 2003 г. [1-2,36,92].

Динамика импортных поставок мороженого в Россию представлена на рис. 1.1.

£ и

Оч а

о н в

е о

ї I

о 5

£ о

Ю с

о

X

2004 2005 2006 2007 2008 Год

□ Дальнее зарубежье □ Ближнее зарубежье

Рис. 1.1. Динамика импортных поставок мороженого, тыс. т

Экспортные поставки в 2008 г. составили 13719 т. На сумму 17317 тыс. дол. Рост их объемов равен почти 17 %. Экспорт в 2,9 раза превышает объем импорта. В 2008 г. он составил чуть более 3,6 % от объемов российского производства.

На рынке мороженого с каждым годом усиливается влияние отечественных производителей и, как следствие, снижается доля импортной продукции. Средние расходы на покупку мороженого составляют 887,3 р. в год на потребителя. По данным экспертов рынка, мороженое в России потребляют 79,317 млн человек. Таким образом, объем рынка в розничных ценах можно оценить в 70,4 млрд р. [1-2, 41].

На рис. 1.2 представлена динамика отечественного производства мороженого за 2000-2010 гг. За январь-июнь 2012 года в России произведено 211799 т мороженого, что на 11,8 % больше, чем за соответствующий период 2011 года. Причем, следует отметить, что этот показатель достаточно устойчив на протяжении всех шести месяцев: за январь - 10,5 %, февраль - 10,6 %, март - 9,3 %, апрель - 8,3 %, май - 11,8 %, июнь - 9,0 %.

В последние годы отечественные предприятия заметно расширили ассортимент выпускаемого мороженого, постоянно улучшают качество и внешний вид, усложняют состав и структуру продукции.

о и о

К

«

о

03

ет

о О, с

2

<и

ю О

¡5

о и о Я

<и

о

о. о 2

300

I I —"Т——"Т-1— I

оооооооооо^ ооооооооооо

о

С4

Год

Рис. 1.2. Динамика производства мороженого в России С расширением сырьевой базы для мороженого из натуральных продуктов сельского хозяйства, а так же в связи с развитием представлений о пользе и ценности различных видов пищевой продукции возросли возможности создания новых видов мороженого, отвечающего требованиям различных групп населения. Расширяется ассортимент мороженого для людей больных диабетом, желающих снизить вес или улучшить работу кишечника и т. п.

В этой связи большой научный и практический интерес представляет разработка технологий и поиск новых пищевых ингредиентов позволяющих максимально заменить некоторые компоненты мороженого для улучшения его потребительских свойств [35, 58, 74, 79, 105, 109 - 110, 141].

1.2. Современные тенденции в производстве мороженого в РФ и за рубежом

1.2.1. Применение имитаторов молочного жира для снижения калорийности мороженого

В настоящее время при высокой калорийности наблюдается низкое содержание питательных веществ в пище. С учетом снижения физических нагрузок населения, превалирования тенденций к малоподвижному образу жизни, увеличения доли умственного труда проблема избыточного потребления пищевых нутриентов, в частности жиров и углеводов, при одновременном недостатке белка (рис. 1.3) становится особенно актуальной.

& & 70

св ^ Я и

<и ее"

к 5

І *

Э *

о С

я

60 + 50 40 30 -20 " 10 -0

г

Норма потребления

г Я*?

* '•Л5

Єї«?

У#Ч

С"

1990

1996

2001 Год

2008

2011

Рис. 1.3. Динамика потребления белков животного происхождения В соответствии с формулой сбалансированного питания суточная потребность человеческого организма в жирах составляет 102 г, однако, анализ макронутриентного статуса россиян свидетельствует о превышении этого показателя более чем в 2 раза. Нарушение рациональности и сбалансированности питания приводит к ряду заболеваний [10, 18, 97, 119]: ожирение, сахарный диабет и др. (рис. 1.4). Все это вызывает необходимость разработки продуктов с пониженной калорийностью. Особое значение при этом приобретает поиск эффективных имитаторов жира [130, 132, 140, 143, 144]. Молоч