автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии напитков из молочной сыворотки с применением хитозана

Введение.

Глава 1. Анализ состояния вопроса и задачи исследований

1.1. Современные тенденции развития молокоперерабатывающей отрасли

1.2. Основные аспекты использования сыворотки для производства напитков

1.2.1 Сывороточные напитки с натуральными компонентами

1.2.2 Ароматизированные сывороточные напитки

1.3 Характеристика основных методов выделения белков из молочной сыворотки

1.3.1 Механизм тепловой денатурации

1.3.2 Ультрафильтрация

1.3.3 Сорбционные методы

1.3.4 Коагуляция белков в сгущенной сыворотке

1.3.5 Физическое воздействие

1.3.6 Комплексообразование

1.4 Научное обоснование выбора хитозана в качестве объекта исследований

1.4.1 Полисахариды в природе. Характеристика полисахаридов

1.4.2 Характеристика и свойства хитина и хитозана

1.4.3 Основные направления использования хитина и хитозана

1.4.4 Медико-биологические аспекты применения хитозана

1.5 Цель и задачи исследования

Глава 2. Методология и организация выполнения работы

2.1. Организация работы

2.2. Методы исследований

2.3. Обработка результатов исследования

Глава 3. Изучение закономерностей процесса разделения молочной сыворотки на фракции под воздействием уксуснокислого раствора хитозана

3.1 Теоретические предпосылки применения хитозана для осветления молочной сыворотки

3.2 Оценка возможности использования коллоидного уксуснокислого раствора хитозана для выделения белков

3.3 Исследование влияния дозы различных видов коллоидного раствора хитозана на процесс фракционирования сыворотки

3.5 Влияние титруемой кислотности сыворотки на эффективность выделения белков хитозаном

Глава 4. Изучение процессов выделения сывороточных белков раствором хитозана на молочной сыворотке

4.1 Выбор вида растворителя для приготовления коллоидного раствора хитозана

4.2 Разделение молочной сыворотки на фракции коллоидным раствором хитозана на сыворотке

4.2.1 Исследование влияния дозы коллоидного раствора хитозана на молочной сыворотке на процесс комплексообра-зования с белками

4.2.2 Влияние температуры на разделение системы хитозан : молочная сыворотка

4.2.3 Оптимизация процесса выделения белков из сыворотки с учетом межфакторного взаимодействия

4.3 Физико-химические основы взаимодействия хитозана с компонентами молочной сыворотки

Глава 5. Разработка технологии безалкогольных напитков на основе молочной сыворотки, осветленной хитозаном

5.1 Оптимизация рецептур напитков на основе осветленной хитозаном подсырной сыворотки

5.1.1 Ароматизированные напитки

5.1.2 Молочно-фруктовые напитки

5.1.3 Комбинированные сывороточные напитки

5.2 Создание универсальной технологической схемы производства сывороточных напитков с использованием хитозана

5.2.1 Ароматизированные напитки

5.2.2 Напитки с натуральными соками

5.3 Исследование качественных характеристик готовых продуктов

5.3.1 Физиологическая ценность

5.3.2 Потребительские достоинства

5.3.3 Технологическая ценность

5.3.4 Хранимоспособность

Глава 6. Технико-экономическая, экологическая и социальная оценка разработанных технологий

6.1 Маркетинговые исследования

6.1.1 Товар в маркетинговом понимании

6.1.2 Тенденции развития рынка напитков

6.1.3 Анализ ситуации на рынке сывороточных напитков

6.2 Оценка экономической эффективности

6.3 Экологическая оценка проекта

6.3.1 Экологические аспекты применения хитозана

6.3.2 Экологический мониторинг разработанных технологий

6.4 Социальная значимость

Численность населения на земном шаре продолжает расти. По прогнозам специалистов, на период следующих 25 лет количество проживающих на земле людей увеличится до 7,5 млрд. человек. Этот рост сопровождается естественным увеличением потребления напитков и продуктов питания [1]. Причем в последнее время потребителей во всем мире отличает все более осознанное отношение к пище и напиткам. Они предъявляют требования как к гармоничному, сбалансированному вкусу, так и к содержанию полезных для здоровья веществ. Глобальную тенденцию потребительского спроса можно выразить так: больше натуральности, больше пользы, меньше алкоголя [2]. Особенно важен правильный подбор компонентов в производстве молочных продуктов, являющихся необходимой частью ежедневного рациона человека.

Недостаточность потребления белка, пищевых волокон, витаминов, других незаменимых нутриентов свидетельствуют о необходимости развития производства биологически полноценных пищевых продуктов на основе комплексного использования сырья и снижения его потерь. В этой связи безотходная переработка молока с получением продуктов питания, обладающих функциональными свойствами, является одним из важнейших вопросов «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года» [1]. Особое место занимает переработка молочного лактозосодержащего сырья. Данной проблеме посвящены работы многих ведущих российских ученых: А.Г. Храмцова, Н.Н. Липатова, В.Д. Харитонова, JI.A. Остроумова, C.B. Василисина, К.К., Полянского, П.Г. Нестерен-ко, В.Е. Жидкова и др. В России и за рубежом разработано значительное количество технологий напитков из молочной сыворотки, однако проблема переработки сыворотки существует и в настоящее время. Наиболее привлекательным направлением ее утилизации является производство новых обогащенных тонизирующих напитков.

В технологии напитков для разделения молочной сыворотки на белковую и безбелковую фракции используются различные методы. Традиционные способы осветления молочной сыворотки имеют значительные энергетические затраты и невысокую степень выделения белка. Поэтому поиск новых комплек-сообразователей, обладающих высокой сорбционной емкостью, и одновременно ценными функциональными свойствами приобретает особую актуальность.

Широкие перспективы в молочной промышленности имеет применение полисахарида хитозана в качестве комплексообразователя для разделения молочной сыворотки на белковую и безбелковую фракции. В отличие от традиционных способов осветления сыворотки при использовании хитозана значительно сокращаются энергетические затраты, повышается степень выделения бежа, увеличивается биологическая ценность. Это позволит снизить себестоимость продукта и получить дополнительную прибыль.

В задачу проводимых исследований входило изучение процесса комплек-сообразования хитозана с сывороточными белками и разработка технологии новых видов напитков из осветленной молочной сыворотки. На защиту выносятся следующие основные положения: физико-химические основы и результаты экспериментальных исследований получения коллоидных растворов хитозана с заданными свойствами; анализ закономерностей процесса фракционирования молочной сыворотки и оптимизация условий получения качественной основы для напитков; научное обоснование технологических режимов производства и рецептуры безалкогольных напитков с натуральными соками и ароматизаторами.

Возникновение данного направления исследований обусловлено практической необходимостью перерабатывающей отрасли в эффективной технологии переработки молочной сыворотки, не требующей значительных капитальных затрат. Практическая реализация результатов исследований позволяет создать серию конкурентоспособных продуктов из сыворотки, сочетающих хорошие органолептические и функциональные свойства.

Настоящая работа выполнялась в рамках грантов Минобразования РФ (1995, 2003 г.), комплексной программы Министерства сельского хозяйства Ставропольского края (2002 г.)

Автор выражает благодарность научному консультанту - профессору, к.т.н., Заслуженному работнику высшей школы Василисину C.B.