автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Разработка технологии и рецептур эмульсионных продуктов питания, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем Калужской области

На правах рукописи

ШАУРИНА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ, ОБОГАЩЕННЫХ ВТОРИЧНЫМ БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫМ МОЛОЧНЫМ СЫРЬЕМ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 05.18.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2014

005549364

г ь МАЯ 2014

005549364

Работа выполнена в Федеральном Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» на кафедре «Технологии продуктов из растительного сырья и парфюмерно-косметических изделий»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Восканян Ольга Станиславовна

Официальные оппоненты: Крюкова Елизавета Вячеславовна доктор

технических наук, профессор, МГУПП кафедра «Пищевая безопасность», профессор

Серба Елена Михайловна, кандидат

технических наук, доцент,

старший научный сотрудник отдела

биосинтетических и биокаталитических

нанотехнологий ферментов, дрожжей,

органических кислот и БАД

ГНУ ВНИИПБТ Россельхозакадемии

Ведущая организация: Московский филиал Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт жиров» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 27.06.2014 в 11:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.122.05 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: Россия, 109029, г. Москва, ул.Талалихина, 31, ауд 13. (первый этаж)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» (109004, Россия, Москва, ул. Земляной вал, 73)

Автореферат разослан 2014 г.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах ВАК РФ Министерства образования и науки РФ https://vak2.ed.gov.ru/announcement/index/163888 и ФГБОУ ВПО МГУТУ им.К.Г. Разумовского http://mgutm.ru/graduates-and-doctors/privacy/d-212-122-05 php

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент ' Козярина Галина Ивановна.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из направлений расширения ассортимента эмульсионных жировых продуктов пониженной калорийности и повышенной биологической ценности является обогащение их белково-углеводным молочным сырьем. В условиях дефицита белка в питании, а также различных компонентов пребиотической направленности, наибольший интерес представляет собой пахта и концентраты из нее, а также лактулоза и инновационная пищевая добавка «Биойод», которые обладают ценными пищевыми и биологическими свойствами. Пахта является важнейшим вторичным ресурсом молочной промышленности Калужской области, она обладает уникальными свойствами, что позволяет отнести этот вид молочного сырья к диетическому. Однако, проблема полноценного использования пахты и ее концентратов в пищевых продуктах питания до настоящего времени полностью не решена.

Потому особую актуальность приобретают комплексные исследования, направленные на совершенствование и разработку новых видов эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, способствующих сохранению здоровья и оптимизации жирового и белково-углеводного рациона питания населения.

Степень разработанности проблемы

Проведенные исследования основаны на научно-теоретических трудах и экспериментальных исследованиях ученых: В.П. Варламова, О.С. Восканян, Е.В. Грузинова, A.A. Кочетковой, А.Ю. Кривовой, Е.П. Корненой, А.П. Нечаева, В.Е.Тарасова, В.А. Тутельяна, Ю.А. Тырсина, Т.В. Шленской, В.Х. Пароняна, ILM. Скрябиной и других ученых, работающих над этой проблемой.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка технологии и рецептур эмульсионных жировых продуктов питания, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем Калужской области.

В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования являются:

- проведение маркетинговых исследований производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области;

- исследование физико-химических, органолептических и реологических характеристик новых белково-углеводных молочных концентратов из пахта и традиционных ингредиентов, а также определение их оптимальных концентраций для включения в рецептуры эмульсионных продуктов;

- выбор, обоснование и исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел и их смесей для применения в рецептурах новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем;

- разработка и исследование научно-обоснованных рецептур эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, с целью оптимизации количественного и качественного состава разрабатываемых продуктов;

- научное обоснование технологии производства эмульсионных продуктов с улучшенными качественными показателями путем подбора вкусовых и биологически-активных добавок;

- исследование физико-химических, реологических и органолептических показателей разработанных эмульсионных, продуктов повышенной биологической ценности и определение их оптимальных сроков хранения.

Научная новизна работы

В диссертационной работе автором лично получены следующие научные результаты:

- на основании проведенных маркетинговых исследований определены потребительские предпочтения жителей г. Калуги и Калужской области в отношении эмульсионных продуктов: майонезов, соусов, майонезных кремов, которые явились основанием для разработки новых эмульсионных продуктов на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья;

- экспериментально установлены высокие эмульгирующие и структурирующие свойства различных видов продуктов переработки молока: пахты сухой, пахты сублимационной сушки, высококонцентрированной пахты и определены оптимальные условия получения эмульсий на их основе;

- сконструированы сбалансированные по жирнокислотному составу, в том числе по соотношению ш6:юЗ жирных кислот, жировые основы эмульсионных

4

продуктов, состоящие из смеси растительных масел: подсолнечного, рисовых отрубей и пшеничного в соотношении 40:40:20: арахисового и подсолнечного в соотношении 50:50; подсолнечного, тыквенного и рисовых огрубей в соотношении 70:20:10;

— научно обоснован количественный и качественный состав рецептур эмульсионных продуктов на основании исследованных физико-химических и реологических характеристик традиционных и нетрадиционных ингредиентов;

— определены основные технологические параметры производства эмульсионных продуктов на основе различных видов пахты, обеспечивающие направленное регулирование состава и свойств готового продукта.

Теоретическая и практическая значимость работы заключались:

в расширении и обновлении ассортиментной линейки эмульсионной продукции, за счет производства инновационных продуктов, способствующих оптимизации жирового и белково-углеводного рациона питания населения;

- установлена возможность применения вторичного белково-углеводного молочного сырья в рецептурах эмульсионных продуктов питания для придания им пребиотических функциональных свойств, влияющих на биохимические и физиологические процессы и повышающие адаптогенные свойства организма человека;

разработаны основные технологические этапы и определены критерии получения новых видов эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем: «Био-Нежиость», «Пахто-Нежность» и «Лакто-Нежность». Утверждены рецептуры новых эмульсионных продуктов и составлена технологическая инструкция процесса производства. Проведены производственные испытания на ООО «Балтком-Юни» Калужской области по выработке новых эмульсионных продуктов, получена опытная партия в промышленных условиях, соответствующая по своим показателям требованиям СанПиН 2.3.2.1078-2001 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (дополнение №22 от 27.12.20 Юг.).

- результаты исследований диссертации используются в учебном процессе в Калужском механико-технологическом колледже молочной промышленности при: чтении лекций: выполнении лабораторных и практических работ; научно-исследовательских дипломных и курсовых работах студентов;

5

разработке учебно-методических пособий; выполнении научно-исследовательских работ.

Основные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения:

1. маркетинговые исследования производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области.

2. исследование физико-химических, органолептических и реологических характеристик новых белково-углеводных молочных концентратов из пахты и определение их оптимальных концентраций для включения в рецептуры эмульсионных продуктов.

3. выбор, обоснование и исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел и их смесей.

4. научное обоснование разработки рецептур и технологии производства эмульсионных продуктов с улучшенными качественными показателями на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья.

5. исследование физико-химических, реологических и органолептических показателей новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем и определение их сроков храпения.

Личный вклад соискателя

Научное обоснование, постановка цели и задач исследования, организация, планирование и проведение эксперимента, обработка и обобщение результатов исследований, разработка и совершенствование технологий, подготовка результатов к опубликованию, участие в проведении производственных испытаний.

Степень достоверности и апробация результатов работы

Достоверность полученных результатов подтверждена применением физико-химических методов анализа, актами выработки и испытаний продуктов, обогащенных белково-углеводным молочным сырьем, согласно разработанной технологической инструкции и осуществленной на производственных мощностях ООО «Балтком Юни» Калужской области.

Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях: IV Всероссийской научно-практической конференции

ученых и аспирантов вузов, посвященные 10-летию кафедры товароведения и технологии продуктов питания при ТюмГНГУ (Тюмень, 2011), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 10-летию факультета экспертизы и товароведения (Киров, 2011), IV Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию Российского университета кооперации (Москва, 2011), V Всероссийской студенческой конференции научно-ирактической конференции «Студенчество в науке — инновационный потенциал будущего» (Набережные Челны, 2012), VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Магнитогорск, 2012), Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Кемерово, 2012). VII Международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития». (Москва, 2012), Международной научно-практической конференции «Производство продуктов питания для здоровья человека - как основная часть наук о жизни» (Воронеж, 2012), Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство» (Воронеж, 2013), V Международной научно-практической конференции «Инновации в науке и образовании: пути развития» (Чебоксары. 2014).

Публикации. Всего опубликовано 17 научных трудов, в том числе 3 статьи в журналах по утвержденному списку ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, заключение, список использованной литературы и 12 приложений. Содержание работы изложено на 184 страницах основного текста, включающего 26 рисунков, 73 таблицы, 157 источников литературы.

Основное содержание работы

Во введешш дано обоснование выбора темы исследования и ее актуальности, сформулированы задачи, показана научная новизна и практическая значимость полученных автором результатов для инновационного развития масложировой промышленности.

В первой главе диссертации приведен аналитический обзор научно-технической литературы по теме диссертационной работы. Показаны новые направления в производстве эмульсионных продуктов для здорового питания.

В современных условия жизни и деятельности человека особое значение приобретает проблема повышения биологической ценности питания, которая призвана сыграть важную роль не только в повышении общего уровня здоровья населения, но и в предупреждении ряда заболеваний.

По оценкам отечественных специалистов, структура питания значительной части населения страны не соответствует реальным потребностям. В ряде регионов питание характеризуется недостаточным количеством фруктов и овощей, полноценных белков, избыточным содержанием в рационе животных жиров, наблюдается дефицит витаминов, йода, селена, железа и пр.

Неправильное питание часто является причиной нарушения обмена веществ и развития сопутствующей патологии. Обычно это стойкие нарушения витаминного, минерального и других видов обмена. Стойкие нарушения обмена веществ сопровождаются длительно текущими, хроническими заболеваниями.

Промышленная переработка молока связанна с получением значительного количества вторичного молочного сырья, так называемого, белково-углеводного, которое обладает ценными пищевыми и биологическими свойствами.

Одним из направлений расширения ассортимента эмульсионных продуктов пониженной калорийности и повышенной биологической ценности является обогащение их вторичным белково-углеводным молочным сырьем. В условиях дефицита белка в питании, а также различных компонентов пребиотической направленности, наибольший интерес представляет собой пахта, ее концентраты, лакгулоза и натуральная молочная добавка «Биойод».

Во второй главе приведены описания методов исследования физико-химических показателей, характеризующих качество и состав растительных масел и эмульсионных продуктов, которые проведены в соответствии с «Руководством ВНИИЖ по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности».

Исследования проводили в соответствии с общей схемой проведения исследований (Рис. 1).

II этап

Характеристика физико-химических свойств вторичного белково-углеводного

молочного сырья: пахта и концентраты из нее /

III этап

Исследование коллоидно-химических свойств вторичного белково-углеводногс молочного сырья

Разработка и исследование научно-обоснованных рецептур эмульсионных жировых продуктов с улучшенными качественными показателями на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья

Технологические этапы разработки рецептур новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем

Ж

Разработка и исследование жировой фазы эмульсионных продуктов на основе смеси традиционных и нетрадиционных растительных масел

Исследование и подбор стабилизационных и вкусовых биологически-активных добавок для новых эмульсионных продуктов

Исследование стабильности смесей растительных масел при хранении

Исследование жирнокислотного и витаминно-минерального состава новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сыоьем

Разработка рецептур и технологии производства

новых видов эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем

Исследование физико-химических, реологических и органолептических показателей новых видов эмульсионных продуктов и определение их сроков хранения

Утверждение новых рецептур эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем: «Лакто - нежность», «Пахто - нежность», «Био - нежность» на ООО «Балтком Юни» и составление технологической инструкции процесса производства

Проведение производственных испытаний на ООО «Балтком - Юни» по выработке новых эмульсионных продуктов

Рис. 1. Общая схема проведения исследований

Глава 3. Маркетинговые исследования потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области. В данной главе представлены результаты маркетинговых исследований производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской обласги.

Определено, что местных производителей данного вида масложировой продукции в регионе нет.

Проведенные маркетинговые исследования потребительских предпочтений жителей г. Калуги и Калужской области в сфере выбора и приоритетов майонезной продукции показали, что наибольшим предпочтением у населения пользуется традиционный высококалорийный майонез (рис. 2).

1 I

1 ' 1 7

Майонезные Майонез Эмульсионные соусы соусы с

наполнителями

Рис. 2. Предпочтения потребителей г. Калуги и Калужской области из предлагаемого ассортимента эмульсионных жировых продуктов

В последнее время наметилась тенденция к заботе о здоровье, соответственно, о полезности продуктов питания. В связи с этим, растет доля потребителей, обращающих внимание на жирность и калорийность продуктов, в том числе и майонеза.

Таким образом, все большее число потребителей предпочитают «лёгкий» майонез с низким содержанием жиров.

Анализ проведенных маркетинговых исследований показал, что в настоящее время на рынке г. Калуга и Калужской области ассортимент эмульсионных жировых продуктов на основе натурального молочного сырья недостаточен и представлен продуктами, которые включают в свой состав искусственные стабилизаторы, эмульгаторы, ароматизаторы и красители, в то

время как больше половины потребителей (84%) предпочитают продукцию на основе натурального сырья.

Мнения респондентов, отвечающих на вопрос об увеличении на рынке ассортимента майонезной продукции на основе натурального сырья, распределились следующим образом (рис. 3):

Отрицательно

Безразлично ^«»^ЗК. — 10%

оложительно 75%

Рис. 3. Мнение потребителей об увеличении ассортимента майонезной продукции на основе натурального сырья

Анализируя мнения потребителей можно сказать, что больше половины населения г. Калуги и Калужской области положительно смотрят на появление новых видов майонезной продукции.

Глава 4. Исследование физико-химических показателей ингредиентов для применения их в составе новых рецептур эмульсионных продуктов на основе вторичного молочного сырья.

Пахта и ее концентраты - это вторичное молочно-белковое лактозосодержащее сырье, обладающее симбиотическими и гтребиотическими свойствами.

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) определяли витаминный состав пахты. Среди витаминов, содержащихся в исследованных образцах пахты, следует отметить высокое содержание витамина А (ретинола), который регулирует нормальный рост и дифференциацию клеток развивающегося организма (64,1 мкг/ЮОг), витамина В4 (холина), участвующего в обмене жиров (38,2 мг/100г), витамина В2 (20.1 мкг/ЮОг), выполняющего регулирующую функцию и участвующего в усвоении различных веществ, витамина В12 (цианокобаламииа), уменьшающего уровень холестерина в крови (0.42 мкг/ЮОг) и др.

Определение содержания белков и минеральных веществ в пахте определяли колориметрическим методом и методом тонкослойной хроматографии. Результаты исследования показали, что пахта - источник высококачественного белка, включающий такие аминокислоты, как метионин, цистин, валин, лизин, фенилаланин, триптофан и др. Ее аминокислотный состав близок к аминограмме белка крови.

Минеральный состав пахты особенно ценен из-за содержания следующих макро- и микроэлементов: кальция (120 мг/100г), влияющего на биохимические и физиологические процессы в организме, калия (140 мг/100г), регулирующего водно-солевой обмен, фтора (20 мкг/ЮОг), принимающего непосредственное участие в процессе кроветворения, меди (12 мкг/ЮОг), участвующей в построении белков, росте клеток тканей.

На основании данных, полученных с помощью тонкослойной хроматографии установлено, что основную массу липидов пахты составляют триглицериды - 52%, количество связанных липидов - 11%, моно- и диглицериды содержатся в незначительных количествах. В пахте содержится небольшое количество жира, что важно для сбалансированного питания.

Результаты исследования содержания компонентов в пахте, в зависимости от способа получения сливочного масла, в сравнении с цельным и обезжиренным молоком представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Содержание компонентов в пахте в зависимости от способа

получения сливочного масла в сравнении с цельным и обезжиренным молоком

Показатель Обезжиренное молоко Пахта, получаемая при выработке масла методом Молоко цельное

сбивания сливок в маслоизготовителях Преобразования в/ж сливок

непрерьгв. действия периодич. действия

Сухие вещества, % 8,8 9,1 8,7 8,8 12,3

В том числе: белки 3,2 3,2 3,2 2,9 3,2

Молочный жир 0,05 0,4 0,7 0,4 3,6

Лактоза 4,8 4,7 4,7 4,8 4,8

Минеральные вещества 0,75 0,7 0,7 0,6 0,7

Холестерин, мг н. д. 39,0 23,0 20,0 20,0-40,0

Фосфолипиды, мг % н. д. 210,4 185,8 150,0 300,0

Кислотность, °Т, не более 17,0-21,0 20,0/50,0 20,0/50,0 20,0 18,0

Плотность, кг/л<3 1030,0 1032,0 1035,0 1029,0-1033,0 1027,0

На основании химического анализа пахты по содержанию молочного жира, лактозы, минеральных веществ, фосфолипидов по сравнению с цельным и обезжиренным молоком можно сказать, что химический состав пахты, вне зависимости от способа ее получения, идентичен по составу молоку цельному за исключением жира, а значит пахта может и должна быть полноценно использована в производстве пищевых продуктов.

Глава 5. Исследование влияния различных факторов на физико-химические показатели вторичного молочного сырья (пахты сухой, высококонцентрированной пахты) и сухого обезжиренного молока.

Сохранить естественный вкус продукта и при этом стабилизировать консистенцию можно путем введения вторичных продуктов переработки молока -пахты и ее концентратов.

Важными характеристиками, определяющими возможность использования вторичного белково-углеводного молочного сырья - пахты и ее концентратов в производстве эмульсионных продуктов питания, являются не только их питательная ценность, но и коллоидно-химические свойства — эмульгирующая и стабилизирующая способности, растворимость, вязкость, образование комплекса с эмульгированными жирами.

С целью выяснения физико-химической природы одних из основных компонентов рецептуры майонеза - яичного порошка (ЯП), сухого обезжиренного молока (СОМ) и белково-углеводного сырья - пахты сухой (ПС) и высококонцентрированной пахты (ВКП) - целесообразно было исследовать их водные растворы в зависимости от концентрации и температуры. Правомерность такой постановки задачи вытекает из соображений возможности регулирования их содержания в эмульсионных продуктах при сохранении стабильности.

На рис. 4 и 5 представлена зависимость вязкости водных растворов сухого обезжиренного молока (СОМ), яичного порошка (ЯП), пахты сухой (ПС), высококонцентрированной пахты (ВКП) от их концентрации и температуры.

1

. , г

_______

012345678

С,%

Рис. 4. Зависимость вязкости растворов молочных концентратов и пищевых белков от их концентрации, при 1=25'С. 1 - СОМ; 2 - ВКП; 3 - ПС, 4 - ЯП

Рис. 5. Влияние температуры на вязкость водных растворов молочных белков (2) и яичного порошка (ЯП) (1)

По-видимому, увеличение вязкости водных растворов молочных концентратов и пищевых белков с ростом концентрации веществ вызвано увеличением плотности сегментов макромолекул в единице объёма, что способствует образованию межмолекулярных связей и образованию структурированных растворов. Интенсивный нагрев в ходе технологических процессов существенно влияет на денатурацию молочных белков, которая может достигать 70-85%. В результате денатурации молочных белков происходит повышенное связывание воды, позволяющее избежать расслоения, тем самым обеспечивается высокая вязкость и однородность продукта.

Таким образом, настоящие исследования позволили установить зависимость вязкостных свойств водных растворов молочных добавок от их концентрации и температуры, что обуславливает возможность регулирования и корректирования дозировки этих компонентов в рецептуре эмульсионных продуктов, а также, что естественно более важно, позволяет учитывать эти результаты при управлении технологическим процессом в конкретных условиях производства.

14

С целью выявления взаимосвязи между устойчивостью эмульсии и поверхностным натяжением (а) были проведены исследования зависимости о растворов молочных концентратов от рН среды и концентрации соли СКаС|.

На рис. 6. представлены изотермы устойчивости эмульсий (т.е. зависимость времени жизни т* эмульсий, отвечающих вероятности 0,63% их расслоения) в функции от рН. 21 20 19

I18

о

17 16 15

0 1 2 345 6 7В9 10 1112 рН

Рис. 6. Изотермы межфазного натяжения а на границе с гептаном пахты сухой (ПС) при добавлении соли (1) и без соли (2)

Как следует из рисунка 6, устойчивость эмульсии к расслоению резко снижается при увеличении рН от 4.5 до 6,5, а затем испытывает увеличение. Интересно отметить, что минимум устойчивости эмульсии практически совпадает с минимумом изотермы межфазного натяжения, что позволяет считать межфазное натяжение одним из главных факторов устойчивости эмульсии.

Добавление соли в раствор полиэлектролитов приводит к экранизации заряженных функциональных групп, что сказывается на конформации макромолекул. В свою очередь, степень свернутости макроиона влияет на вязкость растворов полиэлектролита, а также на конформацию макроиона на границе раздела фаз, то есть на межфазное натяжение.

Характерной закономерностью всех кривых с (рН) является смещение минимумов в кислую область. Причиной этого является, по-видимому, специфическая адсорбция ионов и СГ на заряженных функциональных группах. Смещение минимума влево можно объяснить, например, тем, что

15

специфическая адсорбция иона СГ нейтрализует положительные группы Ыа+Н2+ макромолекул казеина, что приводит к увеличению отрицательного заряда макроиона. Это ведет к увеличению растворимости макроиона, десорбции его с межфазной поверхности, чем объясняется также увеличение межфазного натяжения о.

Глава <5. Разработка и исследование научно обоснованных рецептур эмульсионных жировых продуктов с улучшенными качественными и органолептнческнмн показателями.

Разработку научно обоснованных рецептур эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, и исследование технологий их получения проводили в соответствии с разработанной схемой технологических этапов (рис. 7).

Повышение биологической ценности жировой фазы достигали за счет улучшения ее жирнокислотного состава посредством составления смесей традиционных и нетрадиционных растительных масел (подсолнечного, пшеничного, рисовых отрубей, тыквенного и арахисового), характеризующихся улучшенным соотношением со-6 и ы-3 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). В процессе исследований изучали их жирнокислотный состав и физико-химические свойства

При разработке рецептур новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, необходимо кроме выбора, обоснования и варьирования соотношений ингредиентов в составе рецептуры, обеспечить высокую биологическую ценность продукта, определяемую физиологической и пищевой ценностью рецептурных компонентов.

В комбинации с молочными белками для достижения выраженного натурального вкуса использовали лактулозу. Помимо увеличения массовой доли сухих веществ, лактулоза позволяет компенсировать пребиотические и органолептические недостатки низкожирных эмульсионных продуктов.

Для решения проблемы йодного дефицита в Калужской области, (среднее потребление йода составляет 40-80 мкг в сутки, что в 2,5 раза меньше рекомендованной нормы) использовали натуральную пищевую добавку «Биойод», которая представляет собой молочный йодированный порошкообразный белок.

Для повышения вкусовых качеств эмульсионных жировых продуктов применяли виноградный мед и глюкозно-фруктозпый сироп из виноградных выжимок в количестве 5% с целью обогащения биологически активными соединениями без изменений физико-химических свойств готового продукта.

Рис. 7. Технологические этапы разработки новых рецептур эмульсионных продуктов на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья

Разработанные новые эмульсионные продукты, обогащенные вторичным белково-углеводным молочным сырьем, (табл. 2) были исследованы по жирнокислотному (табл. 3), витаминно-минеральному (табл. 4) составам. В качестве контроля был выбран традиционный майонез «Провансаль».

Таблица 2 - Рецептуры эмульсионных жировых продуктов, обогащенных

вторичным белково-углеводным молочным сырьем

Наименование компонентов рецептуры Содержание, %

«К» Рецептура №1 «Лакто -нежность» Рецептура №2 «Пахто -нежность» Рецептура №3 «Био - нежность»

Масло подсолнечное 65,4 - - -

Смесь масла подсолнечного, рисовых отрубей и пшеничного масел (в соотношении 40:40:20) - 53,0-55,0 - -

Смесь арахисового и подсолнечного масел (в соотношении 50:50) - - 48,0-50,0 -

Смесь подсолнечного, тыквенного и масла рисовых отрубей (в соотношении 70:20:10) - - - 43,0-45,0

Яичный порошок 5.0 - - -

Яичный желток пастеризованный с солью - - 0,2-0,18 -

Термостабильный сухой яичный желток - - - 3,0-2,0

Сухое обезжиренное молоко 1.6 - - -

Пахта сухая - 6,0-6,5 - -

Высококонцентрированная пахта - - 2,8-2,5 -

Пахта сублимационной сушки - - - 3,5-4,2

Лактулоза - 0,3-0.5 0.3-0,5 0,3-0,5

Биойод - - 0,03-0,03 0,03

Кислота уксусная 80% 0,65 - - -

Лимонная кислота - 0,1-0.2 - 0,1-0,2

Сахар-песок 1,5 - - -

Сода пищевая 0,05 0.05-0,05 0,05-0,05 0,02-0,02

Соль поваренная 1,0 0,1-0,1 - 0,1-0,1

Виноградный мед - - 5,0-5,0 -

Глкжозно-фруктозный сироп из виноградных выжимок - - - 5,0-5,0

КМЦ Ш - - 0,2-0,5 -

Вода 25,7 40,45-37,65 43,42-41,24 44,77-42,95

Итого 100,0 100,0-100,0 100.0-100.0 100,0-100,0

Таблица 3 — Жирнокислотный состав эмульсионных жировых продуктов,

обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем

Наименование жирной кислоты Содержание, %

Рецептура №1 «Лакто-нежность» Рецептура №2 «Пахто -нежность» Рецептура №3 «Био -нежность»

Мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК) олеиновая (ю - 9) 17,0 18,5 20,0

Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) (всего) линолевая (<о - 6) а-линоленовая (о> - 3) 33 л 24,1 29,7

25,3 20,1 24,9

7,9 4,0 4,8

Насыщенные жирные кислоты (НЖК) 7,7 5,9 5,5

Соотношение и - 6 : о - 3 жирных кислот 1:3 5:1 5 : 1

Соотношение НЖК : МНЖК : ПНЖК 1:2:4 1:3:4 1:4:6

Таблица 4 - Витаминно-минеральный состав эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем

Наименование показателей Содержание (на 100г)

Рецептура №1 «Лакто -нежность» Рецептура №2 «Пахто -нежность» Рецептура №3 «Био -нежность»

Витамины (мг)

л - - 0,5

Г руппы В 0,02 0,01 -

в, - - 0,6

в2 - - 0,7

В6 - - 0,7

Вп (мкг) - - 1,0

С 6,5 0,3 4,5

РР 0,05 0,1 0,9

Холин 0,2 - -

Токоферолы (мг %) (Е) 72,0 70,0 75,0

Стерины (%) (Б) 0,2 0,3 0.23

Каротиноиды (мг %) (А) 0,1 0,3 0,38

Макроэлементы (мг)

Кальций 19,8 10,1 4,8

Калий 20,1 12,0 110,2

Магний 6,7 - 40,0

Пантотеновая кислота 0,002 - -

Натрий - - 5,2

Фосфор - - 98,5

Микроэлементы (мкг)

Железо - - 0,2

Марганец - - 0,02

Модельные образцы эмульсионных продуктов, получали по следующей технологии (на примере рецептуры Ж>).

В рабочую емкость лабораторной установки наливали 2/3 части рецептурного количества воды, подогревали до 35° С, добавляли высококонцентрированную пахту, яичный желток, пастеризованный с солью, соду и нагревали до 95°С при перемешивании в течение 20 минут со скоростью вращения 300 об/мин. Добавляли водный раствор лактулозы и пищевой добавки «Биойод». Затем при скорости вращения 500 об/мин добавляли рецептурное количество виноградного меда или ппокозно-фруктозного сиропа из виноградных выжимок и перемешивали в течение 5 минут. В полученную смесь при температуре 35°С постепенно тонкой струей вливали смесь растительных масел и перемешивали в течение 15 минут при скорости вращения 1500 об/мин. Затем добавляли водный раствор лимонной кислоты и полученный продукт гомогенизировали в течение 5 минут при скорости вращения 3000 об/мин.

Физико-химические показатели новых эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, представлены в таблице 5.

Таблица 5 — Физико-химические показатели эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем

Наименование показателей Содержание, %

Контроль Рецептура №1 «Лакто-нежность» Рецептура №2 «Пахто -нежность» Рецептура №3 «Био -нежность»

Массовая доля жира. % не менее 65.4 55,0 50,0 46,0

Массовая доля влаги, % не более 23,0 25,0 46,0 37,0

Стойкость эмульсии неразрушенной, % 99,0 98,5 99,0 98,5

Кислотность в пересчёте на уксусную, % 0,4 0,3 0,3 0,3

Водородный показатель рН при 20°С 4.5 4,6 4,5 5,1

Эффективная вязкость при 20°С и скорости сдвига 3 с'1, Па с, не менее 23.0 25,0 26,4 27,8

Органолептические, физико-химические показатели свежеприготовленных

образцов эмульсионных продуктов соответствовали требованиям ФЗ № 90 от

24.06.2008 г. и межгосударственному стандарту ГОСТ 31761-2012 «Майонез и

соусы майонезные. Общие технические условия»:

— внешний вид и консистенция — однородная, сметанообразная

консистенция с мягкой пластичной структурой;

20

— эффективная вязкость неразрушенной структуры эмульсионных продуктов находилась в интервале 23,0 - 27,8 Па*с при напряжении сдвига Е>г =3с-1 (прибор Реотест, цилиндр 81, температура 20°С). При этом в каждой серии образцов наблюдалась идентичность структурно-реологических показателей контрольных образцов и образцов с белково-углеводными добавками;

— седиментационная устойчивость всех образцов - 99% неразрушенной эмульсии.

Защита жирового эмульсионного продукта от коэтакта с кислородом в процессе производства и хранения осуществлялась за счет введения лимонной кислоты, способствующей усилению действия антиокислителя (токоферола), присутствующего в тыквенном и масле рисовых отрубей.

Разработанные эмульсионные продукты, обогащенные вторичным белково-углеводным молочным сырьем, были заложены на хранение на 20 суток. В процессе хранения показатель «1ок>х», вычисляемый по методике ШРАС не превышал 15 единиц, что позволяет сделать вывод о стабильности жировой фазы эмульсионного продукта, который сохраняет свои качественные показатели в течение 20 суток при температуре 18°С.

Разработанные рецептуры новых эмульсионных продуктов характеризуются пониженным содержанием жировой фазы до 45%, холестеринсодержащих яичных продуктов до 2%, исключением из рецептуры сухого обезжиренного молока и сахара.

Таким образом, качество новых эмульсионных продуктов со сбалансированным нутриентным составом обусловлено высокими физико-химическими, органолептическими и функциональными свойствами новых ингредиентов рецептуры.

Для производства новых эмульсионных продуктов использовалась стандартная технология, которая совершенствовалась и корректировалась на стадии внесения комплекса биологически ценных добавок. В связи с вышесказанным, был разработан узел разведения и введения новых добавок и подобраны температурные режимы, которые составили 35-45°С.

Разработанная технология производства новых эмульсионных жировых продуктов позволяет производить их на действующем в настоящее время оборудовании по получению майонеза, например «Ргуша Когита».

Данную установку можно использовать в производстве новых эмульсионных продуктов периодическим способом, что актуально для предприятий малого и среднего бизнеса. Способ и технологическая схема производства эмульсионных продуктов на установке «Ргуша Когиша» обеспечивают ее работу по традиционным и нетрадиционным рецептурам. Производительность - до 1т/ч. За один цикл работы вырабатывают 600 кг готового

Рис. 8. Разработанная технологическая схема производства эмульсионных продуктов обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем на установке «Fry та Когита»: 1 - насос для но дачи готового продукта на фасовку; 2 - накопительная емкость для готового продукта; 3 - рабочая камера; 4 - емкость для масел: 5-приемные бункеры для сухих компонентов; 6 - емкость для лактулозы; 7 — емкость для концентратов из пахты; 8 - вакуумный насос; 9 -электропневматические клапаны: 10 - приемный бункер жидких пастообразных фаз; 11 - насос для подачи стабилизатора: 12 - емкость для раегвора стабилизатора.

Выводы

1. Проведенные маркетинговые исследования производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области показали, что более 75% населения г. Калуги положительно смотрят на появление новых видов майонезной продукции на основе натуральных ингредиентов.

2. На основании химического анализа по содержанию в пахте молочного жира, лактозы, минеральных веществ, фосфолипидов по сравнению с цельным и

обезжиренным молоком показано, что химический состав пахты, вне зависимости от способа ее получения, идентичен по составу молоку цельному, за исключением жира. Таким образом, пахта и ее концентраты рекомендованы к использованию в производстве масложировых эмульсионных продуктов.

3. Изучены физико-химические, органолептические и реологические свойства новых белково-углеводных молочных концентратов из пахты (вязкость растворов, межфазное натяжение на границе с масляной фазой, устойчивость эмульсии растительного масла, стабилизированного молочными концентратами). Установлена симбатная зависимость между устойчивостью эмульсий и межфазным натяжением а растворов, причем минимумы а и устойчивости эмульсий отвечают рН-б,5.

4. Разработаны и применены в новых рецептурах эмульсионных продуктов смеси традиционных и нетрадиционных растительных масел: подсолнечного, рисовых отрубей и пшеничного в соотношении 40:40:20, арахисового и подсолнечного в соотношении 50:50, подсолнечного, тыквенного и масла рисовых отрубей в соотношении 70:20:10. Данные смеси характеризуются сбалансировашшм жирнокислотным составом по поли-, моно- и насыщенным жирным кислотам, в которых значительно улучшен витаминный состав за счет увеличения доли токоферолов, жирорастворимых витаминов и каротиноидов.

5. Разработаны инновационные рецептуры эмульсионных жировых продуктов с пониженным содержанием жировой фазы от 55 до 45%, обогащеш!ые вторичным белково-углеводным молочным сырьем - пахтой и ее концентратами, лактулозой, пищевой добавкой «Биойод». Определены физико-химические, реологические и органолептические показатели разработанных продуктов, а так же их жирнокислотиый,. витаминно-минеральный составы, пищевая и энергетическая ценности.

6. Использование виноградного меда, глюкозно-фруктозного сиропа из виноградных выжимок в количестве 5%, лактулозы и пищевой молочной добавки «Биойод» повысило вкусовые качества и биологическую ценность новых эмульсионных продуктов.

7. В качестве оптимальных условий хранения новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, можно рекомендовать температуру 3-7°С до 20 дней.

8. Разработаны основные технологические этапы и определены критерий получения новых видов эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем: «Био-Нежность», «Пахто-Нежность» и «Лакто-Нежность». Утверждены рецептуры новых эмульсионных продуктов и составлена технологическая инструкция процесса производства. Проведены производственные испытания на ООО «Балтком-Юни» Калужской области по выработке новых эмульсионных продуктов, получена опытная партия в промышленных условиях, соответствующая по своим показателям требованиям СанПиН 2.3.2.1078-2001 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (дополнение №22 от 27.12.2010г.).

9. Результаты проведенных комплексных научных и экспериментальных исследований применяются в учебном процессе в Калужском механико-технологическом колледже молочной промышленности при: чтении лекций; выполнении лабораторных и практических работ; научно-исследовательских дипломных и курсовых работах студентов; разработке учебно-методических пособий; выполнении научно-исследовательских работ.

Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы:

- новые эмульсионные продукты, обогащенные вторичным белково-углеводным молочным сырьем, могут быть рекомендованы при разработке рационов питания для различных групп населения, проживающих в неблагоприятных, с экологической точки зрения, регионах, где наблюдается недостаток йода.

- полученные по разработанным технологиям инновационные рецептуры новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, можно использовать для профилактических программ поддержания и корректировки массы тела.

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

1. Шаурина, О.С. Новые направления в производстве безопасных жировых эмульсионных продуктов питания [Текст] / О.С. Шаурина, О.С.

24

Восканян //Научно-технический и производственный журнал «Масложировая промышленность». М.: «Пищевая промышленность», №6, 2011. -с.38-39

2. Шаурина, О.С Основные аспекты инноваций в производстве масложировых продуктов, безопасных в потреблении [Текст] / О.С. Шаурина, О.С. Восканян //Научно-технический и производственный журнал «Масложировая промышленность». М.: «Пищевая промышленность», №5, 2012. - с.28

3. Шаурина, О.С. Обогащение эмульсионных масложировых соусов-кремов нового поколения биойодом [Текст] / О.С. Шаурина, О.С. Восканян, C.J1. Люблинский Шаучно-технический и производственный журнал «Масложировая промышленность». М.: «Пищевая промышленность», №4, 2014. - с.27

Статьи и материалы конференций

4. Шаурина, О.С. Перспективы использования молочного сырья при производстве эмульсионных соусов функционального назначения [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С. Восканян // Сборник трудов IV Всероссийской научно-практической конференции ученых и аспирантов вузов, посвященные 10-летию кафедры товароведения и технологии продуктов питания при ТюмГНГУ. -Тюмень.: ТюмГНГУ, 2011. -с.347-348

5. Шаурина, О.С Новые направления в производстве эмульсионных продуктов питания, безопасных в потреблении [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С. Восканян // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 10-летию факультета экспертизы и товароведения. - Киров: ГОУ ВПО Кировская государственная медицинская академия, 2011. - с.29-30

6. Шаурина, О.С. Функциональные эмульсионные масложировые пасты с натуральными наполнителями [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С. Восканян, М.А. Игнатенко, H.A. Алиев // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 10-летию факультета экспертизы и товароведения. - Киров: ГОУ BIIO Кировская государственная медицинская академия, 2011. — с.213-215

7. Шаурина, О.С., Пути создания функциональных эмульсионных продуктов питания [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С. Восканян, К.Г. Восканян //'Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 10-летию факультета экспертизы и

товароведения. - Киров: ГОУ ВПО Кировская государственная медицинская академия. 2011. - с.215-216

8. Шаурина, О.С. Современные инновации в производстве масложировых эмульсионных продуктах [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С. Восканян //Материалы IV Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию Российского университета кооперации. - М.:, 2011. — с.59-61

9. Шаурина, О. С. Обогащение лактулозой эмульсионных соусов функционального назначения [Электронный сборник трудов] // Тезисы У Всероссийской студенческой конференции научно-практической конференции «Студенчество в науке - инновационный потенциал будущего». Набережные Челны. ГАОУ ВПО НГТТИ, 2012, http:// wu-w.ngtti.ru

10. Шаурина, О. С. Перспективы использования молочно-белкового концентрата из пахты при производстве эмульсионных соусов нового поколения [Электронный сборник трудов] // Тезисы V Всероссийской студенческой конференции научно-практической конференции «Студенчество в науке -инновационный потенциал будущего». - Набережные Челны. ГАОУ ВПО НГТТИ, 2012, http://www, ntt tti.ru

11. Шаурина, О.С Основные аспекты инноваций в производстве масложировых продуктов безопасных в потреблении [Текст] / О.С. Шаурина //Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Магнитогорск, ФГБОУ ВПО, ООО «МиниТип», 2012. -с.127-130

12. Шаурина, О.С. Здравословные аспекты применения лактулозы при производстве эмульсионных соусов нового поколения [Текст]/ / О.С. Шаурина// Сборник материалов Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово. 2012. - с.294-295

13. Шаурина, О.С., Тенденции в области создания функциональных масложировых продуктов на основе сывороточных белков [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С. Восканян // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Магнитогорск, ФГБОУ ВПО,

ООО «МиниТип», 2012.-с.123-127

14. Шаурина, О.С. Основные аспекты инноваций в производстве масложировых продуктов безопасных в потребление [Текст]/ О.С. Шаурина, О.С.

Восканян // Сборник материалов VII Международной конференции «Масложировой комплекс России: новые аспекты развития». — М.: Международная промышленная академия, 2012. - с. 189-192

15. Шаурина, О.С. Здравословные аспекты применения сывороточных белков при производстве эмульсионных соусов нового поколения [Текст] / О.С. Шаурина // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Производство продуктов питания для здоровья человека - как основная часть наук о жизни». - Воронеж, 2012. - с.355-359

16. Шаурина, О.С. Обогащение эмульсионных масложировых соусов-кремов нового поколения биойодом [Текст] О.С. Шаурина, О.С. Восканян, C.JI. Люблинский // Сборник материалов Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство». - Воронеж, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», 2013. - с.601-606

17. Шаурина, О.С. Биойод как инновационный компонент эмульсионных масложировых соусов нового поколения [Текст] О.С. Шаурина // Сборник материалов V Международной научно-практической конференции «Инновации в науке и образовании: пути развития», НОУ дополнительного профессионального образования «Экспертно-методический центр». - Чебоксары, 2014. - с.146-148

Отпечатано в типографии ООО "Франтера" Подписано к печати 16.05.2014г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м2. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,50. Тираж 100. Заказ 680.

WWW.FRANTERA.COM

Р-

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ имени К.Г. РАЗУМОВСКОГО»

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ, ОБОГАЩЕННЫХ ВТОРИЧНЫМ БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫМ МОЛОЧНЫМ СЫРЬЕМ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность: 05.18.06 «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические науки)»

На щ 1си

04201458438

ШАУРИНА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Восканян О.С.

Москва-2014

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................5

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР......................................................................11

1.1. Новые направления в производстве эмульсионных продуктов для здорового питания.........................................................................................................11

1.2. Перспективы использования вторичного молочного сырья при переработке молока: пахта и молочные концентраты из нее..........................................................17

1.2.1. Характеристика пахты и ее химический состав...............................................17

1.2.2. Технологические свойства пахты и их применение.......................................26

1.3. Лактулоза, ее применение и пребиотические свойства......................................31

1.4. Биойод: перспективы использования в продуктах питания...............................36

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ........................................................................40

2.1. Определение вязкости растворов полимеров......................................................40

2.2. Метод определения межфазного натяжения.......................................................41

(методика пластинки Вильгельми)..............................................................................41

2.3. Определение эмульгирующей способности молочных концентратов.............42

2.4. Метод определения спектра мутности.................................................................43

2.5. Определение растворимости сухого молока.......................................................43

2.6. Определение гидростатического давления на устойчивость эмульсий............44

2.7. Определение седиментационной устойчивости модельных эмульсии.............45

2.8. Определение химических показателей образцов растительных масел............46

2.9. Определение жирнокислотного состава растительных масел методом

газожидкостной хроматографии..................................................................................48

2ЛО.Определение общего содержания токоферолов в растительных маслах колориметрическим методом.......................................................................................50

2.11. Определение органолептических показателей растительных масел..............53

2.12. Определение цветности растительных масел....................................................53

2.13. Ускоренный метод определения содержания влаги в эмульсионных продуктах........................................................................................................................54

2.14. Определение содержания жира в эмульсионных продуктах...........................55

2.15. Определение кислотности эмульсионных продуктов......................................56

2.16. Определение типа эмульсии методом разбавления..........................................57

2.17. Определение вязкости эмульсионного продукта..............................................57

на приборе «Реотест».....................................................................................................57

2.18. Определение органолептических показателей эмульсионного продукта......58

2.19. Определение стойкости и рН эмульсий.............................................................59

2.20. Определение витаминной и антиокислительной активности эмульсионного продукта..........................................................................................................................59

2.21. Статистическая обработка результатов измерений..........................................61

ГЛАВА 3. МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ МАЙОНЕЗОВ И МАЙОНЕЗНЫХ СОУСОВ В Г. КАЛУГЕ И КАЛУЖСКОЙ

ОБЛАСТИ.......................................................................................................................63

3.1. Обзор рынка майонеза в России............................................................................63

3.2. Маркетинговые исследования рынка майонезной продукции Калужского региона............................................................................................................................65

3.3. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений населения Калужской области........................................................................................................75

3.4. Выводы по главе 3..................................................................................................82

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИНГРЕДИЕНТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ИХ В СОСТАВЕ НОВЫХ РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ............................................................................................................................83

4.1. Исследование физико-химического состава пахты и концентратов из нее.......................................................................................................83

4.2. Исследование физико-химических показатели пахты сухой (ПС) и ее концентратов..................................................................................................................88

4.3. Характеристика и физико-химические показатели.............................................92

лактулозы «Лактусан»...................................................................................................92

4.4. Характеристика и физико-химические показатели добавки «Биойод»...........94

4.5. Исследование физико-химических и органолептических показателей

ингредиентов, входящих в рецептуру эмульсионных продуктов............................96

4.6 Характеристика и физико-химические показатели вкусовых добавок............102

4.7.Исследование физико-химических свойста традиционных и нетрадиционных растительных масел.....................................................................................................103

4.7.1.Исследование физико-химических свойств.....................................................103

масла подсолнечного...................................................................................................103

4.7.2.Исследование физико-химических свойств масла тыквенного.....................104

4.7.3.Исследование физико-химических свойств масла рисовых отрубей...........106

4.7.4.Исследование физико-химических свойств масла арахисового....................108

4.7.5.Исследование физико-химических свойств масла пшеничного....................111

4.8. Выводы по главе 4................................................................................................113

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ (ПАХТЫ СУХОЙ, ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ПАХТЫ) И СУХОГО ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА................................................................114

5.1. Исследования вязкости водных растворов молочных белков от концентрации и температуры..............................................................................................................116

5.2. Исследование влияния хлористого натрия на вязкость водных растворов пахты...........................................................................................................119

5.3. Исследование зависимости оптической плотности водных растворов пахты от рН среды.......................................................................................................................120

5.4. Исследование зависимости межфазного натяжения с водных растворов пахты на границе с гептаном от рН среды...........................................................................122

5.5. Исследование устойчивости эмульсий, стабилизированных молочными белками, к расслоению в зависимости от рН среды................................................125

5.6. Выводы по главе 5................................................................................................129

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ РЕЦЕПТУР ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ С УЛУЧШЕННЫМИ КАЧЕСТВЕННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО БЕЖОВО-УГЛЕВОДНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ.............................................130

6.1. Исследование и разработка жировой фазы эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем......................130

6.2. Исследование стабильности разработанных смесей растительных масел при хранении.......................................................................................................................135

6.3. Технологические этапы разработки рецептур эмульсионных продуктов на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья...................................138

6.3.1. Исследование влияния концентрации пахты сухой (ПС) на устойчивость эмульсионного продукта.............................................................................................142

6.3.2. Исследование влияния концентрации яичного порошка на устойчивость эмульсионного продукта.............................................................................................144

6.4. Разработка рецептур и технологии производства новых видов эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем ..146

6.5. Исследование и подбор вкусовых биологически-активных добавок для эмульсионных продуктов............................................................................................149

6.6. Исследование физико-химических и органолептических показателей новых видов эмульсионных продуктов в процессе хранения............................................157

6.7. Исследование реологических показателей эмульсионных продуктов в

процессе хранения.......................................................................................................161

6.6. Выводы по главе 6................................................................................................164

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................167

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................169

Приложения..................................................................................................................184

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одним из направлений расширения ассортимента эмульсионных жировых продуктов пониженной калорийности и повышенной биологической ценности является обогащение их белково-углеводным молочным сырьем. В условиях дефицита белка в питании, а также различных компонентов пребиотической направленности, наибольший интерес представляет собой пахта и ее концентраты, а также лактулоза и инновационная пищевая добавка «Биойод», которые обладают ценными пищевыми и биологическими свойствами. Пахта является важнейшим вторичным ресурсом молочной промышленности, она обладает уникальными свойствами, что позволяет отнести этот вид молочного сырья к диетическому. Однако, несмотря на большие достижения в области переработки вторичного молочного сырья, задача полноценного использования его в пищевых продуктах питания до настоящего времени полностью не решена в большинстве стран мира.

Потому особую актуальность приобретают комплексные исследования, направленные на совершенствование и разработку новых видов эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, способствующих сохранению здоровья и оптимизации жирового и белково-углеводного рациона питания населения.

Степень разработанности проблемы

Проведенные исследования основаны на научно-теоретических трудах и экспериментальных исследованиях ученых: В.П. Варламова, О.С. Восканян, Е.В. Грузинова, A.A. Кочетковой, А.Ю. Кривовой, Е.П. Корненой, А.П. Нечаева, В.Е.Тарасова, В.А. Тутельяна, Ю.А. Тырсина, Т.В. Шленской, В.Х. Пароняна, Н.М. Скрябиной и других ученых, работающих над этой проблемой.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка технологии и рецептур эмульсионных жировых продуктов питания, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем.

В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования являются:

- проведение маркетинговых исследований производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области;

- исследование комплекса коллоидно-химических свойств молочных белков: определение вязкости растворов в зависимости от температуры, концентрации, содержания хлористого натрия, определение межфазного натяжения на границе с масляной фазой, исследование оптической плотности растворов, устойчивости модельных эмульсий растительных масел, стабилизированных белками к расслоению;

- исследование физико-химических, органолептических и реологических характеристик новых и традиционных ингредиентов и определение их оптимальных концентраций для включения в рецептуры эмульсионных продуктов;

- выбор, обоснование и исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел и их смесей для применения в рецептурах новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем;

- разработка и исследование научно-обоснованных рецептур эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем, с целью оптимизации количественного и качественного состава разрабатываемых продуктов;

- научное обоснование технологии производства эмульсионных продуктов с улучшенными органолептическими показателями путем подбора вкусовых и биологически-активных добавок;

— исследование физико-химических, реологических и органолептических показателей разрабатываемых эмульсионных продуктов повышенной биологической ценности и определение их оптимальных сроков хранения.

Научная новизна работы

В диссертационной работе автором лично получены следующие научные результаты:

— на основании проведенных маркетинговых исследований определены потребительские предпочтения жителей г. Калуги и Калужской области в отношении эмульсионных продуктов: майонезов, соусов, майонезных кремов, которые явились основанием для разработки новых эмульсионных продуктов на основе вторичного белково-углеводного молочного сырья;

— экспериментально установлены высокие эмульгирующие и структурирующие свойства различных видов продуктов переработки молока: пахты сухой, пахты сублимационной сушки, высококонцентрированной пахты и определены оптимальные условия получения эмульсий на их основе;

— сконструированы сбалансированные по жирнокислотному составу, в том числе по соотношению соб:шЗ жирных кислот, жировые основы эмульсионных продуктов, состоящие из смеси растительных масел: масла подсолнечного, рисовых отрубей и пшеничного в соотношении 40:40:20; масла арахисового и подсолнечного в соотношении 50:50; масла подсолнечного, тыквенного и рисовых отрубей в соотношении 70:20:10;

— научно обоснован количественный и качественный состав рецептур эмульсионных продуктов на основании исследованных физико-химических и реологических характеристик традиционных и нетрадиционных ингредиентов;

— определены основные технологические параметры производства эмульсионных продуктов на основе различных видов пахты, обеспечивающие направленное регулирование состава и свойств готового продукта.

Теоретическая и практическая значимость работы заключались:

- в расширении и обновлении ассортиментной линейки эмульсионной продукции, за счет производства инновационных продуктов, способствующих оптимизации жирового и белково-углеводного рациона питания населения;

- установлена возможность применения вторичного молочного белково-углеводного сырья в рецептурах эмульсионных продуктов питания для придания им пребиотических функциональных свойств, влияющих на биохимические и физиологические процессы и повышающие адаптогенные свойства организма;

- разработаны основные технологические этапы и определены критерии получения новых видов эмульсионных жировых продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем: «Био-Нежность», «Пахто-Нежность» и «Лакто-Нежность». Утверждены рецептуры новых эмульсионных продуктов и составлена технологическая инструкция процесса производства. Проведены производственные испытания на ООО «Балтком-Юни» Калужской области по выработке новых эмульсионных продуктов, получена опытная партия в промышленных условиях соответствующая по своим показателям требованиям СанПиН 2.3.2.1078-2001 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (дополнение №22 от 27.12.2010г.).

- результаты исследований диссертации используются в учебном процессе в Калужском механико-технологическом колледже молочной промышленности при: чтении лекций; выполнении лабораторных и практических работ; научно-исследовательских дипломных и курсовых работах студентов; разработке учебно-методических пособий; выполнении научно-исследовательских работ.

Основные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения:

1. маркетинговые исследования производства и потребления майонезов и майонезных соусов в г. Калуге и Калужской области.

2. исследование комплекса коллоидно-химических свойств молочных белков.

3. физико-химические, органолептические и реологические характеристики новых белково-углеводных ингредиентов и определение их оптимальных концентраций для включения в рецептуры эмульсионных продуктов.

4. выбор, обоснование и исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел и их смесей.

5. научное обоснование разработки рецептур и технологии производства эмульсионных продуктов с улучшенными качественными показателями.

6. физико-химические, реологические и органолептические показатели новых эмульсионных продуктов, обогащенных вторичным белково-углеводным молочным сырьем в процессе их хранения.

Личный вклад соискателя

Научное обоснование, постановка цели и задач исследования, организация, планирование и проведение эксперимента, обработка и обобщение результатов исследований, раз�