автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии комбинированного кисломолочного продукта для детей школьного возраста

На правах рукописи

г г 1ут1л

^ и ¡\Л/

Гречук Елена Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОМБИНИРОВАННОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Республика Казахстан Семипалатинск 2000

Работа выполнена в Семипалатинском государственном университете

имени Шакарима

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Н.Б. Гаврилова

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации доктор технических наук, профессор Л.А. Остроумов кандидат технических наук Г.К. Узбекова

Ведущая организация: Казахский научно-исследова-

тельский институт пищевой Промышленности (г. Алматы).

Защита состоится " 20 " апреля 2000 г. в Ю00 часов на заседании объединенного диссертационного Совета КО 14.15.03 при Семипалатинском Государственном университете имени Шакарима по адресу: 490035, Семипалатинск, ул. Танирбергенова, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Семипалатинского Государственного университета имени Шакарима

Автореферат разослан у •£- ^¿¿¿Л^ГС^Р 2000 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент " ¿У К.Ж. Амирханов

А а^Тег '?-. О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Коррекция рациона человека в соответствии с научно -обоснованными требованиями теории сбалансированного, адекватного литания и с учетом физиологических особенностей организма является приоритетным направлением в решении проблемы обеспечения полноценными продуктами питания различных возрастных групп населения. При этом, в современных условиях жизни наличия неблагоприятных факторов, повышающих степень риска заболеваемости человека, значительное внимание уделяется созданию продуктов направленного действия, обладающих способностью стимулировать иммунную систему человека и применяемых для лечебно-профилактического питания детей школьного возраста.

Качественный аспект проблемы питания связан с дефицитом в рационе полноценного белка, поэтому необходима разработка новых видов белок содержащих продуктов, обладающих высокой пищевой и биологической ценностью.

Теоретические и практические основы производства комбинированных белковых продуктов заножены в работах И.А. Рогова, П.Ф. Крашенинина, АГ. Храм-цова, В.В. Молочникова, Л.А. Остроумова, У. Чоманова, Е.Т. Тулеуова и других ученых.

В последние годы в пищевом рационе населения всех индустриально развитых стран наблюдаются неблагоприятные тенденции к уменьшению в рационах доли ряда эссенциальных компонентов пищи. Повышенный интерес вызывает вопрос об обеспеченности организма жизненно необходимыми микроэлементами. К числу микроэлементов, дефицит которых выявляется наиболее часто, относится селен, играющий исключительно важную биологическую роль в течении многих биохимических процессов в организме.

Для многих регионов Казахстана серьезную проблему представляет недостаточная обеспеченность населения эссенциальным микроэлементом - селеном. Его дефицит является одним из факторов риска возникновения злокачественных новообразований, заболеваний сердца, сосудов, болезней суставов и тд. Обеспеченность селеном приобретает особое значение для людей, подвергшихся воздействию радиоактивного излучения.

Вследствии вышеизложенного разработка технологии и создания специальных продуктов для детей школьного возраста, содержащих микроэлементы и витамины является актуальной.

Цель и задачи исследований. Целью работы является обоснование и разработка технологии комбинированного кисломолочного продукта, обогащешюго селеном и предназначенного для питания детей младшего школьного возраста.

Для реализации поставленной цели сформулированы задачи:

- исследовать влияние технологических параметров на формирование структуры молочно - белковой основы, таких как: температура пастеризации, способ свертывания, качественный и количественный состав закваски и кинетика самопрессования;

- разработать технологические параметры производства молочно - белковой основы для комбинированного кисломолочного продукта;

- исследовать влияние среды экстрагирования, состояния растительного компонента на химический состав и качественные показатели растительных экстрактов;

- разработать технологию молочно - растительного экстракта;

- обосновать способ внесения селена в продукт;

- исследовать структурно - механические показатели комбинированного кисломолочного продукта и на основании полученных данных оптимизировать рецетуру продукта;

- исследовать пищевую и биологическую ценность комбинированного кисломолочного продукта;

- разработать технологию и техническую документацию на комбинированный кисломолочный продукт.

Научная новизна работы. Изучено влияние технологических параметров на химический состав, физико - химические и микробиологические показатели молочно - белковой основы комбинированного кисломолочного продукта в условиях его ферментации полизакваской, состоящей из следующих культур: Str. thermophilus, Lbs. acidophilus, В. bifidus, в соотношении 2:1:2. Установлены рациональные технологические параметры, обеспечивающие в комбинированном кисломолочном продукте требуемое содержание влаги 65 % ± 1,0 %, содержание живой микрофлоры - 108 в 1 г продукта, титруемую кислотность -85 °Т ± 5 °Т. Проведен сравнительный анализ процесса экстрагирования растительных компонентов на водной среде и на основе неосвещенной творожной сыворотки. Экспериментально и аналитически доказано, что неосвещенная творожная молочная сыворотка является эффективной средой для экстрагирования растительных компонентов. Изучено влияние минеральной добавки -"неоселена" на состояние основных технологических операций: ферментация и отделение сгустка. Обоснован способ введения селена в продукт с учетом максимальной сохранности. Теоретически рассмотрен химизм процесса взаимодействия селена с белками молока. Изучены основные структурно - механические показатели, результаты которых использованы для корректировки компонентного состава комбинированного кисломолочного продукта на основе математического моделирования.

Практическая ценность работы. На основе проведенных исследований разработана технология творожного крема "Онай", обогащенного растительными компонентами и минеральной ншцевой добавкой, предназначенного для питания детей школьного возраста (ТУ 647 РК 511510934265 АО - 03 - 99). Новая технология прошла промышленную адаптацию на фирме "Эмиль" Республики Казахстан (г. Усть - Каменогорск).

Апробация работы. Основные результаты работы были предметом докладов и обсуждений на второй Всероссийской научно - технической конференции "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной

пищевой и биологической ценности" (Углич, 1996), на второй Международной научно - технической конференции "Пиша. Экология. Человек." (Москва, 1997), на Республиканской научно - технической конференции "Эффективные технологии и технические средства переработки сельскохозяйственной продукции" (Алматы, 1997), на Российской научно - практической конференции "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" (Кемерово, 1997), на научно - практической конференции "Продукты питания, пищевые добавки, упаковка: экология производства и переработка отходов" (Москва, 1998), на международной научно - практической конференции "Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане" (Семипалатинск, 1999), на научно - практической конференции "Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы" (Юрга, 1999), на научно-практической конференции "Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в 21 веке" (Новосибирск, 1999), на Международной конференции "Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здоровья 21 века" (Москва, 1999).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ и одна заявка на изобретение.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, методики экспериментальных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка использованной литературы.

Диссертация изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 48 таблиц, 25 рисунков и приложения. Список литературы 139 наименований.

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

В соответствии с поставленными задачами экспериментальные исследования проводили в лабораториях Семипалатинского Государственного университета имени Шакарима (г. Семипалатинск), Института питания Министерства науки Республики Казахстан (г. Алматы), Казахского научно - исследовательского и конструкторского института мясной и молочной промышленности (КазНИКИММП, г. Семипалатинск), ТОО "Эмиль" (молочный цех фирмы "Эмиль" г. Усть - Каменогорска), испытательного центра Усть - Каменогорской городской санэпидстанции по следующей схеме (рисунок 1).

На первом этапе устанавливали технологические параметры производства и химический состав молочно - белковой основы.

Второй этап работы был посвящен обоснованию, расчету и разработке технологии подготовки компонентов комбинированного молочно - белкового продукта.

На третьем этапе работы изучили структурно - механические показатели комбинированного молочно - белкового продукта и скорректировали его состав на основе математического моделирования.

На заключительном этапе работы разрабагсывали техническую документацию, исследовали биологическую, пищевую ценность продукта и его безопасность по требованиям СанПиН. Проводили промышленную апробацию работы.

Этапы Изучаемые факторы Контролируемые

исследования параметры

Рисунок I. Схема проведения исследований

При выполнении работы приняты общепринятые стандартные методы для определения в сырье и готовом продукте влаги, жира, молочного сахара, золы, белка, сухих веществ, титруемой кислотности, микробиологических показателей, реологических показателей, оптической плотности. Аминокислотный состав определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе "Hitachi -KLA 38"; содержание витаминов определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе "Милихром". Пластическую вязкость и предельное напряжение сдвига определяли на ротационном вискозиметре системы РВ - 8 М. Воларовича. Органолептические показатели определяли методом закрытой дегустации по разработанной системе оценки двадцати-бальной шкалы. Повторность опытов (3 - 5) кратная. Математическую обработку экспериментальных данных проводили на персональном компьютере. Для определе1шя оптимальных сочетаний исследуемых показателей был проведен кластерный анализ с использованием пакета Statgraphies Plus for Windows.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Обоснование основных технологических процессов при выработке

молочно - белковой основы

На первом этапе в работе представляется целесообразным обосновать аналитически и экспериментально основные технологические параметры производства нового продукта. Основным объектом исследования служило обезжиренное молоко.

Изучены факторы, существенно влияющие на коагуляцию белков молока и последующую обработку сгустка:

- тепловая обработка молока;

- качественный и количественный состав микрофлоры закваски;

- способы свертывания молока (кислотный и кислотно - сычужный);

- температура и продолжительность самопрессования.

Было изучено влияние тепловой обработки, в интервале температур от 65 до 92 °С с различным временем выдержки, на процесс ферментации. В контрольном варианте температура пастеризации - (72 - 74) °С.

В опытных образцах использовали полизакваску состоящую из культур: Str. thennophilus, Lbs. acidophilus, В. bifidus. Соотношение культур подбиралось с учетом их биохимической активности и степени антагонистической активности в обезжиренном молоке (в сравнении с закваской, используемой для традиционных видов творога, производимого ускоренным способом).

Продолжительность процесса свертывания зависела от температуры пастеризации незначительно и составила 6 - 8 ч. при кислотном способе, 4 - 5 ч - при кислотно-сычужном. Однако качественные показатели сгустков, полученных кислотным и кислотно - сычужным способами, имели существенное различие (таблица 1).

Таблица I

Качественные показатели кислотных сгустков в зависимости от режима пастеризации молока

Продукт Темпера тура, °С Выдержка, с Кислотный Кислотно - сычужный

Продолжи тельность свертывания, ч Характерис тика сгустков Продолжите льносгь свертывания, ч Характери стика сгустков

Контроль 74 30 7,0 плотный 4,5 плотный

Вариант 1 65 1800 7,5 дряблый, хлопьевидный 5,5 дряблый

Вариант 2 87 10 7,0 плотный 4,5 более плотный

Вариант 3 92 без выдержки 8,0 вялый 4,0 слабый, дряблый

Изучено влияние температуры пастеризации на массовую долю влаги в мо-лочно - белковой основе, полученной кислотным (рисунок 2) и кислотно - сычужным способами (рисунок 3).

Влияние температуры пастеризации на массовую долю влаги в молочно -белковой основе, полученной кислотным и кислотно - сычужным способом

11Ю

80604020- -

0

контроль 65 87 92

Температура пастсритащш.

Рисунок 2

контроль 65 87 92

Температура пастеризации, "Ь

Рисунок 3

Существенным фактором технологического процесса концентрированных молочно - белковых продуктов является использование сухих веществ молока.

С этой целыо изучено влияние температуры пастеризации на степень перехода сухих веществ. Полученные данные представлены в таблице 2. Таблица 2

Влияние температуры пастеризации на степень использования сухих веществ.

Массовая Кислотный Кислотно - сычужный

доля су- Массовая Степень Массовая Степень

Продукт хих ве- доля сухих перехода доля сухих перехода

ществ, % веществ, сухих ве- веществ, сухих ве-

% ществ, % % ществ, %

в молоке в сыворотке в сыворотке

Контроль 12,1 6,10 50,4 6,19 51,1

Вариант 1 12,1 6,27 51,8 6,23 51,4

Вариант 2 12,1 6,00 49,5 6,17 50,9

Вариант 3 12,1 5,74 47,4 6.14 50,7

На основании анализа полученных данных установили, что рациональной температурой пастеризации является температура 87 °С (вариант 2).

Следующей задачей было обеспечить содержание полезной микрофлоры 108 - 109 в 1 г, в том числе бифидобактерий не менее 50 %.

На данном этапе работы проводили эксперимент по установлению количества вносимой полизакваскн и ее влияние на общее содержание микрофлоры (таблица 4, рисунок 4).

Таблица 4

Исследование влияния дозы закваски на качественные показатели сгустков

Закваска Количе- Темпера- Продолжи- Кислот- Характери-

ство за- тура фер- тельность ность стика сгустков

кваски. ментации, ферментации, сгуст-

% °С ч ков, °т

Контроль 1 32 4,5 70 ПЛОТНЫЙ

Вариант 1 1 38 4,0 53 слабый, слегка тягучий

Вариант 2 3 38 4,0 53 рыхлый, тягучий

Вариант 3 5 38 3,5 54 плотный, хорошо отделяет сыворотку

Вариант 4 7 38 3,0 65 плотный

Влияние количества закваски на содержание клеток микрофлоры в готовом продукте (в 1 г)

ящря

кошроль 1 3. 5 7

Массовая доля закваски

Рисунок 4

Из полученных данных следует, что оптимальной дозой использования закваски необходимо принять 5 %, которая обеспечивает в молочно - белковой основе кислотность (85 ± 5) °Т, количество жизнеспособных клеток микроорганизмов - 4,10 • 108 и это позволяет применять ее в производстве детских и диетических продуктов.

Для окончательного выбора способа свертывания изучали количество жизнеспособных клеток бифидобакгерий в молочно - белковой основе, полученной кислотным и кислотно - сычужным способами. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Таблица 5

Общее количество жизнеспособных клеток микроорганизмов (в 1 г)

Показатели Конл воль Вариант |

кислотный КИСЛОТНО-СЫЧУЖНЫЙ кислотный кислотно-сычужный

Количество жизнеспособных клеток 5,18 • Ю'± ± 0,12 • Ю7 7,28- 10' ± ±0,14 • 107 5,98 • 108 -±0,24- 108 5,98- 10*± ±0.07* 10*

В том числе, молочнокислых микроорганизмов- до отваривания после отваривания бифидобакгерин- до отваривания после отваривания 4,28« !07 ± ± 0,16 • ю7 2,42 • 107± ^0,08' 107 не обнаружено не обнаружено 7,28- 10'± ± 0,14 • 107 не обнаружено 2.1 • 108±: ±0.17 МО8 4,09- 107± ±0,23- 107 2,0« 10* ± ±0,09* 103 5,76 • 105 ± ±0,10- 105 3,11 • 10а± ±0,23- 108 2,87 • 108 ± ±0,09» 108

Кислотность готового продукта,*^ 210 ± 10 170 ± 10 93 ±5 80 ± 5

Консистенция готового продукта нежная, рассыпчатая нежная, рассыпчатая мягкая, пластичная мажущаяся мягкая, пластичная, мажушаяся

На следующем этапе работы изучали кинетику самопрессования. Для того, чтобы получить белковую основу с массовой долей влаги не более 65% и титруемой кислотностью не более (85 ± 5) °Т изучены различные температурные режимы процесса самопрессования и его продолжительность, в качестве контроля использовали традиционный творог нежирный. В результате экспериментальных исследований установили, что эффективнее осуществлять процесс самопрессования при температуре 6 °С - 10 °С в течение 4,0 ч - 4,5 ч.

Выбор, обоснование и подготовка компонентов, регулирующих химический состав комбинированного молочно - белкового продукта

Рациональное питание человека в любом возрасте, а в детском особенно, может быть достигнуто только при сочетании пищевых продуктов животного и растительного происхождения. В последние годы во многих странах мира ведутся исследования по созданию комбинированных продуктов на молочной основе с направленно заданным составом и свойствами. При этом, допускается частичная или полная замена молочной основы натуральными компонентами не молочного происхождения. К ним относятся пищевые волокна, фрукты, ягоды, травы, растительное масло, а также специально вносимые в продукты компоненты для улучшения их вкуса и консистенции.

Для обогащения комбинированного кисломолочного продукта в работе ис-пользовачись растительные компоненты: мята перечная и шиповник коричный. Выбранные компоненты вводили в комбинированный кисломолочный продукт в виде экстрактов.

Общепринятыми являются экстракты лекарственных трав, полученные на водной основе. На данном этапе экспериментальной работы нами была изучена возможность применения неосвещенной творожной сыворотки для экстрагирования мяты перечной и шиповника коричного.

Аргументом к использованию молочной сыворотки являются входящие в состав молочной сыворотки белки, углеводы, минеральные соли, витамины, а также присутствующие в ней антибиотические и другие полезные вещества, позволяющие считать ее биологически ценным молочным сырьем. Молочная кислота, содержащаяся в сыворотке предупреждает возможное развитие нежелательной микрофлоры в экстракте. Для сравнения использовали водный экстракт этих же растительных ингредиентов.

За основу производства растительных экстрактов на сыворотке творожной неосветленной взята технология получения водных экстрактов. Время экстрагирования на сыворотке творожной неосветленной устанавливали по оптической плотности экстрактов. На рисунке 5 представлены результаты исследований.

чо

о4-

а

й з

Ш

Влияние продолжительности экстрагирования на выход экстрактивных веществ

15 20 Время, мин

• Экстракт шиповника

-•■-Экстракт мяты

Рисунок 5

Таким образом, га основании анализа, полученных данных установили время экстрагирования насыворслкЕтвсрсндаои негсветзюпю^ которое ахтааг1яст 20 мин -25 мин.

Определен химический состав и физико - химические показатели молочно -растительного экстракта, результаты представлены в таблице 6. Таблица 6

Химический состав и физико - химические показатели молочно - растительного экстракта

Наименование показателя Норма

Массовая доля белка, % 3.37 ±0,10

Массовая доля углеводов. % 33.37 ± 0.50

Органические кислоты в пересчете на яблочную, % 2.16 ±0,10

Минеральные вещества, мг/100 г 126.93 ± 1,00

В то числе: натрий, мг/100г калий, мг/100г кальций, мг/100г фосфор, мг/1 ООг железо, мг/1 ООг медь, мг/1 ООг 10,80 ± 1.57 47,70 ± 1,13 34,00 ± 0,94 13,20 ±0,58 16,00 ± 1,17 8.10 ±0,38

Каротин, мг/1 ООг 4,57 ±0,10

Витамины, мг/1 ООг 520,13 ±1,00

В том числе: аскорбиновая кислота, мг/1 ООг витамин В[, мг/1 ООг витамин мгЛООг 46,59 ± 0,50 1,77 ±0,58 4,00 ±0,81

Титруемая кислотность, ПГ 54 ±5

Вкус и запах Кисло - сладкий с запахом мяты

Консистенция Однородная, с частичками белка

Цвет Коричневый

Таким образом, в результате проведенных исследований установили эффективность использования сыворотки творожной неосветленной в качестве экст-рагента и обогащения сывороточными белками, т. е. повышение биологической ценности растительных экстрактов.

На следующем этапе данного эксперимента изучали дозу внесения молочно -растительного экстракта в комбинированный кисломолочный продукт и его влияние на физико - химические показатели продукта. Дозу экстракта варьировали от 3 % до 13 %. Так как в качестве среды экстрагирования использовали сыворотку творожную, то с увеличением количества вносимого молочно - растительного экстракта - более 8 % наблюдали повышение титруемой кислотности и увеличение массовой доли влаги в готовом продукте.

По результатам органолептнческой оценки и химическим показателям -титруемой кислотности и массовой доли влаги, установили рациональную дозу - 8 %, обеспечивающую минеральными веществами (N3, К, Са, М§, Р, Ие), витаминами (Вь В>, РР, С), каротиноидами, органическими кислотами и белками растительного происхождения, комбинированный кисломолочный продукт.

3.2,2. Медико - биологическое обоснование использования селена

в производстве комбинированного молочно - белкового продукта

Принимая во внимание данные о содержании селена в сыворотке крови, а также низкую обеспеченность всех групп населения такими антиоксидантами, как витамин С, р-каротин, витамины группы В, группу риска, характеризующиеся пониженным антиоксидантным статусом, составляют беременные женщины и дети.

Учитывая литературные данные, что селенит натрия при температуре выше 60 °С подвергается изменениям и может изменить свои свойства на противоположные, способ его внесения до пастеризации исключен из эксперимента.

При уточнении способа внесения селена в продукт основной задачей было обеспечить максимальную сохранность селена в продукте после его внесения и определить степень его влияния на процесс ферментации и развитие полезной микрофлоры.

Минеральную пищевую добавку "неоселен" вносили в виде водного раствора в пастеризованное и охлажденное до температуры 38 °С обезжиренное молоко из расчета 22 мкг/ 100 г смеси. Затем вносили закваску и сычужный фермент в соответствии с условиями опыта. Контролем служило обезжиренное молоко, свертываемое в тех же условиях, но без добавления селена.

В обеих вариантах, в контроле и опыте, характер накопления титруемой кислотности был одинаковым. Процесс образования сгустка завершился за 4,0 ч.

Введение селена в молоко перед свертыванием не оказало существенного влияния на процесс свертывания, что говорит о возможном внесении селена в обезжиренное молоко перед свертыванием.

Следующим этапом эксперимента было установить как распределяется количественно селен в случае его внесения в обезжиренное молоко перед свертыванием при дальнейших технологических операциях.

Основная цель эксперимента обеспечить максимальный переход селена в молочно - белковую основу.

Результаты исследования распределения селена в молочно - белковой основе, сыворотке в сравнении с первоначальным содержанием селена в обезжиренном молоке представлены на рисунке 6.

Распределение селена в продуктах (мкг/100 г)

о 25 о

о.

я □ Контроль ЭОпыт ПМолочно - белковая основа В Сыворотка и

Рисунок 6

В процессе экспериментальных исследований установлено, что 40 % селена перешло в молочно - белковую основу и 60 % — в сыворотку'.

На основании экспериментальных данных теоретически был предположен химизм взаимодействия вносимой в комбинированный кисломолочный продует минеральной пищевой добавки "неоселен" (селенат натрия) с молочным белком в кислой среде.

На основании чего и с целью увеличения эффективности данной реакции был исследован способ внесения селена в готовую молочно - белковую основу, что исключило его потери с сывороткой.

Так как потери селена составляют значительное количество нами был исследован второй способ введения селена непосредственно в продукт при перемешивании с растительными компонентами. Полученный продукт исследовали на количественное содержание селена в свежем продукте и в течение 72 часов хранения при холодильном режиме хранения 4 °С - 6 °С. Результаты исследований показали, что содержания селена в течении 72 часов хранения не изменяется.

Качественные показатели молочно - белковой основы с добавлением селена представлены в таблице 7.

Таблица 7

Качественные показатели молочно - белковой основы с селеном

Показатели Характеристика

Консистенция Мягкая, пластичная, слегка мажущаяся

Вкус Нежный кисломолочный

Кислотность, °Т 83 ±3

Содержание влаги, % не более 65

Содержание селена, мкг/100 г 20,00 ±0,02

Количество клеток молочнокислых микроорганизмов, к.о.е. в 1 г (3,11 ±0,23)« 108

Количество клеток бифидобактерий, к.о.е. в 1 г (2,00 ± 0,09) • 108

В результате проведенных исследований установили, что минеральную пищевую добавку "неоселен" необходимо вводить в комбинированный кисломолочный продукт на последней стадии обработки, т.е. при перемешивании с остальными компонентами и взбиванием, полученной смеси, что позволяет обеспечить в продукте профилактическую дозу селена -(20,00 ± 0,02) % для детей школьного возраста 7-12 лет.

Исследование структурно - механических показателей

комбинированного молочно - белкового продукта

Исследовали факторы, влияющие на структуру и формоустойчивость комбинированного кисломолочного продукта. В основе производства комбинированных продуктов лежит процесс перемешивания, цель которого - соединить компоненты рецептуры в единую гомогенную массу. В данной работе ставилась задача - путем перемешивания и насыщения смеси воздухом получить продукт с нежной кремообразной консистенцией, устойчивой в хранении.

Структуру, т.е. внутреннее строение продукта и характер взаимодействия между отдельными ее элементами (частицами), определяют химический состав, биохимические показатели, температура, дисперсность и ряд технологических факторов.

Так как структура продукта зависит от режимов процесса перемешивания и взбившшя, а также от химического состава продукта, было необходимо иссле-

довать влияние температуры взбивания и влагосодержания продукта на ycroi чивость его структуры, которая характеризуется предельным напряжение сдвига (ПНС) и пластической вязкостью. Структурно -механические свойств комбинированного кисломолочного продукта определяли с помощью ротацг онного вискозиметра типа РВ - 8 системы М. Воларовича.

Существенным фактором, оказывающим влияние на формоустойчивост комбинированного кисломолочного продукта, является температура взбивания Результаты исследований показали, что рациональной температурой взбивана является температура равная 4 °С.

С целью выяснения влияния химического состава продукта на его реологи ческие свойства и степень взбитости, характеризующую кремообразное состоя ние продукта разработали модель продукта на базе математического планирования и статистического анализа экспериментальных данных.

При обработке экспериментальных данных были задействованы все параметры, но в результате обработки были выявлены наиболее влиятельные -взбитость и органолептические показатели.

Данная методология позволяет создать продукт с высокой степенью взбитости, средним коэффициентом взбитости и плотностью, присущей кремам.

Основная задача оптимизации:

- пластическая вязкость, не более 7,7 Па" с;

- плотность, не более 1,428 кт/и3;

- взбитость не менее 60 %;

- органолептические показатели не менее 18-20 баллов.

Компоненты вводимые в рецептуру: Xi - сахар свекловичный, Х2 - молочно -белковая основа.

Для определения оптимальных сочетаний исследуемых показателей был проведен кластерный анализ с использованием пакета Statgraphies Plus for Windows. Метод содержит всесторонний инструментарий для кластеризации, иерархические агломеративные процедуры 7 видов, что обусловлено тем, что иерархические процедуры позволяют проследить процесс выделения группировок и иллюстрируют соподчиненность кластеров, образующихся на разных этапах работы. Это помогает исследователю привлекать дополнительные формальные и неформальные процедуры.

В таблице 8 приведены значения центроидов и процентное соотношение наблюдаемых параметров, попавших в каждый кластер.

Наблюдения, попавшие во второй кластер, соответствуют требованиям поставленной задачи, как видно из таблицы 8.

Таблица 8

Значения центроидов наблюдаемых параметров, полученных кластерным анализом

Кластер Молочно -белковая основа. % Молочно -растительный экстракт,% Взбитость, % Оргалолептиче-ские показатели, баллы

1 92,70 5,50 42,66 11,33

2 90,05 7,95 63.05 18,50

3 88,45 9.75 47,75 14,00

Дальнейший анализ проводился при выбранных оптимальных значениях. В таблице представлены оптимальные значения в случае наилучшего сочетания взбитости и органолептических показателей (таблица 9). Таблица 9

Оптимальные значения исследуемых параметров

Пределы Молочно -белковая основа. % Молочно - растительный экстракт, % Взбитость, % Органолептиче-ские показатели, баллы

тш 91,7 6.5 65.0 16

тах 90,2 8,0 62,0 19

Из полученных при математической обработке данных видно, что органо-леггтаческие показатели продукта не соответствуют максимальным значениям системы оценки органолептических свойств продукта. Для улучшения вкусовых качеств молочно - белкового продукта и придания ему сладковатого вкуса добавляли сахар в количестве от 0,2 % до 8,0 %. Кластерный анализ показал, что при добавлении сахара взбитость молочно - белкового продукта ненамного снижается и отвечает требованиям задачи оптимизации, при этом органолепти-ческие показатели комбинированного молочно - белкового продукта достигают максимального значения по системе оценки органолептических свойств молочно - белкового продукта. Результаты исследований представлены »таблице 10.

Таблица 10

Оптимальные значения исследуемых показателей с добавлением сахара

Пределы Молочно -белковая основа, % Сахар свекловичный, % Взбитость, % Органолептические показатели, баллы

шт 86,4 3,8 63,0 18,0

тах 85,1 5,0 61,0 20,0

Таким образом при обработке, полученных данных кластерным анализом получили математическую модель, поставленной задачи.

Взбитость:

У! = 4745,17 - 53,9369X1 - 51,8565Х2, (1)

где X! - сахар свекловичный, Хз - молочно - белковая основа - компоненты рецептурной смеси.

Органолептическая оценка:

У2 = 928,34 0,705386У, - 9,28908Х! - 10,6461Х2 (2)

где X] - сахар свекловичный, Х2 - молочно - белковая основа - компоненты рецептурной смеси, У| - взбитость комбинированного молочно - белкового продукта - регулируемый показатель рецептурной смеси.

В результате проведенных исследований установили рациональную температуру взбивания комбинированного молочно - белкового продукта - 4 °С. В результате математической обработки экспериментальных данных вывели модель продукта, а также были уточнены соотношения ингредиентов смеси соответствующие максимальным параметрам взбитости и органолептическим показателям.

Таким образом получены предельные значения соотношения ингредиентов смеси: молочно - белковая основа - 85,1 % - 91,7 %, сахар свекловичный -3,8 % - 5,0 %, молочно - растительный экстракт - 6,5 % - 8,0 %, позволяющие получить комбинированный молочно - белковый продукт с кремообразной структурой и степенью взбитости - 61 % - 65 %. При этом органолептические показатели продукта равны 18-20 баллам, что соответствует требованиям, поставленным в задаче.

Изучение пишевой и биологической ценности комбинированного

молочно - белкового продукта

Комбинированный кисломолочный продукт является биологически полноценным и содержит незаменимые аминокислоты, жирные кислоты, витамины и минеральные вещества. В детском возрасте потребность в белке повышена. Особенно необходим животный белок, способный обеспечить высокий уровень синтеза белков в тканях растущего организма. Белки относятся к незаменимым, эссенциальным веществам, без которых невозможна жизнь, рост и развитие организма.

Биологическая ценность белка различна и определяется содержанием и соотношением в нем незаменимых аминокислот.

Биологическую ценность продукта характеризует состав незаменимых аминокислот белка и аминокислотный скор.

На рисунке 7 приведены аминокислотный состав незаменимых аминокислот комбинированного кисломолочного продукта по сравнению со шкалой

ФАО/ВОЗ и удовлетворенность суточной потребностей организма детей 7-10 лет при употреблении 100 г продукта.

Состав незаменимых аминокислот комбинированного кисломолочного продукта по сравнению со шкалой ФАО/ВОЗ

* 3 а 2

Изолей- Лейшш Лгош Мспгонин Фешм- Треонкн Тршпо- ВаЛ1П1 ШП1 +цистеии глзнтИ- фан

+тирозиз1

□ ФЛО/ВОЗ

В Комбинированный кисломолочный пролукт

Рисунок 7

Витамины относятся к важнейшему классу незаменимых пищевых веществ. Организм человека не синтезирует витамины или синтезирует их в недостаточном количестве и поэтому должен получать в готовом виде, в основном с пищей. Витамины обладают исключительно высокой биологической активностью и требуются организму в небольших количествах. Биологическая ценность комбинированного кисломолочного продукта дополняется наличием в нем жиро- и водорастворимых витаминов, таких как А, Дз, С, Вь В?, Е (таблица 11).

Таблица 11

Витаминный состав комбинированного кисломолочного продукта (в 100 г)

Витамины Комбинированный кисломолочный продукт Творог нежирный

А, мкг 70,00 следы

Дз,мкг 5,40 1,45

Е, мкг 300,00 16,00

С, мг 2,52 0,50

В], мг 0,03 0,04

Вг, мг 0,27 0,25

Минеральные вещества, поступающие в организм ребенка с продуктами, играют значительную роль в формировании костей, процессах кроветворения, поддерживают на определенном уровне осмотическое давление и кислотно -щелочное состояние крови, являются составной частью секретов, гормонов.

Для растущего детского организма особенно важное значение имеют такие макроэлементы: кальций, фосфор, железо, калий, натрий и микроэлементы: цинк, медь, йод, селен. Минеральный состав комбинированного кисломолочного продукта представлен в таблице 12.

Таблица 12

Минеральный состав комбинированного кисломолочного продукта по сравнению с творогом (в 100 г)

Наименование показателя Комбинированный кисломолочный продукг Творог нежирный

Натрий, мг 44.88 44,000

Калий, мг 118,05 115.000

Кальций, мг 178.56 176,000

Фосфор, мг 225,00 224,000

Железо, мг 0,110 0,003

Медь, мг 0,061 0,007

Йод, мг 0,081 0,065

Селен, мг 0,200 0,020

Разработка технологии крема творожного "Онай"

Технологический процесс производства крема творожного "Онай" должен осуществляться с соблюдением всех санитарных норм и правил для предприятий промышленности, утвержденных в установленном порядке.

Крем творожный "Онай" производится по технологической схеме представленной на рисунке 8.

На крем творожный "Онай" разработана и утверждена техническая документация:

- технические условия ТУ 647 РК 511510934265 АО-АЗ-99,

- технологическая инструкция.

Технология крема творожного "Онай" апробирована на фирме ТОО "Эмиль" г. Усть - Каменогорска.

Технологическая схема производства крема творожного "Онай"

Рисунок 8

ВЫВОДЫ

1. Установлено влияние технологических параметров на химический состав, физико - химические, микробиологические показатели молочно - белковой основы, ферментированной полизакваской, состоящей из культур: Str. thermophi-Jus, Lbs. acidophilus, В. Bifidus, взятых в соотношении 2:1:2.

2. Экспериментально доказано, что рациональными являются следующие технологические параметры производства молочно - белковой основы комбинированного кисломолочного продукта: температура пастеризации (87 ± 1) °С, температура ферментации 38 °С, время ферментации (3,5 ± 0,5) ч, температура самопрессования (6 - 10) °С, время самопрессования 4,0 ч - 4,5 ч.

3. Обоснована целесообразность использования в производстве комбинированного кисломолочного продукта двухкомпонентного молочно - растительного экстракта со следующим химическим составом, масс. %: белка - 3,37 ±0,10, углеводов - 33,37 ± 0,50, минеральных веществ - 117,93 ± 1,00, витаминов - 520,13 ± 1,00 для его обогащения.

4. Разработана технология молочно - растительного экстракта с использованием в качестве экетрагента сыворотки творожной неосветленной. Установлено влияние степени измельченности растительного сырья на эффективность экстрагирования.

5. Выявлено, что минеральная пищевая добавка "неоселен" не оказывает существенного влияния на технологические параметры производства молочно -белковой основы. Подобрано количество пищевой добавки, обеспечивающей профилактическую дозу селена для детей школьного возраста - (20,00 ± 0,02) мкг/100 г продукта.

6. Исследованы структурно - механические свойства комбинированного кисломолочного продукта при различных температурах и времени взбивания, определяющих кремообразную консистенцию продукта. Установлено, что при температуре взбивания 4 - 6 °С в течение 7-10 мин. Взбитость продукта достигает 60 -65 %.

7. Изучена пищевая и биологическая ценность комбинированного кисломолочного продукта - крема творожного "Онай". Продукт обогащен витаминами А, Дз, Е, С и микроэлементами Zn, Fe, Си, Se.

8. Разработана технология производства крема творожного "Онай". Утверждена нормативная документация: технические условия (ТУ 647 РК 511510934265 АО - 03 - 99) и технологическая инструкция.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Гаврилова Н.Б., Гречук Е.Ю. Комбинированные продукты для детей школьного возраста //Тезисы докладов Второй междунар. научно - техн. конф. -"Пища. Экология. Человек." - Москва, 1997. - С. 19 - 20.

2. Гаврилова Н.Б., Гречук Е.Ю. Кисломолочные продукты специального назначения //Тезисы докл. - "Эффективные технологии и технические средства переработки сельскохозяйственной продукции". -Алматы, 1997. - С. 155.

3. Гаврилова Н.Б., Гречук Е.Ю. Комбинированный кисломолочный продукт для "школьного" питания //Тезисы докл. Российской научно - практ. конф. - "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования". - Кемерово, 1997. - С. 44.

4. Гаврилова Н.Б., Гречук Е.Ю. Способ коррекции состава молочных продуктов //Тезисы докл. Российской научно - практ. конф. - "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования". - Кемерово, 1997. -С. 45.

5. Крашенинин П.Ф., Гаврилова Н.Б., Гречук Е.Ю. Комбинированные кисломолочные продукты повышенной биологической ценности //Тезисы докл. Второй Всерос. научно - теоретич. конф. - "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности" -Углич, 1996. - С. 29В.

6. Крашенинин П.Ф., Гаврилова Н.Б., Скрипникова JI.B., Гречук Е.Ю. Использование растительного сырья в комбинированных продуктах на молочной основе //Тезисы докл. Второй Всерос. научно - теоретич. конф. -"Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности" - Углич, 1996. - С. 299.

7. Гаврилова Н.Б., Гречук Е.Ю., Койжаганова Р. Обоснование выбора культур микроорганизмов для производства специализированных кисломолочных продуктов //'Вестник университета "Семей", - Семипалатинск, 1997. № 1. - С. 145 - 150.

8. Гречук Е.Ю., Языкова В.Н. Перспективное направление в разработке продуктов для детей школьного возраста //Тезисы докл. научно - практ. конф. -"Продукты питания, пищевые добавки, упаковка: экология производства и переработка отходов" - Москва, 1998. - С. 89.

9. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б. Влияние температуры пастеризации на вл; гоудерживаюшие свойства творожного крема //Материалы междунар. научно практ. конф. - "Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане -Семипалатинск, 1999. - С. 243.

10. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б., Языкова В.Н. Технология нового белковог продукта "Онай" //Материалы Всеросс. научно - практ. конф. - "Интеграция наум производства и образования: состояние и перспективы" - Юрга, 1999. - С. 43.

11. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б., Байбалинова Г.М. Перспективы произво; ства молочных десертов.: Аналитический обзор. - СЦНТИ, - Семипалатина 1999.-25 с.

12. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б., Байбалинова Г.М. "Онай" - белковы продутсг, обогащенный селеном //Информационный листок, ИЛ 29 - 99, СЦНТИ, Семипалатинск, 1999. -4 с.

13. Гречук Е.Ю., Гавршюва Н.Б., Байбалинова Г.М., Асубаева Ж. С. Разрг ботка рецептуры и технологии творожного десерта //Материалы междуна{ конф. - "Вклад .молодых ученых и специалистов пищевой промышленности решение проблемы здоровья 21 века" - Москва, 1999. - С. 98 -101.

14. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б. Пищевая и биологическая ценность твс рожного крема "Онай" //Вестник университета "Семей", - Семипалатинск, 199S -№5-6,-С. 182 - 185.

15. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б. Влияние стабилизаторов на структуру твс рожного крема//Тезисы докл. научно - техн. конф. - "Проблемы стабилизации развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстан в 21 веке" - Новосибирск, 1999. - С. 140 -141.

16. Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б., Языкова В.Н. Творожный крем "Онай" - де сертный продукт профилактического назначения //Пищевая технология и сервис, Алматы, 1999. - № 3, - С. 7 - 8.

17. Заявка на патент РК № 980353.1 МКИ А 23 С 19/076 Способ производст ва молочно - белкового продукта "Онай" / Гречук Е.Ю., Гаврилова Н.Б. Заявлен 06.04.98. (Получено решение о выдаче предварительного патента РК по заявк от 26.10.99).

Grechuk Elena Yuriyevna "Development of the combined sourmilk product for school age children" is submitted for a candidate degree in technical sciences on speciality 05.18.04 "Technology of meat, milk and fish products".

The aim of this work is the substantiation and development of the technology of combined sour milk product enriched by selen. This product is intended for school ageid childrens nutrition.

It have worked out the new product "Onai" made of creamed curd and enriched with a selen.

This product nave worked out and approved technical documentation.

Гречук Елена Юрьевна Т¥Й1Н

"Мектеп жасындаш балаларга курамы кдищыл с\т тагамдарын

жасау"

Техника гылымдарыньщ кандидаты 05.18.04. — "Ет, сут жэне бальщ отмдершщ технолошясы" мамандыгы бойынша.

Бул ж^мыстьщ максагы — ол селенмен байытылган жоне мектеп жасындагы балаларга ар налган, к,урамы кдаакыл суг тагамдарыньщ технологиясын долелдеу жэне жасау.

1стелшген жумысгьщ аркдсьщца селенмен байытылган жоне мектеп жасындагы балаларга арналган "Оцай" атты кремделген сузбсден жасалган жана OHiM алынды.

Бул OHiMre техникалык, кужат жасалды жэне бектдщ.