автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка и товароведная оценка майонеза и майонезного соуса для здорового питания с пектином

На правах рукописи

ГАВРИЛОВА ДАРЬЯ ВИКТОРОВНА

Разработка и товароведная оценка майонеза и майонезного соуса для здорового питания с пектином

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного

питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005549280

ЬМДП

Москва 2014

Л с

005549280

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный руководитель: Бутова Светлана Николаевна

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: Ипатова Лариса Григорьевна, доктор

технических наук, ведущий специалист международной торгово-промышленной ассоциации «Делфин Груп»

Колобов Станислав Викторович

кандидат технических наук, доцент АНО ВПО «Московский гуманитарный университет», кафедра «Статистики, маркетинга и бухгалтерского учета», профессор

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский государственный

аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева»

Защита состоится: «25» июня 2014 г. в 12:00 ч. на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.08 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд.302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУПП. л С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах ВАК РФ Министерства образования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru/dissertation и ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» http://mgupp.ru

Автореферат разослан «_» мая 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, к.х.н ¿^йх/-? Штерман В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный ритм и образ жизни большинства населения нашей страны, особенно жителей мегаполисов, привели к серьезному дисбалансу в рационе питания: перенасыщению легкоусвояемыми углеводами и насыщенными жирами животного происхождения, при устойчивом дефиците потребления незаменимых жирных кислот семейства со-3, витаминов, фосфолипидов, минеральных веществ и пищевых волокон.

В соответствии с современными концепциями развития пищевой промышленности России (распоряжение Правительства РФ от 30.06.2012 N 1134-р «Об утверждении плана мероприятий по реализации основ государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года»; «Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года») значимым научно-практическим направлением является разработка высококачественных продуктов, способствующих сохранению здоровья, характеризующихся высокой биологической и потребительской ценностью, отвечающих международному уровню качества и безопасности.

Масложировая отрасль является одной из наиболее активно развивающихся в пищевой промышленности. За последние несколько лет разработаны «Технический регламент Таможенного Союза на масложировую продукцию - TP ТС 024/2011»; ГОСТ 31761-2012 «Майонезы и соусы майонезные. Общие технические условия» и другие нормативные документы. Рынок жировой продукции постоянно расширяется за счет новых продуктов, разработанных в соответствии с последними достижениями и рекомендациями науки о питании. Большие возможности развития ассортимента майонезов и майонезных соусов, связаны с увеличением их пищевой ценности и снижения энергетической ценности благодаря направленному изменению рецептурного состава - совершенствованию жировой фазы, введению витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон и других физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

Сегодня в соответствии с концепцией В.А. Тутельяна и теорией акад. A.M. Уголева содержание пищевых волокон - это неотъемлемая часть оценки пищевой ценности продукта. Большой интерес вызывает пектин, обладающий как физиологически ценными свойствами, так и способностью регулировать реологические характеристики эмульсионных продуктов.

Однако в настоящее время представленный на отечественном рынке ассортимент майонезов и майонезных соусов для здорового питания весьма ограничен. В связи с этим тема настоящей диссертационной работы является актуальной.

Степень разработанности темы исследования.

Теоретические и научно-практические исследования диссертационной работы основаны на научных трудах отечественных ученых: Н.С. Арутюняна, С.Н. Бутовой,

0.С. Восканян, Л.В. Донченко, Г.М. Зайко, A.A. Кочетковой, А.П. Нечаева, В.Х. Пароняна, Ю.А. Тырсина, Н.В. Шелухиной и многих других.

Цель н задачи исследования.

Целью диссертационной работы являлась разработка и товароведная оценка майонезов и майонезных соусов для здорового питания с пектином.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. исследование рынка эмульсионных жировых продуктов и анализ потребительских предпочтений в отношении майонезов и майонезных соусов;

2. обоснование выбора и создание смеси растительных масел, сбалансированной по со-3 и (0-6 жирным кислотам;

3. получение и исследование показателей качества пектинов из различного плодоовощного сырья;

4. обоснование выбора яблочного пектина для дальнейшего использования в разработке новых рецептур майонеза и майонезного соуса;

5. замена эмульгаторов животного происхождения на соевый лецитин;

6. проведение исследований по подбору необходимого соотношения соевого лецитина и яблочного пектина для создания стабильной эмульсии с заданными реологическими характеристиками;

7. разработка рецептур майонеза и майонезного соуса для здорового питания с пектином;

8. разработка технологических режимов производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином;

9. товароведная оценка майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином;

10. расчет экономической эффективности производства майонеза и майонезного соуса с пектином.

Научная новизна работы.

Впервые установлена целесообразность использования соевого лецитина в сочетании с яблочным пектином для создания эмульсии с заданными реологическими характеристиками.

Установлено, что яблочный пектин не влияет на цвет и запах эмульсионного продукта, а также обладает большей способностью стабилизировать по сравнению с цитрусовым, свекловичным и тыквенным пектином.

Доказано, что введение яблочного пектина в рецептуру майонеза и майонезного соуса способствует увеличению дисперсности эмульсии и равномерному распределению частиц дисперсной фазы, что положительно влияет на консистенцию продукта.

Установлена бактериостатическая способность яблочного пектина по отношению к микроорганизмам: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis.

Разработан комплекс мер для повышения пищевой ценности майонеза и майонезного соуса при снижении их энергетической ценности за счет уменьшения общего количества жировой фазы, сбалансированной по жирнокислотному составу; использование низкокалорийного структурообразователя - яблочного пектина; снижение содержания углеводов за счет замены сахарозы на меньшее количество фруктозы.

Разработана технология производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином.

Практическая значимость работы.

Получена смесь растительных масел с соотношением полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств <о-3:м-6, равным 1:10, имеющая следующий рецептурный состав: подсолнечное : рапсовое : соевое = 50,5% : 25% : 24,5%;

Получены образцы яблочного, цитрусового, свекловичного, тыквенного пектинов и изучены их физико-химические свойства.

Разработаны рецептуры безхолестеринового низкокалорийного майонеза и майонезного соуса, имеющие сбалансированный жирнокислотный состав жировой фазы, обогащенные яблочным пектином, лактатом кальция и витамином Е.

Экспериментально доказано, что соотношение рецептурных компонентов увеличивает срок хранения и оказывает положительное влияние на потребительские свойства майонеза и майонезного соуса.

Научно-технические разработки диссертации подтверждены актами дегустаций, которые приведены в приложениях диссертации.

Результаты проведенных научных и экспериментальных исследований используются в учебном процессе - при чтении лекций, выполнении лабораторных и практических работ, курсовых, дипломных, НИР, а также изложены в учебных дисциплинах «Химия природных органических соединений», «Технология биологически активных добавок» и «Технология жиров» учебного плана направления «Продукты питания из растительного сырья». Положения, выносимые на защиту:

- результаты маркетингового исследования рынка и анализа потребительских предпочтений в отношении эмульсионных продуктов;

- состав смеси растительных масел с соотношением ПНЖК семейства со-3:ш-6, равным 1:10, имеющей следующий рецептурный состав:

подсолнечное : рапсовое : соевое = 50,5% : 25% : 24,5%;

- сравнительная характеристика пектинов, полученных из яблочных и цитрусовых выжимок, свекловичного жома и корок тыквы;

- обоснование выбора яблочного пектина и использование его в разработке майонезов и майонезных соусов;

- рецептуры и технологические режимы производства майонеза и майонезных соусов с яблочным пектином;

- товароведная оценка разработанных продуктов;

- данные, характеризующие экономическую эффективность производства майонеза и майонезных соусов с яблочным пектином.

Апробация работы.

Исследования проводили на кафедре «Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза» ФГБОУ ВПО МГУ! 111.

В 2010 году получен диплом на конкурсе Рособразования в КубГТУ за работу на тему «Получение биопектина из отходов плодово-ягодного и овощного сырья микробиологическим путем и применение его в производстве средств специального назначения».

Результаты доложены и обсуждены на: Инновационном форуме пищевых технологий (Москва, 2010г.); Российско-Финляндском инновационном форуме (Хельсинки Финляндия, 2010г.), конференции «Национальная безопасность России» (Москва, 2011г.), XII Международном форуме «Высокие технологии XXI века» (Москва, 2011г.), IX Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2011г.), I научно-практической конференции «Технология и анализ косметических средств и фармацевтических препаратов» (Москва, 201 lr.), V Международной научно-практической конференции «Роль науки в развитии общества» (Ницца, 2012г.), X научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2012г.), Международной научной конференции с элементами научной школы "Качество и экологическая безопасность пищевых продуктов и производств" (Тверь, 2013г.).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано И печатных работ, 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной и технологической частей, оценки экономической эффективности, заключения, списка литературы. Основной текст работы изложен на 132 страницах, содержит 16 рисунков и 32 таблиц. Список использованной литературы включает 134 источника, в том числе^7 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, определены основные направления реализации цели, показана научная новизна, теоретическая и практическая значимость, степень достоверности и апробация результатов исследований.

В обзоре литературы проведен анализ основных нарушений структуры питания человека, заболеваний, вызываемых этими нарушениями, показаны пути их устранения или профилактики. Представлена обобщенная информация о функциональных и специализированных продуктах питания. Приведен анализ рынка и тенденции развития майонезов и майонезных соусов в России. Освещены основные представления о роли жиров и их компонентов (<о-3 и со-6 жирных кислот) в питании человека. Разобраны вопросы эмульгирования и основные тенденции в технологии эмульсионных продуктов. Рассмотрены особенности химического состава и структуры лецитинов. Представлен химический состав и свойства, используемых в работе рафинированных масел: подсолнечного, соевого и рапсового. Проанализированы данные отечественных и зарубежных литературных источников о пектине и его физиологически функциональных и технологических свойствах. Представлена информация о современных разработках для производства майонезов и майонезных соусов.

В экспериментальной части представлено описание объектов и методов исследования. В качестве объектов исследования были выбраны рафинированные растительные масла: подсолнечное, соевое и рапсовое; соевый лецитин; яблочный, цитрусовый, свекловичный и тыквенный пектины; образцы майонезов и майонезных соусов, полученные в лабораторных условиях.

Схема проведения исследования представлена на рисунке 1.

В ходе выполнения диссертационной работы были использованы современные стандартные методы исследований, принятые в пищевой промышленности. Определение влажности проводили методом высушивания до постоянной массы; массовую долю углеводов определяли рефрактометрическим методом; массовую долю белка - методом Лоури; массовую долю жира - при помощи аппарата Сокслета; содержание пектиновых веществ определяли кальций - пектатным методом; показатели рН - потенциометрическим методом; степень этерификации пектина -методом, основанным на титриметрическом определении свободных и этерифицированных карбоксильных групп до и после омыления; реологические свойства образцов определяли на ротационном вискозиметре «Реотест-2». Определение жирнокислотного состава растительных масел проводили методом газовой капиллярной хроматографии. Определение содержания токоферолов проводили методом тонкослойной хроматографии.

Органолептические и физико-химические показатели майонезов и майонезных соусов анализировали по ГОСТ Р53595-2009. Определение микробиологических показателей: количество: дрожжей и плесневых грибов по ГОСТ 10444.12-88; бактерий группы кишечной палочки - ГОСТ Р 52816-2007; патогенных, в том числе сальмонеллы, - ГОСТ Р 52814-2007.

Все опыты выполняли в трех повторностях. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом математической статистики с использованием табличного процессора «Excel».

Рисунок 1 - Схема проведения исследований

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 3.1 Маркетинговые исследования рынка эмульсионных продуктов и анализ потребительских предпочтений в отношении майонезов и майонезных соусов

Нами проведено исследование отечественного рынка эмульсионной продукции, потребительских предпочтений и мотиваций при выборе майонезов и майонезных соусов, что легло в основу разработки нового вида продукта.

Исследование рынка проводили в 2011 году с помощью анкетирования и методом ритейл-аудит, то есть путем регистрации ассортимента в розничных торговых точках города Москвы.

Цель опроса заключалась в подтверждении актуальности выбора объектов исследования и объективной оценке потребительских предпочтений, антиподов и мотивов в отношении майонезной продукции. Было опрошено 300 человек. Респондентами являлись жители мужского и женского пола в возрасте от 16 и старше.

В ходе исследования было выявлено, что большинство потребителей не осведомлено об отличиях между майонезом и майонезным соусом и предпочитают низкокалорийной майонез (30-35%), который согласно ГОСТ 31761-2012 «Майонезы и соусы майонезные. Общие технические условия» является майонезным соусом.

Предпочтения опрошенных в отношении вида и калорийности пищевых эмульсионных продуктов представлены на рисунке 2.

■

.........Ш±'„

ш майонез В ш майонезный соус

Я ■

спред маргарин

г? >

** жирность - 35% ш жирность - 55% * жирность - 67%

Рисунок 2 - Предпочтения потребителей в отношении вида и калорийности пищевых эмульсионных продуктов

По данным, представленным на рисунке 2 можно сделать вывод о том, что наибольший интерес среди потребителей вызывают майонезы с содержанием жира 35%.

Социально-демографический портрет потребителей майонезной продукции представлен на рисунке 3.

16-29 30-39 40-49 50 лет и лет лет лет старше

11%

Рисунок 3 - Соотношение потребителей майонезной продукции по возрасту и роду занятий

Результаты, представленные на рисунке 3, указывают на то, что основными потребителями майонезной продукции являются студенты и служащие в возрасте от 16 до 29 лет, то есть та часть населения, которая ведет активный образ жизни и нуждается в биологически активных веществах для профилактики заболеваний.

Результаты проведенного исследования также показали, что большинство потребителей обращают внимание на натуральность ингредиентного состава майонеза; им интересен продукт, содержащий пектин и предназначенный для здорового питания, содержащий биологически активные вещества.

Полученные данные указывают на перспективность разработки нового обогащенного майонеза и майонезного соуса с пектином.

3.2 Разработка композиционной смеси, сбалансированной по ш-6:ш-3 жирным кислотам

При разработке жировой основы для нового эмульсионного продукта была поставлена цель достичь сбалансированности жирнокислотного состава по со-З и ш-6 кислотам в количестве, обеспечивающем профилактические свойства. Рекомендованное соотношение ш-З: ш-6 = 1:10.

Способом создания жировой основы, соответствующей вышеуказанным требованиям, является смешивание масел с разным жирнокислотным составом. Для работы выбраны следующие рафинированные масла: подсолнечное, соевое, рапсовое.

В связи с тем, что для разработки нового продукта сырье должно быть соответствующего качества, все масла были проверены по показателям, представленным в таблице 1.

Таблица 1 - Органолептические и физико-химические показатели масел

Показатели Подсолнечное масло Соевое масло Рапсовое масло

Запах и вкус Без запаха, вкус обезличенного Без запаха, вкус обезличенного Без запаха, вкус обезличенного

масла масла масла

Массовая доля влаги и летучих веществ, % 0,08 отсутствует Отсутствует

Кислотное число, мг КОН/г 0,19 0,20 0,35

Перекисное число, 'А О моль/кг 1,53 1,90 2,00

Цветность, мг 12 6 7 6

Качественная проба на мыло отсутствие отсутствие Отсутствие

Массовая доля токоферолов, мг/100г 56 116 70

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, все масла соответствуют установленным требованиям и могут быть использованы в дальнейшей работе.

Данные значения соответствуют нормам, установленным в ГОСТ Р: для подсолнечного масла ГОСТ Р 52465 - 2005; для соевого масла ГОСТ Р53510 -2009; для рапсового масла ГОСТ Р 53457 - 2009.

Следует отметить наличие токоферолов, то есть витамина Е, который является натуральным антиоксидантом.

Для составления смеси растительных масел, сбалансированных по соотношению со-3:со-6 кислот, экспериментально изучено количественное содержание линолевой и линоленовой кислот в анализируемых маслах. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Содержание линолевой и линоленовой кислот в анализируемых маслах

Название кислоты Количественное содержание, г

Подсолнечное Соевое Рапсовое

Линолевая 57,40 51,3 19,20

у- линоленовая - 0,69 0,3

а- линоленовая 0,32 8,70 9,4

Соотношение о>6: шЗ 179:1 5,98:1 2,0:1

Из данных, представленных в таблицы 2 видно, что соотношение жирных кислот варьирует в широком диапазоне, что говорит о несбалансированности масел по жирнокислотному составу.

Применение метода линейного программирования позволило составить рецептуру смеси растительных масел с содержанием ю-3 и ю-6 жирных кислот в соотношении 1:10, рекомендованном для здорового питания.

Данная рецептура представляет собой смесь рафинированных растительных масел в соотношении: подсолнечное : рапсовое : соевое = 50,5% : 25% : 24,5%

Физико-химические показатели полученной смеси масел представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Физико-химические показатели смеси растительных масел

Показатели Значение

Массовая доля влаги и летучих вешеств, % 0,04

Кислотное число, мг КОН 0,23

Перекисное число, 'Л О моль/кг 1,70

Цветность, мг 32 6,00

Качественная проба на мыло отсутствие

Массовая доля токоферолов, мг/100г 74,50

По результатам, представленным в таблице 3 видно, что смесь растительных масел обладает низкими значениями перекисного и кислотного числа, что говорит о хорошем качестве масла, а наличие токоферолов будет способствовать замедлению процессов окисления.

3.3 Исследование влияния соевого лецитина на стабильность эмульсии

В разработке использовали пищевые фосфолипиды - соевый лецитин «Балтцитин-1» - лецитин жидкий стандартный, в соответствии с ГОСТ Р 53970-2010.

На данном этапе проведен выбор необходимого количества соевого лецитина для создания стойкой эмульсии прямого типа. Для этого изучили стабильность образцов модельных систем эмульсий с содержанием соевого лецитина в количестве от 0,5 до 2,0% от массы эмульсии и с содержанием масла 35% и 55%. Результаты эксперимента представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Коллоидная стабильность образцов модельных эмульсий с соевым лецитином, % от объема эмульсии

Количество масляной фазы, % Количество соевого лецитина, % к массе эмульсии

0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0

35 65 80 90 95 100 100 100

55 50 65 80 90 95 100 100

По данным, представленным в таблице 4, можно сделать вывод о том, что для создания эмульсии стойкой на 100% и содержащей 35% масла необходимо 1,5% лецитина, а 55% масла - 1,75%. Все образцы эмульсий представляли собой эмульсии типа «масло в воде». Также установлено, что для создания устойчивой эмульсии масло в воде, соевый лецитин необходимо предварительно растворить в масляной фазе при температуре 50°С.

Однако, несмотря на возможность получения стойких эмульсий, после органолептического анализа полученных образцов выявлено несоответствие консистенции требуемым характеристикам. Для достижения желаемых показателей вязкости в эмульсию необходимо ввести загуститель - струкгурообразователь, в качестве которого выбран пектин.

3.4 Сравнительная характеристика пектинов, выделенных из плодоовощного сырья

Для выбора пектина с целью дальнейшего использования при разработке майонеза и майонезного соуса был проведен сравнительный анализ пектинов из различного сырья. Сырьем для производства пектина являлись яблочные и цитрусовые выжимки, свекловичный жом и корки тыквы.

Получение пектина проводили методом ферментативного гидролиза, в работе использовали ферментный препарат «Экстрапект Супер Клаф» австрийской фирмы «Eurozymes» GmbH. Физико-химические и органолептические показатели исследуемых пектинов приведены в таблицах 5 и б соответственно.

Таблица 5 - Физико-химические показатели образцов пектинов

Основные показатели Качественные показатели различных пектинов

Яблочный Цитрусовый Свекловичный Тыквенный

Влажность, % 9,4 10,2 8,9 11,1

Зольность, % 1,26 1,5 1,7 1,2

рН 1% раствора 3,4 3,1 4,1 4,3

Температура гелеобразования, °С 77 84 75 51

Степень этерификации, % 68 72 47 56

Массовая доля свободных карбоксильных групп, % 11,3 8,8 19,7 12,4

Массовая доля балластных веществ, % 15 16 29 21

Пектовая кислота, % 46 45 35 48

Вязкость 1% раствора, при 20 °С, мПа-с 4,6 3,3 3,6 4,1

Таблица 6 - Органолептические показатели образцов пектинов

Органолептические Образцы пектинов

показатели Яблочный | Цитрусовый Свекловичный Тыквенный

Агрегатное состояние Порошок

Цвет Светло- Бледно- Бордово- Бледно-

бежевый желтый коричневый желтый

Вкус Кисловатый

Запах Почти отсутствует

По результатам, представленным в таблице 5 и 6, можно сделать вывод о том, что для дальнейшей работы целесообразно использовать яблочный пектин в связи с тем, что он имеет степень этерификации 68%, следовательно, является хорошим структурообразователем. Также данный пектин имеет достаточное количество свободных карбоксильных групп, то есть может образовывать комплексы. Немаловажно, что яблочный пектин содержит минимальное количество балластных веществ и при одинаковой концентрации образует растворы более высокой вязкости по сравнению с другими образцами. Яблочный пектин светло-бежевого цвета, почти не имеет запаха и, следовательно, не будет оказывать влияния на цвет и запах содержащего его продукта.

3.5 Исследование влияния свойств яблочного пектина на характеристики майонеза и майонезного соуса

3.5.1 Изучение вязкости растворов пектина

В связи с тем, что майонезы и майонезные соусы имеют рН 3,5-5,0, а технологический процесс протекает при температуре от 15 до 75°С, целесообразно исследовать зависимость изменения вязкости раствора, содержащего 1% яблочного пектина, от температуры и рН среды. Изменения значения рН получали добавлением лимонной кислоты и карбоната натрия. Данные представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 -Зависимость изменения вязкости раствора, содержащего 1% яблочного пектина, от температуры и рН раствора

Представленные на рисунке 4 зависимости показывают, что с увеличением концентрации ионов водорода вязкость растворов пектина возрастает, однако с повышением температуры вязкость снижается. Данный факт объясняется диссоциацией карбоксильных групп молекул пектина с последующим образованием дополнительного количества водородных связей. По результатам данного эксперимента можно сделать вывод о том, что максимальная вязкость раствора, содержащего пектин, достигается при рН около 4 и температуре 20°С.

В соответствии с ГОСТ Р 53590 - 2009 максимальная температура хранения майонеза и майонезного соуса не должна превышать 18°С, следовательно будут соблюдаться условия сохранения максимальной вязкости продуктов.

Одним из важнейших свойств пектинов является способность к комплексообразованию, в частности с ионами двухвалентных металлов. В качестве источника ионов кальция выбран лактат кальция (пищевая добавка Е327), который обладает свойствами синергиста антиоксиданта, действует как компонент, стабилизирующий рН. В организме человека лактат кальция хорошо усваивается, не раздражает слизистую оболочку желудка.

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Значение рН

Влияние ионов кальция на вязкость растворов пектина разной концентрации показано на рисунке 5.

Рисунок 5 -Влияние ионов кальция на вязкость растворов пектина разной концентрации

По данным, представленным на рисунке 5, видно, что вязкость растворов пектина повышается с увеличением содержания лактата кальция и количества пектина в растворе. Увеличение содержания лактата кальция свыше 1,5% в растворе являлось нецелесообразным, в связи с образованием ломкого геля.

3.5.2 Изучение стабилизирующего действия пектина в прямых эмульсиях

Для проверки стабилизирующего действия пектина в прямых эмульсиях были созданы модели эмульсий, содержащие яблочный пектин в количестве от 0,5 до 2,5 г и масляную фазу - 10-60% от массы эмульсии. Стойкость модельных эмульсий определяли по количеству не расслоившейся эмульсии при хранении в течение 24 часов. Выявлено, что наилучшей стабилизирующей способностью обладают 2% и 2,5% растворы пектина, способные стабилизировать эмульсии, содержащие от 10 до 30% и от 10 до 50% масляной фазы соответственно.

3.5.3 Определение оптимального соотношения соевого лецитина и яблочного пектина

Нами установлено, что для получения стабильной эмульсии прямого типа, содержащей 55% и 35% масляной фазы, необходимо ввести в эмульсию соответственно 1,75% и 1,5% соевого лецитина, однако вязкость получаемых образцов недостаточна. Для достижения необходимой консистенции подобрали соотношения соевого лецитина и яблочного пектина (заштрихованные области на рисуноке 6).

Количество яблочного пектина, % *: массе эмульсин

Количество холочного пе*сгниа, % к массе эмульсии

1000

500

пектина -»-2% р-р

пектина

____ р-р

0,25 ' 0^5 ' 1 " и 1 пектина Количество 2(СЗН503)'Са,% к массе раствора_

Рисунок 6 - Области прямой эмульсии со стойкостью 100% и вязкостью не менее 5 Па*с для эмульсий, содержащих 55% и 35% масла соответственно.

13

В результате выбраны рецептуры содержащие: 1,0% соевого лецитина и 1,5% яблочного пектина для майонеза и 1,0% лецитина и 2,0% пектина для майонезного соуса. Следовательно, введение яблочного пектина способствует снижению количества соевого лецитина в рецептуре и обеспечивает достижение необходимых реологических свойств продукта.

3.5.4 Определение бактериостатической активности яблочного пектина

Поскольку майонезы и майонезные соусы проходят обязательную микробиологическую оценку, представляет интерес изучение бактериостатической активности 1%-ного раствора яблочного пектина по отношению к Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis, Staphilocjccbs aureus.

Учет результатов проводили по наличию роста микроорганизмов и его массивности. Полученные результаты представлены на рисунках 7,8,9 и 10.

Рисунок 7 -Бактериостатическая способность по отношению к Escherichia coli, в разведениях 1*109, 1*107и 1* 105 соответственно

Рисунок 8 -Бактериостатическая по отношению к Pseudomonas aeruginosa в разведениях 1 * 10 9, 1 * 10 7и1 * 105 соответственно

Рисунок 9 -Бактериостатическая способность по отношению к Salmonella enteritidis 1*109, 1 * 107 и 1 * 105 соответственно

Рисунок 10 -Бактериостатическая способность по отношению к Staphilocjccbs aureus 1*109, 1 * 107 и 1*105 соответственно

Полученные данные свидетельствуют о том, что введение пектина в рецептуру эмульсионного продукта способствует защите его от развития бактериального заражения.

3.6 Разработка рецептур и технологических режимов для производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

За основу разработки новых продуктов и в качестве образцов для сравнения выбраны стандартные рецептуры майонеза и майонезного соуса, разработанные во ВНИИ жиров. Рецептуры представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Рецептурный состав майонеза «Московский» и майонезного соуса «Салатный»

Содержание в рецептуре, %

Наименование ингредиента Майонез Майонезный соус

«Московский» «Салатный»

Масло подсолнечное 53,5 34,0

Яичный порошок 3,0 6,0

Молоко сухое обезжиренное 1,0 2,5

Крахмал кукурузный марки Б 3,0 -

Сахар-песок 2,0 3,0

Соль поваренная 1,5 2,0

Сода пищевая 0,05 0,05

Горчичный порошок 1,0 1,2

Уксусная кислота 80%-ная 0,55 1,1

Специи (молотый красный горький перец) 0,01 -

Вода 34,39 50,15

Продукты по данным рецептурам имеют следующие недостатки:

- подсолнечное масло не сбалансировано по жирнокислотному составу;

- яичный порошок является источником холестерина и имеет нестабильные микробиологические показатели;

- сухое обезжиренное молоко является источником лактозы и молочных белков, способных вызвать аллергическую реакцию у людей с непереносимостью этих веществ;

- продукты имеют высокую энергетическую и низкую пищевую ценность;

- уксусная кислота негативно влияет на органолептические характеристики продуктов.

Данные недостатки учтены при разработке новых продуктов для здорового питания.

На основании предшествующих исследований, разработаны рецептуры майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином. Рецептуры продуктов представлены в таблице 8.

Так как в соответствии с ГОСТ Р 53590-2009 майонез - тонкодисперсный эмульсионный продукт с содержанием жира в продукте не менее 50%, яичных продуктов в пересчете на сухой желток - не менее 1,0%, а майонезный соус -тонкодисперсный эмульсионный продукт с содержанием жира не менее 15%, следовательно, продукты, приготовленные по представленной в таблице 8 рецептуре соответствуют описанным требованиям и обладают улучшенными характеристиками.

Таблица 8 - Рецептурный состав майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Наименование ингредиента Содержание в рецептуре, %

Майонез с яблочным Майонезный соус с

пектином яблочным пектином

Смесь рафинированных растительных масел (подсолнечное + рапсовое + соевое = 50,5% + 25% + 24,5%) 53,50 34,00

Соевый лецитин 1,00 1,00

Яблочный пектин 1,50 2,00

Сухой яичный желток 1,00 _

Лактат кальция 1,50 1,50

Горчичный порошок 0,75 0,75

Фруктоза 1,10 1,20

Соль поваренная 1,10 1,10

Специи (молотый черный перец) - 0,02

Лимонная кислота 0,60 0,65

Вода 37,95 57,78

3.7 Товароведная оценка качества майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

В лабораторных условиях выработаны образцы майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином. Полученные образцы проанализированы на соответствие ГОСТ Р 53590-2009 «Майонезы и соусы майонезные. Общие технические условия». Полученные данные представлены в таблицах 9 и 10.

Таблица 9 - Органолептические показатели качества майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Показатели Значение для разработанного майонеза Значение для разработанного майонеза

Внешний вид, консистенция Однородный сметанообразный, с единичными пузырьками воздуха Однородный сметанообразный, немного тянущийся с единичными пузырьками воздуха

Вкус и запах Нежный вкус, кисловатый, без горечи, с запахом и привкусом горчицы и лимонной кислоты Приятный, слегка острый и кисловатый вкус, с легким запахом и привкусом нерафинированного подсолнечного масла, горчицы и лимонной кислоты

Цвет Белый, однородный по всей массе Белый, однородный по всей массе

Таблица 10 - Физико-химические показатели качества майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Значение Значение

Наименование показателя для майонеза с для майонезного соуса с

яблочным пектином яблочньм пектином

Массовая доля жира, % 55 35

Массовая доля влаги, % 37,95 50,15

Массовая доля яичных продуктов в 1,0

пересчете на сухой желток, %,

Кислотность, % в пересчете на уксусную кислоту 0,4 0,3

Стойкость эмульсии, % неразрушенной эмульсии 100 100

рН 4,0 3,95

Эффективная вязкость при 20°С, Па*с 16 13

Полученные данные, сведенные в таблицы 9 и 10, свидетельствуют о том, что образцы продуктов соответствуют ГОСТ Р 53590- 2009 и ГОСТ 31761-2012 по всем значениям.

Показателем качества продукции является микробиологическая безопасность, показатели которой должны соответствовать нормам, установленным ТР ТС 024/2011 «Технический регламент на масложировую продукцию». В таблице 11 приведены микробиологические показатели разработанных продуктов.

Таблица 11 - Микробиологические показатели майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином.

Показатели Фактические Норма

Майонез с яблочным пектином Майонезный соус с яблочным пектином

Масса продукта (г) в которой не допускается БГКП (колиформы) отсутствие отсутствие ОД

Патогенные, в т.ч. сальмонеллы отсутствие отсутствие 25

Стафилококки отсутствие отсутствие Не допускается

Дрожжи, КОЕ/г7, не более отсутствие отсутствие 5*10/

Плесени, КОЕ/г, не более отсутствие отсутствие 50

КМАФАнМ3, КОЕ/г, не более отсутствие отсутствие Не допускаются

Данные в таблице 11 свидетельствуют о соответствии разработанных продуктов указанному нормативному документу.

3.8 Влияние процесса хранения на показатели качества майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Снижение потребительских свойств майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином изучали, анализируя динамику изменения перекисного числа, органолептических и микробиологических показателей.

Для сравнения анализируемых показателей и с целью выявления антимикробных и антиоксидантных свойств компонентов введенных в рецептуру майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином, использовали образцы майонеза «Московский» и майонезного соуса «Салатный».

Для выявления динамики изменения характеристик качества разработанных продуктов их расфасовали в полимерные стаканчики массой 250 г и хранили при температуре 18°С и относительной влажности воздуха не более 75% в течение 45 суток. Режимы хранения выбрали в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53590-2009, учитывая, что 18°С является максимально допустимой. Динамика изменения перекисного числа контрольных образцов и разработанных продуктов представлена на рисунке И.

Рисунок 11 -Влияние продолжительности хранения на перекисное число образцов майонезов и майонезных соусов

Анализируя динамику, представленную на рисунке 11, можно сделать вывод о том, что майонез и майонезный соус с пектином более устойчивы к окислительным процессам, чем образцы сравнения. Основываясь на том, что в соответствии с нормами перекисное число не должно превышать 10 ммоль '/Ю/кг, продолжительность хранения майонеза с массовой долей жира 55% при температуре 18°С не должна превышать 25 суток, а майонеза с яблочным пектином - 32 суток, в то время как срок годности контрольного образца майонезного соуса - 28 суток, майонезного соуса с яблочным пектином - до 37 суток.

Оценка органолептических свойств образцов эмульсий проводилась по 5-ти бальной системе. К участию в дегустации привлекались специализированные эксперты. Анализ проводился через 20 и 45 дней хранения. Результаты представлены в таблицах 12.

Таблица 12 - Оценка органолептических показателей качества майонеза с яблочным пектином в процессе хранения_

Наименование показателя Майонез «Московский» Майонез с яблочным пектином Майонезный соус «Салатный» Майонезный соус с яблочным пектином

Значение показателя после хранения при 18°С, суток

20 45 20 45 20 40 20 40

Внешний вид, консистенция 5 4 5 5 5 5 5 5

Вкус и запах 5 4 5 5 5 4 5 5

Цвет 5 5 5 5 5 5 5 5

—•-Майонез с яблочным пектином —*—Майонезный соус" Салатный"

О 10 20 30 40

Продолжительность хранения, сутки

-Майонезный соус с яблочным пектином

Из данных, представленных в таблице 12, видно, что образцы майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином в течение 40 суток не меняют свои органолептические показатели, что подтверждает их высокая бальная оценка, в контрольном образце майонеза на 45 сутки был ярко выражен прогорклый вкус и запах, консистенция стала менее воздушная, внешний вид - менее привлекателен.

3.9 Исследование степени дисперсности эмульсионных продуктов

Для характеристики дисперсных систем большое значение имеет распределение частиц дисперсной фазы по размерам. Данное исследование проводили методом микроскопироваия. Для сравнения были использованы образцы Майонеза «Московский» и Майонезного соуса «Салатный».

Степень дисперсности образцов эмульсий представлена в таблице 13.

Таблица 13- Степень дисперсности образцов эмульсий

Наименование показателя Значение показателя

Майонез «Московский» Майонез с яблочным пектином Майонезный соус «Салатный» Майонезный соус с яблочным пектином

Степень дисперсности, % жировых капель с размером, мкм: До 4 78,0 93,0 57,0 84,5

4-6 11,0 5,0 19,0 9,0

6-8 7,5 1,5 11,0 5,0

8-10 3,0 0,5 7,0 1,0

10-12 0,5 отсутствуют 4,0 0,5

Свыше 12 отсутствуют отсутствуют 2,0 отсутствуют

Распределение частиц дисперсной фазы в образцах исследуемых продуктов представлено на рисунках 12 и 13.

Рисунок 12 - Дисперсность майонеза «Московский» и майонеза с яблочным пектином соответственно

Рисунок 13 - Дисперсность майонезного соуса «Салатный» и майонезного соуса с яблочным пектином соответственно

Из данных, приведенных в таблице 13 и на рисунков 12, 13 видно, что эмульсии, полученные по разработанным рецептурам, имеют более высокую степень дисперсности и меньший разброс по размеру жировых капель, чем контрольные образцы. Так количество жировых капель размером до 4 мкм в майонезе с пектином составляет 93%, а в образце сравнения - 78%; в майонезном соусе с пектином - 84,5%, в соусе без пектина - 57%. Этот вывод имеет большое значение, так как степень дисперсности существенно отражается на вязкости эмульсии, это обусловлено большей адсорбцией молекул стабилизатора на поверхности раздела фаз и количеством связанной воды, следовательно, улучшается прочность структуры.

3.10 Пищевая и энергетическая ценность майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Сравнительная оценка энергетической и пищевой ценности образцов сравнения и разработанных продуктов представлена в таблице 15.

Таблица 15 - Энергетическая и пищевая ценности образцов сравнения и майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Значение показателя

Майонез Майонез с Майонезный Майонезный

«Московский» яблочным соус соус с яблочным

пектином «Салатный» пектином

Белки 2,1 0,55 4,0 0,28

Жиры 55 55 36,4 35

Углеводы 5,56 1,5 4,97 1,6

Калорийность: кКал/г 525 503 362 322

кДж/г 2195 2105 1516 1348

Пищевая ценность разработанных продуктов связана с включением в рецептуру жировой основы, представляющей смесь масел сбалансированных по омега кислотам и являющихся источником витамина Е, соевого лецитина, яблочного пектина и лактата кальция в количествах, необходимых для поддержания здоровья. Значения пищевой ценности майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином представлены в таблице 16.

Таблица 16 - Содержание физиологически функциональных ингредиентов в составе майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Питательные вещества Суточная потребность Содержание в 1 ООг продукта, г

Майонез с яблочным пектином Майонез «Московский» Майонезный соус с яблочным пектином Майонезный соус «Салатный»

Жирные кислоты со-6:со-3, г 10,0:1,0 25,6:2,55 30,7:0,17 16,3:1,63 19,5:0,1

Пищевые волокна, г 10,0 1,5 - 2,0 -

Пектин, г 3,0 1,5 - 2,0 -

Са2+, мг* 1000 240 11,55 240 29

Витамин Е, мг* 15 41 30 26 19

* - Методические рекомендации МР 2.3.1.2432 от 18декабря 2008г.

По представленным в таблицах 15 и 16 данным можно сделать выводы о том, что в соответствии с ГОСТ 52349-2005 майонез и майонезный соус с яблочным пектином содержат физиологически функциональные пищевые ингредиенты: жирные кислоты со-6:со-3, пищевые волокна (яблочный пектин), кальций и витамин Е, а также, что калорийность разработанных продуктов меньше, чем калорийность контрольных образцов, имеющих идентичное количество масла, на 22кКал/г и 40 кКал/г соответственно.

3.11 Технологические режимы производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Производство майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином предлагается проводить на линии Корума. Структурная схема представлена на рисунке 14.

Пектин Фишам-Вяз»

1_I |

| Дозирование |**............

Соль Дактат Горчичный Вода Соевый Смесь растительных кальция порошок | лецитин

а_1,

| Дозирование I

И_Е-

I Смешивание 1

I Охлаждение

Дозирование

I 1

Лимонная Вода кислота

Смешивание

I Смешивание

Пастеризация смеси

Эмульгирование

I

Гомогенизация

Фасовка, упаковка, маркировка

Рисунок 14 - Структурная схема производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

3.12 Оценка экономической эффективности от внедрения разработанных продуктов: майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином

Внедрение в производство разработанных рецептур майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином позволят:

-расширить ассортимент майонезов и майонезных соусов предназначенных для здорового питания;

-уменьшить дефицит в питании населения в полиненасыщенных жирных кислотах, пищевых волокнах (в частности, в пектине) и кальции;

- повысить спрос на майонез и майонезный соус в связи с улучшенными потребительскими характеристиками указанных продуктов.

Для производства новых видов продукции не требуется дополнительное оборудование. Майонез и майонезный соус с яблочным пектином могут производиться на линии Корума.

Разница в затратах на основное сырье для производства майонеза «Московский» и майонеза с яблочным пектином, а также майонезного соуса «Салатный» и майонезного соуса с яблочным пектином на тонну продукции равна соответственно: 14097,5 рублей и 6130 рублей.

Если учесть, что потребители наиболее часто покупают майонез и майонезный соус объемом 250г, то себестоимость майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином с улучшенными потребительскими характеристиками будет выше всего на 3,52 и 1,53 рублей соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнены комплексные исследования, позволившие теоретически и экспериментально обосновать эффективность и целесообразность применения пектина в качестве физиологически и технологически функционального ингредиента при создании майонеза и майонезного соуса.

1. Проведены маркетинговые исследования, результаты которых позволили установить потребительские мотивации и предпочтения при выборе и покупке майонезов и майонезных соусов. Результаты маркетинговых исследований явились основанием для разработки рецептур майонеза и майонезного соуса с улучшенными потребительскими характеристиками.

2. Обоснована целесообразность и эффективность применения смеси дезодорированных рафинированных растительных масел в соотношении: подсолнечное : рапсовое: соевое = 50,5% : 25% : 24,5%, имеющей сбалансированный состав ш-3:со-6 жирных кислот, рекомендованный для здорового питания.

3. Получены и изучены органолептические и физико-химические характеристики пектинов из яблочных и цитрусовых выжимок, свекловичного жома и корок тыквы.

4.1 Выявлено, что лучшей стабилизирующей способностью обладают 2% и 2,5% растворы яблочного пектина, способные стабилизировать эмульсии, содержащие от 10 до 30% и от 10 до 50% масляной фазы соответственно.

4.2 Яблочный пектин способствует увеличению дисперсности эмульсии и равномерному распределению частиц дисперсной фазы. Так количество жировых капель размером до 4 мкм в майонезе с пектином составляет 93%, а в образце сравнения - 78%; в майонезном соусе с пектином - 84,5%, в соусе без пектина - 57%, что положительно влияет на консистенцию продукта.

4.3 Выявлена бактериостатичеекая способность яблочного пектина по отношению к микроорганизмам: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis.

5. Такие традиционные эмульгаторы как яичный порошок и сухое молоко заменены на соевый лецитин и установлено, что для получения стабильной эмульсии прямого типа, содержащей 55% и 35% масляной фазы, необходимо ввести в эмульсию соответственно 1,75% и 1,5% соевого лецитина.

6. Выявлено, что для создания стабильной эмульсии необходимо соотношение: 1,0% соевого лецитина и 1,5% яблочного пектина для майонеза и 1% лецитина и 2% пектина для майонезного соуса. Введение в рецептуру яблочного пектина способствует снижению количества соевого лецитина в рецептуре и достижению необходимых реологических свойств продукта.

7. Разработаны рецептуры майонеза и майонезного соуса для здорового питания, имеющие сбалансированный жирнокислотный состав жировой фазы в количестве 55% и 35% от массы эмульсии соответственно, обогащенные физиологически функциональными ингредиентами: яблочным пектином и лактатом кальция.

8. Разработаны технологические режимы производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином.

9. В результате анализа динамики изменения перекисного числа и органолептических характеристик в процессе старения продуктов, выявлено, что продолжительность хранения майонеза с массовой долей жира 55% при температуре 18°С не должна превышать 25 суток, а майонеза с яблочным пектином - 32 суток, в то время как срок годности контрольного образца майонезного соуса - 28 суток, майонезного соуса с яблочным пектином - до 37 суток. Энергетическая ценность разработанных продуктов ниже в сравнении с контрольными образцами на 22кКал/г для майонеза и 40 кКал/г для майонезного соуса, а пищевая значительно выше.

10. Внедрение в производство разработанных рецептур майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином позволит: расширить ассортимент майонезов и майонезных соусов для здорового питания; уменьшить дефицит в питании населения в полиненасыщенных жирных кислотах, пищевых волокнах и кальции; повысить спрос на майонез и майонезный соус в связи с улучшенными потребительскими характеристиками указанных продуктов. Разница в затратах на основное сырье для производства контрольных образцов майонеза и майонезного соуса и продуктов с яблочным пектином на объемом 250г равна 3,52 и 1,53 рублей соответственно.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации: Статьи в периодических изданиях из перечня ВАК РФ:

1. Гаврилова, Д.В. Инновационная технология производства пектина в России [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова, Ю.В. Махова // Вестник РАЕН. - 2012. - №3. -С. 43-46.

2. Гаврилова, Д.В. Роль медицинского пектина при лечении онкологических заболеваний и его получение [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова, Ю.В. Махова // Глобальный научный потенциал. - СПб.: Издательство ТМБ принт: 2012. - № 10. -С. 231-233.

3. Гаврилова, Д.В. Использование пектина в производстве продуктов функционального назначения [Текст] // Аграрная Россия. - 2013. - № 11- С.43-44 .

Статьи в сборниках научных трудов, материалов конференций:

4. Гаврилова, Д.В. Биологически активная добавка к пище «Биопектин» и технология ее выделения [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова // Российско-Финляндский инновационный форум апрель 2010. - Хельсинки, 2010. - С. 15-20.

5. Гаврилова, Д.В. Использование биологически активной добавки «Яблочный пектин» в производстве косметических кремов [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова // Сборник материалов Инновационного форума пищевых технологий. - М.: МГУПП, 2010.-С. 117-121.

6. Гаврилова, Д.В. Использование пектина при производстве функциональных и специализированных продуктов [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова, Ю.В. Махова // Материалы конференции XII Международного форума «Высокие технологии XXI века». -М.: Издательство ЛКИ, 2011. - С. 341-344.

7. Гаврилова, Д.В. Использование биологически активной добавки «Яблочный пектин» в производстве функциональных косметических продуктов [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова // Сборник материалов IX Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты». - М.: МГУПП, 2011. - С.160-161.

8. Гаврилова, Д.В. Перспективы использования пектина в косметологии [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова, Е.В. Клышинская // Новые химико-фармацевтические технологии: сб. науч. трудов. -М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. -С.253-258.

9. Гаврилова, Д.В. Инновационные технологии продуктов здорового питания [Текст] / Д.В. Гаврилова, С.Н. Бутова, А.А.Пурецкий // Сборник материалов X юбилейной международной научно-практической конференции и выставки «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты», конференции молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания». - М.: МГУПП, 2012. -С.39-41.

10. Гаврилова, Д.В. Перспективы получения пектина инновационным ферментативным методом [Текст] / Д.В. Гаврилова, Ю.В. Махова // Качество и экологическая безопасность пищевых продуктов и производств: материалы Междунар. науч. конф. с элементами научной школы для молодежи / отв. за выпуск: Г.П. Лапина, Ю.В. Козловская - Тверь: Твер. гос ун-т, 2013. - С. 105-109.

11. Гаврилова, Д.В. Разработка функциональных продуктов с пектином [Текст] / Д.В. Гаврилова, Бутова С.Н. // Сборник тезисов докладов 7-го международного биотехнологического форума - выставки «РосБиоТех-2013». -М.: 2013. -С.91-92.

Подписано в печать: 19.05.14 Тираж: 100 экз. Заказ № 1095 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект, д. 74 (495)790-47-77; www.reglet.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

04201459620 На правах рукописи

ГАВРИЛОВА ДАРЬЯ ВИКТОРОВНА

Разработка и товароведная оценка майонеза и майонезного соуса для здорового питания с пектином

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного

питания

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Бутова С.Н.

Москва-2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................................................6

1. Обзор литературы.....................................................................13

1.1. Тенденции развития российского рынка эмульсионных продуктов (в частности майонеза и майонезных соусов) с точки зрения товароведения...................................................13

1.2 Продукты питания и здоровье человека..................................19

1.3 Пищевая аллергия и пищевая непереносимость........................21

1.4 Липиды и их роль в физиологии питания.................................25

1.4.1 Жиры и полиненасыщенные жирные кислоты........................25

1.4.2 Подсолнечное масло........................................................31

1.4.3 Соевое масло.................................................................32

1.4.4 Рапсовое масло...............................................................33

1.4.5 Фосфолипиды................................................................35

1.5 Пребиотики - физиологически функциональные

пищевые ингредиенты............................................................40

1.5.1 Потребность в пребиотиках...............................................40

1.5.2 Пектин.........................................................................41

1.5.2.1Пектиновые вещества клеточной стенки растений.

Общие понятия о пектине........................................................41

1.5.2.2 Современное состояние рынка пектина.............................43

1.5.2.3 Новая биотехнология получения пектина...........................44

1.5.2.4 Лечебно-профилактические свойства пектина......................45

2. Экспериментальная часть.................................................49

2.1 Материалы исследований............................................................49

2.2 Методы исследования................................................................51

2.2.1 Методы исследования масел.............................................51

I

2.2.1.1 Определение массовой доли влаги и летучих веществ............51 /

2.2.1.2 Определение перекисного числа..............................................51

2.2.1.3 Определение кислотного числа.......................................54

г.

2.2.1.4 Определение цветного числа масел по шкале

стандартных растворов йода....................................................55

2.2.1.5 Определение виамина Е..................................................58

2.2.1.6 Определение состава жирных кислот

растительных масел...............................................................58

2.2.2. Методы исследования ферментного препарата......................58

2.2.2.1 Определение полигалактуроназной активност.....................58

2.2.2.2 Определение пектинэстеразной активности.........................60

2.2.2.3 Определение протеолитической активност..........................62

2.2.2.4 Определение целлюлозной активности ферментов................64

Определение активности С1 — фермента.....................................65

Определение активности Сх-фермента........................................65

2.2.2.5 Определение ксиланазной (гемицеллюлазной)

активности...........................................................................66

2.2.2.6 Определение глюкоамилазной активности...........................67

2.2.3 Методы исследования образцов пектина...............................69

2.2.3.1 Определение влажности на приборе Чижовой......................69

2.2.3.2 Определение зольности методом сжигания.........................70

2.2.3.3 Определение рН 1 %-го раствора пектина...........................70

2.2.3.4 Определение температуры гелеобразования

1% раствора.........................................................................71

2.2.3.5 Определение степени этерификации пектина.......................71

2.2.3.6 Определение массовой доли свободных

карбоксильных групп.............................................................72

2.2.3.7 Определение массовой доли балластных веществ.................72

2.2.4 Методы анализа эмульсионного продукта.............................74

2.2.4.1 Определение массовой доли жира (ускоренный метод)..........74

2.2.4.2 Определение массовой доли влаги (ускоренный метод).........75

2.2.4.3 Определение кислотности.............................................76

2.2.4.4 Определение рН..........................................................78

2.2.4.5 Определение стойкости эмульсии....................................78

2.2.4.6 Определение белка по методу Лоури.................................79

2.2.4.7 Микробиологические исследования.................................80

2.2.5 Метод расчета компонентного состава

сбалансированной смеси масел..................................................83

2.2.6 Метод получения пектина.................................................85

2.2.7 Методика определения собственной бактериостатической

способности пектина.....................................................................85

2.3. Результаты и обсуждения..........................................................88

2.3.1 Маркетинговые исследования рынка эмульсионных продуктов и анализ потребительских предпочтений

в отношении майонезов и майонезных соусов...............................88

2.3.2 Разработка композиционной смеси, сбалансированной

по (й-6: со-3 жирным кислотам..................................................96

2.3.3 Исследование влияния соевого лецитина на

стабильность эмульсии..........................................................99

2.3.4Сравнительная характеристика пектинов,

выделенных из плодоовощного сырья.......................................102

2.3.5Исследование влияния свойств яблочного пектина на характеристики майонеза и майонезного соуса........................105

2.3.5.1 Изучение вязкости растворов пектина.............................105

2.3.5.1.1 Влияние температуры и рН на вязкость раствора пектина.....105

2.3.5.1.2 Влияние ионов кальция на вязкость раствора пектина......107

2.3.5.2 Изучение стабилизирующего действия пектина

в прямых эмульсиях............................................................108

2.3.5.3 Определение оптимального соотношения соевого

лецитина и яблочного пектина................................................108

2.3.5.4 Определение бактериостатической активности

яблочного пектина................................................................111

4

2.3.6 Разработка рецептур и технологических режимов

для производства майонеза и майонезного соуса

с яблочным пектином............................................................111

2.3.7 Товароведная оценка качества майонеза

и майонезного соуса с яблочным пектином.................................114

2.3.8 Влияние процесса хранения на показатели качества

майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином...................116

2.3.9 Исследование степени дисперсности эмульсионных продуктов.. 118

2.3.10 Пищевая и энергетическая ценность

майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином....................119

3. Технологическая часть.................................................................123

4. Экономическая часть...............................................................125

Заключение................................................................................128

Список литературы.....................................................................131

Приложение А Бактериостатическая способность яблочного пектина......142

Приложение Б Технологическая схема получения пектина...................144

Приложение В Анкета для проведения маркетингового исследования.... 145 Приложение Г Свидетельство на соевый лецитин................................147

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современный ритм и образ жизни большинства населения нашей страны, особенно жителей мегаполисов, привели к серьезному дисбалансу в рационе питания: перенасыщению легкоусвояемыми углеводами и насыщенными жирами животного происхождения, при устойчивом дефиците потребления незаменимых жирных кислот семейства а>-3, витаминов, фосфолипидов, минеральных веществ и пищевых волокон.

В соответствии с современными концепциями развития пищевой промышленности России (распоряжение Правительства РФ от 30.06.2012 №1134-р «Об утверждении плана мероприятий по реализации основ государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года»; «Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года») значимым научно-практическим направлением является разработка высококачественных продуктов, способствующих сохранению здоровья, характеризующихся высокой биологической и потребительской ценностью, отвечающих международному уровню качества и безопасности.

Масложировая отрасль является одной из наиболее активно развивающихся в пищевой промышленности. За последние несколько лет разработаны «Технический регламент Таможенного Союза на масложировую продукцию - ТР ТС 024/2011»; ГОСТ 31761-2012 «Майонезы и соусы майонезные. Общие технические условия» и другие нормативные документы. Рынок жировой продукции постоянно расширяется за счет новых продуктов, разработанных в соответствии с последними достижениями и рекомендациями науки о питании. Большие возможности развития ассортимента майонезов и майонезных соусов, связаны с увеличением их пищевой ценности и снижения энергетической ценности благодаря ,1

направленному изменению рецептурного состава - совершенствованию

жировой фазы, введению витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон и других физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

Сегодня в соответствии с концепцией В.А. Тутельяна и теорией акад. A.M. Уголева содержание пищевых волокон - это неотъемлемая часть оценки пищевой ценности продукта. Большой интерес вызывает пектин, обладающий как физиологически ценными свойствами, так и способностью регулировать реологические характеристики эмульсионных продуктов.

Однако в настоящее время представленный на отечественном рынке ассортимент майонезов и майонезных соусов для здорового питания весьма ограничен. В связи с этим тема настоящей диссертационной работы является актуальной.

Степень разработанности темы исследования.

Теоретические и научно-практические исследования диссертационной работы основаны на научных трудах отечественных ученых: Н.С. Арутюняна, С.Н. Бутовой, О.С. Восканян, JI.B. Донченко, Г.М. Зайко, A.A. Кочетковой, А.П. Нечаева, В.Х. Пароняна, Ю.А. Тырсина, Н.В. Шелухиной и многих других.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы являлась разработка и товароведная оценка майонезов и майонезных соусов для здорового питания с пектином. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. исследование рынка эмульсионных жировых продуктов и анализ потребительских предпочтений в отношении майонезов и майонезных соусов;

2. обоснование выбора и создание смеси растительных масел, сбалансированной по со-3 и со-6 жирным кислотам;

3. получение и исследование показателей качества пектинов из /

i

различного плодоовощного сырья;

!

4. обоснование выбора яблочного пектина для дальнейшего использования в разработке новых рецептур майонеза и майонезного соуса;

5. замена эмульгаторов животного происхождения на соевый лецитин;

6. проведение исследований по подбору необходимого соотношения соевого лецитина и яблочного пектина для создания стабильной эмульсии с заданными реологическими характеристиками;

7. разработка рецептур майонеза и майонезного соуса для здорового питания с пектином;

8. разработка технологических режимов производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином;

9. товароведная оценка майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином;

10.расчет экономической эффективности производства майонеза и майонезного соуса с пектином.

Научная новизна работы.

Впервые установлена целесообразность использования соевого лецитина в сочетании с яблочным пектином для создания эмульсии с заданными реологическими характеристиками.

Установлено, что яблочный пектин не влияет на цвет и запах эмульсионного продукта, а также обладает большей способностью стабилизировать эмульсии по сравнению с цитрусовым, свекловичным и тыквенным пектином.

Доказано, что введение яблочного пектина в рецептуру майонеза и майонезного соуса способствует увеличению дисперсности эмульсии и равномерному распределению частиц дисперсной фазы, что положительно влияет на консистенцию продукта. I

S

Установлена бактериостатическая способность яблочного пектина по отношению к микроорганизмам: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis.

Разработан комплекс мер для повышения пищевой ценности майонеза и майонезного соуса при снижении их энергетической ценности за счет уменьшения общего количества жировой фазы, сбалансированной по жирнокислотному составу; использование низкокалорийного структурообразователя - яблочного пектина; снижение содержания углеводов за счет замены сахарозы на меньшее количество фруктозы.

Практическая значимость работы.

Получена смесь растительных масел с соотношением полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств ю-3:со-6, равным 1:10, имеющая следующий рецептурный состав: подсолнечное : рапсовое : соевое = 50,5% : 25% : 24,5%.

Получены образцы яблочного, цитрусового, свекловичного, тыквенного пектинов и изучены их физико-химические свойства.

Разработаны рецептуры безхолестеринового низкокалорийного майонеза и майонезного соуса, имеющие сбалансированный жирнокислотный состав масляной фазы, обогащенные яблочным пектином, лактатом кальция и витамином Е.

Экспериментально доказано, что соотношение рецептурных компонентов увеличивает срок хранения и оказывает положительное влияние на потребительские свойства майонеза и майонезного соуса.

Разработана технология производства майонеза и майонезного соуса с яблочным пектином.

Научно-технические разработки диссертации подтверждены актами дегустаций, которые приведены в приложениях диссертации.

Результаты проведенных научных и экспериментальных исследований используются в учебном процессе — при чтении лекций, выполнении лабораторных и практических работ, курсовых, дипломных, НИР, а также изложены в учебных дисциплинах «Химия природных органических соединений», «Технология биологически активных добавок» и «Технология

жиров» учебного плана направления «Продукты питания из растительного сырья».

Методология и методы исследования.

Определение влажности проводили методом высушивания до постоянной массы; массовую долю углеводов определяли рефрактометрическим методом; массовую долю белка - методом Лоури; массовую долю жира - при помощи аппарата Сокслета; содержание пектиновых веществ определяли кальций - пектатным методом; показатели рН - потенциометрическим методом; степень этерификации пектина -методом, основанным на титриметрическом определении свободных и этерифицированных карбоксильных групп до и после омыления; реологические свойства образцов определяли на ротационном вискозиметре «Реотест-2». Определение жирнокислотного состава растительных масел проводили методом газовой капиллярной хроматографии. Определение содержания токоферолов проводили методом тонкослойной хроматографии.

Органолептические и физико-химические показатели майонезов и майонезных соусов анализировали по ГОСТ Р53595-2009. Определение микробиологических показателей: количество: дрожжей и плесневых грибов по ГОСТ 10444.12-88; бактерий группы кишечной палочки - ГОСТ Р 528162007; патогенных, в том числе сальмонеллы, - ГОСТ Р 52814-2007.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты маркетингового исследования рынка и анализа потребительских предпочтений в отношении эмульсионных продуктов;

- состав смеси растительных масел с соотношением ПНЖК семейства со-3:ю-6, равным 1:10, имеющей следующий рецептурный состав:

подсолнечное : рапсовое : соевое = 50,5% : 25% : 24,5%;

- сравнительная характеристика пектинов, полученных из яблочных и цитрусовых выжимок, свекловичного жома и корок тыквы;

- обоснование выбора яблочного пектина и использование его в разработке майонезов и майонезных соусов;

- рецептуры и технологические режимы производства майонеза и майонезных соусов с яблочным пектином;

- товароведная оценка разработанных продуктов;

данные, характеризующие экономическую эффективность производства майонеза и майонезных соусов с яблочным пектином.

Степень достоверности и апробация результатов.

Исследования проводили на кафедре «Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза» ФГБОУ ВПО МГУ 1111.

В 2010 году получен диплом на конкурсе Рособразования в КубГТУ за работу на тему «Получение биопектина из отходов плодово-ягодного и овощного сырья микробиологическим путем и применение его в производстве средств специального назначения».

Результаты доложены и обсуждены на: Инновационном форуме пищевых технологий (Москва, 2010г.); Российско-Финляндском инновационном форуме (Хельсинки Финляндия, 2010г.), конференции «Национальная безопасность России» (Москва, 2011г.), XII Международном форуме «Высокие технологии XXI века» (Москва, 2011г.), IX Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2011г.), I научно-практической конференции «Технология и анализ косметических средств и фармацевтических препаратов» (Москва, 2011г.), V Международной научно-практической конференции «Роль науки в развитии общества» (Ницца, 2012г.), X научно-практичес