автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе зернового сырья и растительных гидроколлоидов

На правах рукописи

РОМАНЕНКО ВАСИЛИЙ ОЛЕГОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ ВЯЗКОЙ КОНСИСТЕНЦИИ НА ОСНОВЕ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ГИДРОКОЛЛОИДОВ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

2 2 АПР 2015

Кемерово 2014

005567522

005567522

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» Министерства образования и науки РФ

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Помозова Валентина Александровна

Школьникова Марина Николаевна,

доктор технических наук, доцент, Бийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», профессор кафедры «Общая химия и экспертиза товаров»

Коротких Блепа Анатольевна,

кандидат технических наук,

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», доцент кафедры «Технология бродильных и сахаристых производств»

Омский институт (филиал) Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова»

Защита диссертации состоится «14» мая 2015 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, Кемерово, бульвар Строителей, 47, тел./факс 8 (384-2) 39-68-88.

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

С авторефератом можно ознакомиться на официальных сайтах ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (www.kemtipp.ru).

Автореферат разослан « ¿>> 2015 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Попова Дина Геннадьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящий момент в нашей стране наблюдается тенденция роста производства и потребления безалкогольных напитков.

Основную часть рынка занимают дешевые напитки на ароматизаторах и сахарозаменителях. Однако уровень образования населения в вопросах питания растет, большая часть потребителей отдает предпочтение продуктам, изготовленным из натурального сырья. В результате, перед производителем возникает задача не только постоянно повышать качество выпускаемой продукции, используя в качестве сырья продукты натурального происхождения, ко и расширять ассортимент производимых товаров, дополнительно обогащая их ви таминами, минеральными и биологически активными веществами.

Вместе с тем, состояние здоровья населения определяется негативными тенденциями. Среди прочих заболеваний, остро стоит проблема, связанная с нарушением работы желудочно-кишечного тракта. Одним из способов улучшения ситуации в данной области является введение постоянный рацион безалкогольных напитков вязкой консистенции. Вязкая консистенция этих напитков препятствует перееданию, способствует перевариванию пищи, положительно влияет на микрофлору кишечника, а также нормализует обмен веществ и уровня сахара в крови.

Следует отметить что напитки, которые можно отнести к группе функциональных и профилактических, известны давно. Речь идет о киселях, которые представляют собой желеобразный, безалкогольный, негазированный напиток, основой которого является крахмал или зерновой отвар с добавлением сахара, фруктов, ягод, сиропов и соков. Благодаря ингредиентному составу кисель является питательным и полезным продуктом. Не смотря на широкую известность данного напитка, готовые кисели на основе крахмалов и зернового сырья производятся в небольших количествах. Основную долю рынка киселей занимают сухие полуфабрикаты. До недавнего времени приготовление киселей относилось к сфере общественного питания и домашней кулинарии.

В связи с этим, исследования в области разработки рецептур и промышленной технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции, являются актуальными.

Степень разработанности темы исследования

Вопросами повышения качества и создания технологии новых видов напитков занимались и занимаются многие отечественные и иностранные исследователи: Позняковский В.М., Шатнюк Л.Н., Киселева Т.Ф., Помозова В.А., Филонова Г.Л., Шуман Г., Килкаст, Д., Стин Д., Эшхерст Ф. Ими рассмотрены основные подходы к разработке напитков функционального назначения, пути обогащения биологически активными компонентами.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является разработка технологий напитков с высокой вязкостью на основе крахмалов и зернового сырья и их товароведная оценка.

В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследований:

• оценить состояние торгового предложения киселей различных видов на примере г. Кемерово с целью определения позиции киселей в сегменте безалкогольных напитков;

• определить оптимальные параметры и разработать технологию и техническую документацию на производство безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе крахмала;

• установить оптимальные параметры, разработать технологию и техническую документацию на производство безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе зернового сырья;

• оценить целесообразность и возможность применения муки сверхтонкого и сверхтонкого фракционного помола, провести сравнительный анализ использования муки сверхтонкого и традиционного помола для получения напитков вязкой консистенции;

• определить нормируемые показатели качества, провести товароведную оценку качества напитков, приготовленных на основе крахмала, муки полученной традиционным способом и муки сверхтонкого помола.

• провести промышленную апробацию разработанной технологии

Научная повнзпа

Научная новизна полученных результатов заключается в разработке методологии создания безалкогольных напитков вязкой консистенции и обосновании параметров их производства.

Признакам научной новизны отвечают следующие результаты диссертационной работы:

• Обоснована целесообразность разработки промышленной технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе анализа торгового предложения киселей на примере г. Кемерово;

• Разработана методологическая основа создания технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции;

• Предложена классификация безалкогольных напитков вязкой консистенции функционального назначения;

• Обоснованы качественные характеристики и определены основные закономерности формирования качества безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе крахмала и зернового сырья;

• дана сравнительная оценка эффективности использования овсяной муки традиционного и сверхтонкого помола при получении безалкогольных напитков вязкой консистенции;

• разработана математическая модель, позволяющая оценить влияние ферментативной обработки овсяной муки на вязкость гидролизата;

• определены пути стабилизации коллоидной системы безалкогольных напитков вязкой консистенции в процессе хранения.

Теоретическая и практическая значимость.

Теоретическая значимость работы заключается в обосновашш технологических параметров и качественных характеристик безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе зернового сырья и растительных гидроколлоидов.

Практическая значимость результатов исследований заключается в разработке технологии на безалкогольные напитки вязкой консистенции типа киселей на основе крахмала и зернового сырья. Разработаны рецептуры на 8 наименований напитков безалкогольных негазированных сокосодержащих «Кисели «Георгиевские» РЦ 91 85-006-013-173819443-2012 и технологическая инструкция на их производство. Технология напитков внедрена на предприятии ИП «Котова H.A.», г. Прокопьевск.

Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов по специальности «Технология бродильных производств и виноделие» и направлению подготовки бакалавров «Продукты питания из растительного сырья (профиль «Технология бродильных производств и виноделие»)».

Методология и методы исследования.

Методология исследования основана на научных методах и принципах создания напитков функциональной направленности и оценки их качества.

В работе использованы методы сбора и систематизации научной информации о составе и свойствах компонентов зернового сырья и их влиянии на качество напитков, вырабатываемых на их основе, маркетинговых исследований в форме анализа торговых предложений киселей на примере г. Кемерово, лабораторного анализа принятыми в отрасли физико-химическими методами.

Положения, выносимые на защиту.

Принципы и методология создания безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе зернозого сырья и растительных гидроколлоидов.

Оценка влияния факторов, обеспечивающих качество и стабильность безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе анализа параметров их производства.

Технологические параметры промышленного производства безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе крахмала и гидролизатов овсяной муки, обеспечивающие их качество и стабильность при хранении.

Степень достоверности результатов. Экспериментальная часть работы выполнена с использованием современных и принятых в отрасли методов исследования. Результаты исследований внедрены на действующем промышленном предприятии.

Апробация результатов исследования. IX международная научно-практическая конференция «Пища, экология, качество» (Новосибирск, 2012); Всероссийская научно-практическая конференция «Пути интенсификации производства и переработки сельскохозяйственной продукции в современных

условиях» (Волгоград, 2014); Международный научный форум «Пищевые инновации и биотехнологии» (Кемерово, 2014); XI международная научно-практическая конференция «Пища, экология, качество» (Челябинск, 2014); VII Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (Бийск, 2014); Международная научно-практическая конференция «Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья» (Воронеж, 2014).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 120 страницах. Диссертация содержит 43 таблиц и 38 рисунков. Список использованной литературы включает 121 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, дана общая характеристика работы.

В первой главе представлен обзор отечественной и зарубежной литературы. Рассмотрен состав и свойства компонентов зернового сырья, приведен ассортимент и способы производства традиционных напитков вязкой консистенции типа киселей.

Вторая глава посвящена постановке эксперимента, описанию объектов и методов исследования.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях на базе ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», анализ аминокислотного состава продуктов проводился на базе сертифицированной испытательной лаборатории ФГБУ «Кемеровская областная ветеринарная лаборатория». Внедрение технологии напитков проведено на предприятии ИП «Котова H.A.», г. Прокопьевск.

Объектами исследования являлись: кукурузный и картофельные крахмалы, овсяная мука традиционного и сверхтонкого помола, безалкогольные напитки на основе крахмала и овсяной муки.

Исследования проводились с использованием стандартных методов, принятых в пивобезалкогольной отрасли. Массовую долю белка определяли нефелометрическим методом, ß-глюкан — колориметрическим методом, степень расслоения визуально, вязкость вискознметрически.

Все исследования проводились в 5-8 кратной повторности и обрабатывались с использованием стандартных статистических методов. В экспериментальной части приведены средние значения показателей.

В третьей главе разработаны методические основы технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции.

Разработка состава и промышленной технологии безалкогольных напитков с вязкой консистенцией на основе природных видов сырья,

обладающих полезными свойствами, хорошими дегустационными характеристиками, с длительным сроком годности отвечает представлениям потребителя о высоком уровне качества. Прототипом таких напитков явились кисели, которые характеризуются вязкой консистенцией, создающей определенные вкусовые и тактильные ощущения.

В то же время, создание промышленной технологии таких напитков предполагает необходимость обоснования состава и разработки методологии их создания. Методологическая схема приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Методология разработки технологии безалкогольных налитков вязкой консистенции (БНВК)

Основным компонентом напитков вязкой консистенции являются гидроколлоиды растительного происхождения. Они оказывают положительное влияние на функционирование различных систем организма, а, кроме того, выполняют функций формирования реологических свойств напитка, повышения седиментационной и агрегативной устойчивости системы напитка, а в комплексе с различными вкусоароматическими добавками создают органолептические свойства напитка.

Сочетание всех компонентов позволит создать товарную группу новых напитков в широком ассортименте и с широким спектром функциональных и профилактических свойств за счет введения различных биологически активных добавок.

В настоящей работе предлагается вариант классификации товарной группы безалкогольных напитков вязкой консистенции (БНВК) при помощи иерархического метода, в которой в качестве основных элементов рассмотрены технологический (вид технологии; способ создания текстуры напитков; наличие механического воздействия на сырье) и рецептурный аспекты (способ придания функциональной направленности и вид БАД).

Для обоснования целесообразности разработки напитков этой группы проведен анализ торгового предложения киселей на примере г. Кемерово.

В настоящее врет, кисели, предлагаемые на рынке, можно разделить на несколько групп: сухие быстрозавариваемые кисели, сухие насыпные кисели, требующие варки, сухие брикетированные кисели, бутилированные кисели готовые к употреблению и готовые напитки на основе зернового сырья.

Количественное соотношение различных групп киселей присутствующих на рынке представлено на рисунке 2.

Проведена дегустационная

»„зу. е. »¡Быстрозавариваемые.

4*.' ' опенка качества всех киселеи по

порошковые кисели

' »Порошковые кисели, разработанной 20-ти балльной

требующие варки шкале. Было установлено, что

* Брикетированные кисели наиболее качественными

г Готовые к употреблению киселями на основе крахмала, - кисели на основе крахмала ЯВЛЯЮТСЯ брикетированные

' ' й Зерновые напитки кИСеЛИ прОИЗВОДСТВа ООО

Рисунок 2 - Количественное соотношение «Магия Вкуса» г. Челябинск, различных групп киселей, присутствующих в порошковые кисели, требующие торговой сети г. Кемерово варки производства ООО «ПЕЦ-

ХААС» Московская область, г. Коломна и готовые бутилированные кисели производства ООО «Поллард», г. Долгопрудный Московской области. Зерновые кисели получили низкую оценку по органолептическим показателям, так как имели невыраженный вкус.

Органолептические характеристики лучших образцов киселей стали отправной точкой для разработки промышленной технологии безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе крахмала, результаты исследований которых представлены в главе 4.

Желаемая консистенция киселя достигается путем создания в качестве основы напитка раствора крахмала определенной концентрации. Крахмалы, полученные из различного вида сырья или подвергнутые модификации, дают растворы различной вязкости. Экспериментальные растворы оклейстеризованного крахмала были приготовлены из картофельного крахмала производства ООО «Трапеза» Новосибирская область, п. Элитный; кукурузного модифицированного крахмала марки 06748, производства Голландия; кукурузного нативного крахмала производства ООО «ПЕЦ-ХААС» Московская область, г. Коломна. Концентрация крахмала в модельных растворах составляла от 1 до 4 % (с учетом влажности крахмала).

Вязкость растворов определялась на капиллярном визкозиметре типа ВПЖ-3 с внутренним диаметром капилляра 1,63 мм. Данные приведены на рисунке 3.

По органолептической характеристике для получения крахмальной основы для напитков выбран раствор картофельного крахмала 2 %-ной концентрации. Известно, что растворы крахмала представляют нестабильную систему, что приводит к расслоению раствора, в связи с этим была исследована

динамика и степень расслоения 2 %-ных растворов различных крахмалов.

Степень расслоения Ср определяли как отношение объема осветленной жидкости Уож к общему объему жидкости У0. Установлено, что заметное расслоение раствора происходит на 4-е сутки хранения. Учитывая

полученные данные, в качестве основы для бутилированного киселя использован

картофельный крахмал как более вязкий, дешевый, не имеющий дефектов, более стойкий к расслоению в виде 2-3 %-ных оклейстерйзованных растворов.

В качестве вкусо-ароматической добавки использованы концентрированные соки вишни, малины, брусники, черной смородины, производства ООО «Меркурий». Орловская область. Определение дозировки сахара и концентрированных соков производилось на основе органолептической оценки. Рекомендуемые дозировки соков составили 3-3,3 %, сахара 11,0-12,0%.

Анализ динамики расслоения напитков показал необходимость использования стабилизаторов, позволяющих снизить степень синерезиса, в

1% 2% 3% 4%

Концентрация крахмала,%

™ф~*картофе/1ьный крахмал ■"Ш"- кукурузный крахмал «»^модифицированный крахмал

Рисунок 3 - Вязкость растворов крахмала разной концентрации

качестве которых использовали пектин различных марок. Лучшим стабилизирующим эффектом обладал пектин марки AB 902 в дозировке 0,2 %.

Исследование влияния условий хранения стерилизованных напитков при разных температурах и на свету показало необходимость их хранения при температуре 2-4 °С в месте, недоступном для попадания прямых солнечных лучей или же производить розлив напитка в тару, изготовленную из непрозрачного юш темноокрашенного материала.

На основании результатов предварительной дегустации выбраны как лучшие 3 образца напитка на основе 2 %-ного раствора крахмала и проведена ях дегустация в сравнении с лучшими образцами киселей из торговой сети. Опытные напитки по результатам дегустации получили высокие баллы, что соответствовало отличной оценке.

Разработаны рецептуры 8-ми наименований и промышленная технология производства напитков типа киселей. Особенность технологии заключается в том, что отдельно готовится крахмально-сахарная основа, в которую для формирования вкуса и аромата добавляются концентрированные соки. Производство киселей включает следующие стадии: приемка и хранение сырья; приготовление раствора оклейстеризованного крахмала; приготовление киселей; розлив в потребительскую тару; упаковка, транспортирование и хранение готовой продукции.

Технология была внедрена в производство на предприятии ИП «Котова H.A.» г. Прокопьевск. Вся продукция была сертифицирована в установленном порядке. Стойкость киселей в сутках составила: с консервантом - 20; без консерванта - 10.

В пятой главе проведены исследования по разработке технологии БНВК на основе зернового сырья.

В качестве сырья выбрана овсяная мука, содержащая наибольшее количество водорастворимых некрахмальных полисахаридов, создающих высокую вязкость растворов.

Использовали образцы муки традиционного помола производства «Гарнец» и сверхтонкого помола, полученные на ООО «Сфера», г. Томск на аппарате ротационного тина.

Принципиальное отличие образцов состоит в размере частиц: при сверхтонком измельчении зерновой культуры их размер от 10 до 100 мкм, оболочки измельчаются полностью, что видно на рисунке 4, полученном микроскогшрованисм при увеличении в 200 раз.

а) мука традиционного помола

I традиционного помола б) мука сверхтонкого помола

Рисунок 4 - Влияние способа измельчения овса на размеры частиц муки

Физико-химические показатели муки, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели качества муки различной степени помола

Показатели, % (на сухое вещество) Образец муки

традиционного помола сверхтонкого помола

Массовая доля крахмала 63,16 64,50

Массовая доля белка 16,2 16,9

Массовая доля влаги, % 7,8 10,2

Экстрактивность, 88,3 89,9

Кислотность, град. 7,4 12,6

Массовая доля р-глюкана 5,6 7,5

В процессе производства муки сверхтонкого помола удаление анатомических частей зерна не происходит, что определяет более высокое содержание р-глюкана, повышается доступность содержимого клеток, в связи с чем увеличивается содержание крахмала, белка и экстрактивность, в сравнении с мукой традиционного помола. Для получения вязкой основы напитка необходимо обеспечить клейстеризацию крахмала муки, однако при термической обработке существенно увеличивается вязкость, что может привести к подгоранию водно-зерновой смеси. В то же время, необходимо обеспечить реологические свойства отвара муки для получения необходимой вязкости по консистенции сопоставимой с консистенцией киселя, но не допустить полного его распада до низкомолекулярных углеводов. Для этой цели использовали ферментный препарат разжижающего действия термамил.

Муку смешивали с водой 1:10 и вносили ферментный препарат в концентрации 0,001%, 0,0005%, 0,00025%, 0,000125%, 0,0006%. При 90 °С смесь выдерживали в течение 5 минут, после чего для инактивации ферментного препарата, раствор нагревали до 100 °С и кипятили 2 минуты.

Зерновой отвар из муки традиционного помола с оптимальным показателем вязкости, был получен в результате обработки ферментным препаратом в концентрации 0,0005 %, из муки сверхтонкого помола - 0,00025%. Физико-химические показатели зерновых отваров представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Физико-химические показатели отваров

Показатели Отва] з из муки

Традиционного помола Сверхтонкого помола

Массовая доля сухих веществ, % 8,8 8,9

Кислотность, к.ед 2,5 3,0

Массовая доля р-глюкана, % 0,4 0,8

Массовая доля белка, % 0,92 0,93

Для определения продолжительности биокаталитической обработки ферментным препаратом зерновые отвары обрабатывали термамилом в интервале времени от 1 до 20 мин, анализируя вязкость раствора. В результате математической обработки получены уравнения регрессии: Для зернового отвара из муки традиционного помола:

У =9,916* 101,044* 106*Х+1,224* 10°*Т+2,224* 109*Х2 - 1,316*1012*Х3-8,70*10"2*Т2!

Для зернового отвара из муки сверхтонкого помола:

У=1,364*102-1,015*106*Х+2,420*10"'*Т+2,154*109*Х2-1 Д74*10|2*хМ,512*10"3*Т2,

где У - вязкость зернового отвара, Мпа*С; X - концентрация ферментного препарата, %; Т - температура, °С.

Коэффициент корреляции К.2=0,869.

С помощью уравнений можно определить оптимальные параметры обработки при заданной вязкости отвара.

На основании анализа полученных данных определена продолжительность обработки 5 минут.

Использование муки сверхтонкого помола имеет ряд преимуществ перед обычным помолом, так как лучшая структура конечного продукта получена при более низкой дозе ферментного препарата.

При измельчении овса получаются различные фракции, частицы которых имеют разный размер и седиментационную способность. Исследование динамики расслоения зернового отвара в течение 7 суток показало, что расслоение зернового отвара из муки сверхтонкого помола, идет медленней, чем отвара из муки традиционного помола. Бета-глюкан, пектин и другие некрахмальные полисахариды, обладают высокой влагоудерживающей способностью, что позволяет связать большее количество воды.

Для приготовления зернового напитка использовали различные соки. Лучшие характеристики напитка получены с концентрированным абрикосовым соком в концентрации 3,5 %. Оптимальная дозировка сахара составила 4 %. Для стабилизации напитка добавляли пектин марки С1ая51сЛВ 902, который одновременно позволит увеличить пищевую ценность.

Подбор концентрации пектина проводили методом визуального наблюдения. Использовали зерновую основу из муки традиционного и сверхтонкого помола с содержанием сока 3,5 %. Продолжительность эксперимента составила 14 суток. На рисунке 4 представлены данные изменения степени расслоения зернового напитка, приготовленного из муки тонкого помола. Показано, что при дозировке пектина 0,25% происходит незначительное расслоение, тогда как для напитка из муки традиционного

помола необходима

концентрация пектина 0,35 %.

Для оценки изменения качества напитка в процессе хранения провели анализ физико-химических, органолептических и

микробиологических показателей на примере изменения КМАФАнМ в течение 30 суток. Напиток готовили, как описано выше.

Рисунок 4 - Влияние концентрации пектина на степень расслоения напитка на зерновой основе из муки сверхтонкого помола

Розлив проводили при температуре 90-95 °С в стерильные стеклянные бутылки с крышками типа «твист-офф». Результаты анализа приведены в таблице 2 .

Таблица 2 — Изменение физико-химических и микробиологических показателей напитка «Кисель зерновой «Абрикос» в процессе хранения_

Наименование показателя Свеже-приготовленный Продолжительность хранения, сут Норма по ТР ТС 021/2011

10 20 30

Массовая доля сухих веществ. % 10,5 10,5 10,5 10,5

Кислотность, см"1 ЫаОН концентрацией 0,1 моль/дм3/100 см3 1,4 1,4 1,4 1,6

Амшгаый азот, мг/100 см3 5,6 5,6 5,5 5,2

Витамин С, мг/100 см3 4,4 4,4 4,0 3,0

КМАФАнМ, КОЕ/см" Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не допускается

Таким образом, в процессе храпения напитка в течение 30 суток не происходило существенных изменений показателей качества напитка. Срок годности можно установить 30 суток. Однако расслоение напитка происходит в течение 17-25 суток в зависимости от вида сырья, поэтому для улучшения внешнего вида можно рекомендовать указание на этикетке «Перед употреблением перемешать». На основе полученных экспериментальных данных была разработана промышленная технология зерновых напитков вязкой консистенции, основой которой выступает овсяная мука (рис. 5).

Ферментный препарат (ФП)

<

К

У

11001С

Сок, сахар

Раствор пектина с сахаром

1лар у ектияа \

Приемка и хранение сырья

Дробление зерна

Смешивание муки с водой. Гидромодуль 1:10, ФП 0,005%

Нагревание водно-зерновой смеси

Выдержка отвара 5 минут

Кипячение зернового отвара

Купажирование зерновых основ со вкусо-ароматическнм сырьем

Перемешивание, гомогенизация

Нагревание напитка и горячий ^ розлив

130-40 С

Гидролиз крахмала

Инактивация ФП

<

Стабилизация папитка

Рисунок 5 — Технологическая схема производства безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе зернового сырья

Установлены нормируемые показатели качества напитка (таблица 3)

Таблица 3 - Физико-химические показатели качества напитка «Кисель зерновой «Абрикос» _______

Наименование показателя Значения

Массовая доля сухих веществ, % 10,5± 0,2

Кислотность, см3 №ОН концентрацией 0,1 моль/дм3/100 см"* 1,4+0,3

Пищевая ценность: углеводы, г/100 см3 10,5

Энергетическая ценность, ккал/100 см3 42,0

Срок годности, сутки - с консервантом - без консерванта 20 10

Рассчитана себестоимость и цена напитка, которая составила 31,5 рублей за литр.

Современные технические достижения, позволяют осуществить применение нетрадиционного сырья. В данном случае под нетрадиционным сырьем понимается мука с целенаправленно выделенными анатомическими частями зерна. Исследования проводили на овсяной муке сверхтонкого фракционного помола 3-х фракций. Фракция 1-е повышенным содержанием растворимых пищевых волокон, содержащая оболочки и алейроновый слой зерна; фракция 2-е повышенным содержанием крахмала из эндосперма, фракция 3-е повышенным содержанием белка, полученная из зародышевой части зерна. Физико-химический состав муки представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Показатели качества муки фракционного сверхтонкого помола _

Показатели, % ( на сухое вещество) Образец муки

Фракция 1 Фракция 2 Фракция 3

Массовая доля крахмала 23,92 64,50 42,11

Массовая доля белка 9,15 16,90 22,42

Массовая доля влаги, % 7,8 10,2 11,3

Экстрактивность 38,3 89,9 51,4

Кислотность, град 4,8 12,6 13,2

Массовая доля р-глюкана 9,6 7,5 2,2

Фракция 2 использована в предыдущих исследованиях как мука сверхтонкого помола. В данной серии изучен процесс получения отвара и напитка из 2-х других фракций муки. Напитки получали по разработанной технологии с добавлением пектина в концентрации 0,1 %.

Показатели качества напитков из муки фракции 1 и фракции 3 приведены в таблице 5.

Напиток, полученный на основе муки, обогащен пищевыми волокнами, на основе муки 3-й фракции содержит больше белка и аминного азота. Однако напиток из муки 3-й фракции не дает нужной консистенции даже при

значительной дозировке пектина, эту фракцию лучше использовать для производства напитков других видов.

Таблица 5 - Показатели качества напитков, полученных из муки разных фракций помола________

Наименование показателей Фракция 1 Фракция 3

Массовая доля сухих веществ, % 8,4 9,6

Массовая доля белка. % 0,83 2,30

Кислотность, см3 раствора щелочи концентрацией 1 Моль/дм3/100 см3 1,2 2,0

Аминный азот, мг/100 см3 4,6 12,7

Витамин С, от/100 см" 4,4 4,2

Массовая доля (5-глюкана, % 0,9 0,3

Проведен сравнительный анализ отдельных показателей пищевой ценности напитка в сравнении с аналогом импортного производства. Полученные напитки на основе овсяной муки имеют высокое качество и могут быть внедрены на предприятиях пивобезалкогольной отрасли как напитки функционального назначения. Однако, учитывая отсутствие технической возможности на предприятиях получения фракционного помола муки, эта технология может рассматриваться как перспективная.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Обоснована методическая база разработки безалкогольных напитков вязкой консистенции. Разработана классификация и дегустационная шкала для анализа безалкогольных напитков вязкой консистенции. Проведено исследование торгового предложения киселей на примере г. Кемерово, которое показало ограниченный ассортимент готовых напитков, что определяет перспективность создания технологии таких напитков.

2. Разработана технология безалкогольных напитков вязкой консистенции на основе картофельного крахмала, стабилизированного яблочным пектином марки AB 902. Установлена дозировка пектина, позволяющая стабилизировать коллоидную систему 0,2 %. Разработаны рецептуры и технологические инструкции по производству напитков. Технология внедрена на предприятии Iffl Котова H.A.

3. Разработала технология безалкогольного напитка на основе овсяной муки традиционного и сверхтонкого помола, с применением биокаталитической обработки ферментным препаратом термамил. Установлены оптимальные параметры получения овсяных отваров: дозировка термамила для производства зернового напитка из муки традиционного помола 0,0005 %; из муки сверхтонкого помола - 0,00025 %, продолжительность обработки 5 минут. Изучен процесс седиментации и склонности к синерезису зерновых напитков в процессе хранения. Показана возможность стабилизации зерновых напитков пектином марки AB 902 в концентрации 0,35 % для напитка из муки традиционного помола и 0,3 % для напитка из муки сверхтонкого помола.

4. Дана оценка показателей качества безалкогольного напитка «Кисель зерновой «Абрикос», установлены сроки годности напитка до 30 суток. Разработана технологическая схема, рецептура напитка, установлены нормируемые показатели качества.

5. Показана перспективность применения овсяной муки сверхтонкого фракционированного помола, обогащенной пищевыми волокнами и белком в процессе помола, что позволяет получить зерновые кисели с повышенной пищевой ценностью. Для стабилизации напитка на основе муки с повышенным содержанием пищевых волокон рекомендовано вносить пектин в концентрации 0,1 %.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: Статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ

1. Романенко, В.О. Оценка пищевой ценности напитка на основе крахмалсодержащего сырья [Электронный ресурс] / В.О. Романенко, В.А. Помозова, К.А. Исылова // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/119-14792.

2. Анализ факторов, влияющих на качество зерновых отваров [Электронный ресурс] / В.А. Помозова, В.О. Ромапенко, Е.А. Вечтомова, Д.Г. Захаренко // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/119-14764.

Тезисы докладов на конференциях

3. Романенко, В.О. Анализ торгового предложения и перспективы развития производства киселей / В.О. Романенко, К.А. Исыпова // Пищевые инновации и биотехнологии: сборник статей Международной научной конференции, под общ. ред. А.Ю. Просекова; ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» — Кемерово, 2014. — С. 163 — 164.

4. Романенко, В.О. Низкокалорийные напитки на основе зернового сырья / В.О. Романенко, Л.М. Дундукова // Пища. Экология. Качество: материалы IX международной научно-практической конференции - Краснообск, 2012. - С 175 - 176.

5. Романенко, В.О. Производство безалкогольных напитков с использованием крахмальной основы / В.О. Романенко, К.А. Исыпова // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пшцевой промышленности: материалы УП Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. - Бийск, 2014. - С 383 — 386.

6. Романенко, В.О. Исследования процесса устойчивости бутилировашгых киселей к синерезису / В.О. Романенко, Е.А. Вечтомова, К.А. Исыпова // Пути интенсификации производства и переработки сельскохозяйственной продукции в современных условиях: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Волгоград, 2014. — С 266267.

7. Романенко, В.О. Обоснование технологии безалкогольных напитков с высокой вязкостью на основе растительного сырья / В.О. Романенко, В.А. Помозова, Е.А. Вечтомова // Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья: материалы Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2014. - С 87 -88.

8. Романенко, В.О. Исследования процесса синерезиса растворов крахмала / В.О. Романенко, Е.А. Вечтомова, К.А. Исыпова // Пища. Экология. Качество: материалы IX международной научно-практической конференции. - Екатеринбург, 2014. - С 175 — 177.

Подписано в печать 19.03.2015. Формат 60x86/16. Тираж 80 экз. Объем 1 пл. Заказ №289 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.

Отпечатано в рекламно-полиграфической компании «Рахита» 650004, г. Кемерово, ул. Соборная, 6