автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии обогащенного ацидофильного продукта с повышенной биологической ценностью и пребиотическими свойствами

На правах рукописи

Бывайлова Елена Александровна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕННОГОАЦИДОФИЛЬНОГО ПРОДУКТА С ПОВЫШЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ И ПРЕБИОТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

05.18.04 — технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

20 ноя т

Ставрополь-2014

005555533

005555533

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры товароведения и товарной экспертизы ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет» Крючкова Вера Васильевна

Официальные оппоненты: Куликова Ирина Кирилловна

кандидат технических наук, доцент ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», кафедра прикладной биотехнологии

Хамагаева Ирина Сергеевна

доктор технических наук, профессор, Заведующий кафедрой Технологии молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный

технологический университет» г. Краснодар

университет» Научный руководитель:

Защита диссертационной работы состоится «19» декабря 2014 года в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 при ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, корп. 3, ауд.506

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «СевероКавказский федеральный университет» по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1. С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах СКФУ

www.ncfu.ru и ВАК Министерства образования www.vak.ed.gor.ru/ru/dissertation/

Автореферат разослан «_

2014г.

науки РФ

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, профессор

Р.О. Будкевич

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изменение образа жизни и факторов среды обитания современного человека определили новые требования к формированию макро- и микронутриентного состава его рациона питания. Производство функциональных продуктов питания - основная мировая тенденция пищевой науки и объект инновационных разработок. В этой связи важной становится реализация утвержденной государственной программы здорового питания, предусматривающей создание продуктов с установленным составом и свойствами, что зачастую обусловлено использованием различных видов сырья, в том числе растительного происхождения, среди которых следует особенно выделить пчелиную обножку и пребиотик - олигофруктозу.

Пчелиная обножка используется для профилактики и лечения многих хронических заболеваний. Пищевая ценность ее обусловлена высоким содержанием витаминов, аминокислот и микроэлементов. В натуральном виде пчелиная обножка оказывает тонизирующее воздействие на нервную систему организма, повышает уровень гемоглобина в крови, придает жизненные силы и ускоряет выздоровление.

Олигофруктоза - пребиотик растительного происхождения. Благодаря своему составу и свойствам, близким к свойствам растворимой клетчатки, она, не перевариваясь, проходит в нативном виде в кишечник, где создаёт питательную среду для полезной микрофлоры кишечника, улучшая моторику кишечника, помогая быстро и эффективно выводить из организма пищу и тяжёлые металлы, радионуклиды, разнообразные токсичные вещества. В результате повышается иммунитет, отступает дисбактериоз, улучшается производство некоторых витаминов, вырабатываемых микрофлорой, способствует усвоению таких важнейших микро- и макроэлементов, как кальций, магний, железо, фосфор, медь и цинк.

В целом, все вышеперечисленное определяет перспективность использования пчелиной обножки и олигофруктозы в качестве сырья при

разработке технологии ацидофильного продукта функциональной направленности, что представляет научный и практический интерес.

Работа базируется на трудах отечественных и зарубежных ученых: С.А. Королева, В.А. Тутельяна, Б.А. Шендерова, А.Г. Храмцова, Н.Б. Гавриловой, И.А. Евдокимова, Л.А. Забодаловой, С.А. Рябцевой, H.A. Тихомировой, C.B. Соболевой, А.Ф. Синякова, Н.З. Хизматуллиной, Р. Шовена, А. Кайаса, D. Burkit, G.R.Gibson, A. Hassan, S. Schenker и др.

Целью диссертационной работы является исследование состава и свойств пчелиной обножки и олигофруктозы, их влияния на развитие микрофлоры закваски и качество кисломолочного продукта, разработка технологии, экспертиза качества и оценка функциональных свойств обогащенного ацидофильного продукта.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и последовательно решены следующие задачи:

— теоретически обосновать возможность использования пчелиной обножки и олигофруктозы в технологиях кисломолочных напитков;

— изучить показатели безопасности, состав и потребительские свойства пчелиной обножки и олигофруктозы и их влияние на развитие микрофлоры заквасок и качество кисломолочных продуктов;

— установить дозу, способ и технологический этап внесения пчелиной обножки и олигофруктозы для производства кисломолочных напитков и разработать технологию обогащенного ацидофильного продукта с использованием системы ISO 22000:2005;

— апробировать технологический процесс производства обогащенного ацидофильного продукта в производственных условиях, установить срок хранения, разработать нормативно-техническую документацию и подать заявку на патент;

— провести оценку качества разработанного продукта, определить его пищевую и биологическую ценность, рассчитать комплексный показатель качества и показатель конкурентоспособности;

— экспериментально проверить функциональные свойства разработанного продукта на микрофлоре кишечника мышей при искусственно вызванном дисбактериозе;

— провести маркетинговые исследования, оценку социальной и экономической значимости разработанной технологии.

Новизна технических решений заключается в следующем: изучены органолептические, физико-химические, микробиологические показатели и показатели безопасности пчелиной обножки и олигофруктозы; исследовано влияние добавок на развитие микрофлоры заквасок и качественные показатели ацидофильного продукта; определены оптимальные технологические параметры (режимы, этап внесения и доза пчелиной обножки и олигофруктозы) при разработке технологии кисломолочного продукта; исследованы качественные показатели, состав и потребительские свойства разработанного продукта; определены их пищевая и биологическая ценность; экспериментально проверен пребиотический эффект ацидофильного продукта на микрофлоре кишечника мышей при искусственно вызванном дисбактериозе.

Научная новизна работы подтверждается выдачей патента РФ№ 2458514 «Способ производства кисломолочного напитка».

Практическая значимость работы. В результате выполнения работы разработана рецептура, технология и нормативно-техническая документация: СТО 9229-017-00493468-10 «Обогащенный ацидофильный продукт» и технологическая инструкция к СТО. Промышленная апробация технологии проводились в условиях цельномолочного цеха ООО «Риф» г. Морозовск, Ростовская область.

Инновационные приоритеты работы:

— исследование свойств и состава пчелиной обножки и олигофруктозы и теоретическое обоснование использования их в производстве обогащенного ацидофильного продукта;

— разработка технологии ацидофильного продукта, обогащенного пчелиной обножкой и олигофруктозой, с использованием системы ISO 22000:2005;

— изучение потребительских и функциональных свойств разработанного ацидофильного продукта.

Апробация работы. Результаты работы были доложены, обсуждены и получили одобрение на Международных, Всероссийских и региональных научно-практических конференциях: «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства, науки и аграрного образования» (п. Персиановский, 2009-2014гг.), «Биотехнологические системы и инновационные технологии производства продуктов питания как один из инструментов реализации «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы» (п. Персиановский, 2009-2013гг.), «Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации» (п. Персиановский, 2010г.), конкурс «Эврика-2009» (г. Новочеркасск, 2010г.), «Безопасность и качество товаров» (г. Саратов, 2010г., 2011г., 2012г.), «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности» (г. Воронеж, 2010г.), «Новые подходы к разработке инновационных технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (г. Волгоград, 2010г., 2012г., 2013г.), «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2010г., 2011г.), «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2010г.), «Актуальные проблемы качества в процессе производства и обращения товаров и услуг» (г. Ростов-на-Дону, 2011г.), «Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2011г.), «Инновационные разработки молодых ученых Юга России» (г. Ставрополь, 2012 г., 2013г.), "Современные тенденции в сельском хозяйстве" (г. Казань, 2013 г.).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликована

31 работа, в том числе 5 научных статей в журналах, рекомендованных ВАК

6

РФ, получен патент №2458514 «Способ производства кисломолочного напитка».

Стру1сгупа и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 173 страницах машинописного текста, включает 30 таблиц и 37 рисунков, 3 приложения. Список литературных источников включает 123 наименования, в том числе 22 иностранных авторов.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена и обоснована актуальность направления проводимого исследования.

В первой главе проведен анализ литературных источников, отечественных и зарубежных авторов; изучена тенденция развития рынка кисломолочных продуктов, их значение с точки зрения функционального питания; исследованы характеристики, получение, применение и роль вносимых добавок - пчелиной обножки и олигофруктозы; значение ацидофильных и бифидобактерий; проанализирован современный ассортимент молочных продуктов с продуктами пчеловодства, про- и пребиотиками; дано обоснование направления исследований и сформулирована цель и задачи работы.

Во второй главе представлены организация и методы исследований. Исследования проводились в Донском государственном аграрном университете, в Ростовской областной ветеринарной лаборатории (г. Ростов-на-Дону), производственной лаборатории ОАО «Центральная лаборатория Ростовконсервагропром» (г. Ростов-на-Дону) и в лабораториях ФГУН "Ростовский НИИ микробиологии и паразитологии" Роспотребнадзора. Структурно-логическая схема исследований представлена на рисунке 1.

Объектами исследования явились: пчелиная обножка (ГОСТ 28387-90); олигофруктоза (ТУ 9330-002-50168265-05); опытные образцы кисломолочных напитков; закваска: кефирный грибок (по ОСТ 4955-73 или ТУ 49389-77),

термофильный стрептококк (по ТУ 10-02-02-789-65-91),

7

1 этап: Анализ состояния вопооса и патентные исследования

Изучение развития рынка кисломолочных напитков, свойств, получения, применения и характе ристик пробиотиков, пребиотиков и натуральных ингредиентов, используемычв производстве

тг

Изучение получения и применения пчелиной обножки, ее биохимические и физиологические механизмы действия,состав и свойства

зе:

Изучение состава и свойств олигофруктозы, способа ее получения, значение и применение

Обоснование направления исследования, постановка целей и задач исследования

<=1

2 этап: изучение состава и свойств пчелиной обножки и олигофруктозы и их влияния на процесс ферментации и качество ацидофильного продукта

Ж

Изучение химического состава и свойств пчелиной обножки и олигофруктозы

Ж

Определение способа, дозы и технологического этапа внесения пчелиной обножки и олигофоуктозы

ж

Изучение влияния пчелиной обножки и олигофруктозы на качество закваски и на эффективность процесса Аеоментации

JLT

Исследование влияния пчелиной обножки и олигофруктозы на потребительские свойства ацидофильного продукта

4Г

Оптимизация дозы ингредиентов и моделирование рецептуры

3 этап: Разработка технологии обогащенного ацидофильного продукта

Ж

AkL

Адаптация принципов системы ISO 22000:2005 в технологии обогащенного ацидофильного продукта

чг

Разработка и апробация

технологии в промышленных условиях молочного предприятия

Разработка технической документации на обогащенный ацидофильный продукт. Подача заявки на патент

4 этап: Исследование значимости разработанного продукта

Ж

ж

Экспертиза качества продукта

ЖЖ1

Оценка конкуреноспо-собности

Расчет комплексного показателя качества -IL

Исследование биологической ценности

и функциональных свойств разработанного

продукта на живых объектах (лабораторных

Ж

Map кетинго в ые исследования, оценка социальной значимости и экономической эффективности

Основные результаты и выводы

Рисунок 1 - Структурно-логнческая схема исследований.

лиофилизированные культуры молочнокислых ацидофильных (Lactobacillus acidophilus штамма 317/402) и бифидобактерий (Bifidobacterium longum АТСС

15707) ТУ 10-02-02-789-65-9; штаммы патогенных и условно-патогенных энтеробактерий: Escherichiacoli 3912/41, Salmonella typhimurium, Shigella sonnei, Proteus mirabilis № 878, Staphylococcus aureus 209-p; мыши белые лабораторные, беспородные, самцы, весом 12-14г; фекалии мышей.

Методы исследований. При проведении экспериментальной части работы использовали опубликованные в специализированной литературе методы анализа для определения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей сырья и готовой продукции. Анализ и обработку экспериментальных данных выполняли с помощью математической статистики и регрессионного анализа с использованием прикладных программ для компьютера. Повторность опытов трехкратная.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований качественных показателей вносимых добавок - пчелиной обножки и олигофруктозы (таблица 1).

Таблица 1 - Качественные показатели вносимых добавок

Наименование Характеристика

показателя Пчелиная обножка Олигофруктоза

1 2 3

Органолептические показатели

Внешний вид и Цельные высушенные комочки, Мелкий сыпучий

консистенция диаметром 2-4 мм или частично крошка из цветочной пыльцы порошок

Вкус и запах Медово-цветочный, без посторонних привкусов и запахов Без вкуса и запаха

Цвет От светло-желтого до коричневого Белый

Химический состав, %

Влага 10,13± 0.42 3,4±0,32

Сухое вещество 89,87±0,68 96,6±0,27

Липиды (жиры и жиро-подобные вещества) 9,47± 0,79 0,1±0,23

Белок (сырой протеин) 35,62± 0,71 2,2±0,19

Углеводы (всего), в т.ч. 41,96± 0,11 93,6±0,52

- глюкоза 14,54±0,12 -

- фруктоза 27,42±0,14 93,6±0,52

Зольные элементы 2,82± 0,42 0,7±0,28

Ядовитые вещества не выявлено не выявлено

Витаминный состав

Витамин Е, мг/кг 38,68 2,1

Витамин А, мг/кг 0,47 0,27

Витамин С, мг/кг 0,89 21,06

Витамин В], мг/кг 4,19 0,5

1 2 3

Витамин Вг, мг/кг 11,51 0,6

Минеральный состав

Медь, мкг/г 5,3 0,2

Цинк, мкг/г 52,6 0,8

Марганец, мкг/г 1,8 0,06

Железо, мкг/г 20,6 0,3

Кальций, мг/г 0,9 0,02

Фосфор, мг/г 0,6 0,09

Магний, мг/г 0,94 0,4

Микробиологические показатели

БГКП (колиформы) Не обнаружено

КМАФАнМ, КОЕ/см'М 0,4x10 0,2x10

Е. coli 0,1 0,1

Патогенные м.о, в т.ч. сальмонеллы Не обнаружено

S. aureus Не обнаружено

Дрожжи, КОЕ/г 5 4,3

Плесени 10 9,6

В. cereus, КОЕ/г Не обнаружено

Как видно из таблицы, пчелиная обножка богата белком, витаминами и минеральными веществами; в составе олигофруктозы преобладает фруктоза и витамин С. Вносимые добавки соответствуют установленным нормам безопасности.

Исследовалось соотношение разных видов микрофлоры для производства функционального продукта, их влияние на органолептические показатели (Рисунок 2) и эффективность кислотообразования. Установлено, что образец с комбинированной закваской Lactobacillus acidophilus + Bifidobacterium longum отличается гармонично сочетающимся цветочно-медовым вкусом и ароматом, консистенция плотная и однородная. Процесс кислотообразования у данного образца более эффективен, чем у остальных образцов. На основании чего в дальнейших исследованиях будет использоваться комбинированная закваска ацидофильных и бифидобактерий.

Рисунок 2 - Органолептическая оценка обогащенных кисломолочных продуктов, сквашенных разными видами заквасок. Дозы вносимых ингредиентов - пчелиной обножки и олигофруктозы

определялись с учетом органолептических показателей и эффективности

процесса кислотообразования (Рисунок 3).

....................114................

108

Ум= 10,97х+ 16,10

И1 = 0,992 ^¿Зг

77 92

У15=12,40х+ 16,$> Я2 = 0,993 >75 У05 = 10,48х+ 13,17 Я2 = 0,993 Л"1Г>™ Контроль

59 —0,50% ПО

31 ^ 26 38 У к = 10,33х+ 10,25 — 1%ПО

'24 ..... I*2 = 0,985

1 2 3 4 5 6 Время, час 7 8

Рисунок 3 - Эффективность кислотообразования ацидофильного продукта в зависимости от вносимой дозы пчелиной обножки (ПО).

В ходе исследования установлено, что в присутствии пчелиной обножки рост титруемой кислотности по сравнению с контролем происходит быстрее и достигает 65-70°Т через 5 часов, в то время как контрольный образец этой кислотности достигает через 6 часов сквашивания. Полученные результаты свидетельствуют о благотворном влиянии добавок и экономии энергоресурсов предприятия.

Исследования органолептических показателей показали, что наиболее гармоничные вкус и запах у образца ацидофильного продукта с концентрацией пчелиной обножки 1%. При внесении олигофруктозы органолептические показатели практически не изменялись. Поэтому, исходя из вышеизложенного и принимая во внимание государственный нормативный документ «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ», установлена доза пчелиной обножки - 1 %, олигофруктозы - 2%.

Исследовались 3 способа внесения пчелиной обножки и олигофруктозы в молочную основу: 1 - добавки вносили в холодное молоко и нагревали до 65°С, выдерживая смесь в течение 5 мин; 2 - добавки вносили в холодное молоко и

нагревали до 75°С, выдерживая смесь в течение 5 мин; 3 - добавки вносили в подогретое до 75°С, перемешивали и выдерживали в течение 5 мин.

Опыты, проведённые первыми двумя способами показали, что при достижении температуры 65°С происходит коагуляция белка и смесь разделяется на две отдельные фракции: коагулированный белок и сыворотка. При использовании третьего способа, после выдержки в течение 5 минут смесь приобрела однородную консистенцию и появился приятный цветочный аромат без расслоения смеси. Микробиологические исследования показали, что во 2 и 3 варианте внесения пчелиной обножки и олигофруктозы показатели соответствуют регламентируемым значениям, в первом варианте несоответствия выявлены по БГКП (колиформы) и КМАФАнМ. Следовательно, в разрабатываемой технологии будет использоваться третий способ внесения в молочную основу пчелиной обножки и олигофруктозы.

Изучено влияние функциональных добавок на качественные показатели ацидофильного продукта в зависимости от способа производства. Установлено, что оба напитка обладают высокими органолептическими показателями, в обоих случаях наблюдается незначительный осадок пчелиной обножки на дне упаковки. Опасение вызывает резервуарный способ производства обогащенного напитка, когда продукт будет производиться в промышленных масштабах, так как равномерно распределить образовавшийся на дне молочного резервуара осадок нерастворенных веществ пчелиной обножки невозможно или для этого потребуется более длительное перемешивание готового продукта, что приведет к разрушению структуры сгустка. Поэтому целесообразнее вырабатывать обогащенный продукт термостатным способом.

В четвертой главе на основании проведенных исследований разработана технология ацидофильного продукта термостатным способом с применением принципов системы ISO 22000:2005.0сновными стадиями создания системы управления безопасностью обогащенного ацидофильного продукта является идентификация и анализ опасных факторов с целью выявления вероятных угроз и разработка программы предварительных условий (ППУ). Для идентификации контрольно-критических точек (ККТ) использовалось дерево принятия

13

решений, рекомендованное документами Кодекса Алиментариус. ККТ тщательно изучены, а все данные по ним - задокументированы.

Проведены исследования с целью установления срока хранения обогащенного ацидофильного продукта. Отобранные образцы хранили при температуре (4±2)°С в течение 23 суток с интервалом в трое суток вели контроль за изменением качественных показателей (органолептических, физико-химических и микробиологических). Исходя из полученных результатов и с учетом коэффициентов резерва, предусмотренных для скоропортящихся продуктов, установлен срок хранения - десять суток при температуре (4±2)°С на всем пути товародвижения.

В пятой главе проведена экспертиза качества разработанного ацидофильного продукта (табл. 2).

Таблица 2 - Качественные показатели ацидофильных продуктов

Наименование показателя Характеристика

ацидофильный напиток (контроль) обогащенный ацидофильный продукт

1 2 3

Органолептические показатели

Вкус и запах чистый, кисломолочный без посторонних привкусов и запахов чистый, кисломолочный, с гармоничным приятным цветочно-медовым привкусом и ароматом

Цвет белый, равномерный по всей массе кремово-ж£лтоватый, равномерный по всей массе

Внешний вид и консистенция плотная, однородная с ненарушенным сгустком плотная, однородная с ненарушенным сгустком с незначительным осадком, легко перемешиваемым при встряхивании

Физико-химические показатели

Массовая доля жира, % 2,5/2,5* 2,5/2,5*

Массовая доля белка, % 2,8/2,8* 3,0/3,0*

Кислотность, °Т 97/120* 120/150*

Фосфатаза отсутствует отсутствует

Температура при выпуске с предприятия, °С 4±2 4±2

Микробиологические показатели

Количество молочнокислых м/о на конец срока годности, КОЕ/см3 (г) 1*10' 3*10'

1 2 3

Количество бифидобактерий на конец срока годности, КОЕ/см3 (г) 1*106 2*10"

БКГП (колиформы) Не обнаружено Не обнаружено

Стафилококки S.aureus Не обнаружено Не обнаружено

1 2 3

Патогенные (в т.ч. сальмонеллы) Не обнаружено Не обнаружено

Дрожжи, КОЕ/г Не обнаружено Не обнаружено

Плесени Не обнаружено Не обнаружено

*- регламентируемое значение показателя.

В результате оценки качества установлено, что обогащенный ацидофильный продукт обладает улучшенными органолептическими показателями за счет свойственного пчелиной обножке цветочно-медового аромата. По микробиологическим показателям и показателям безопасности разработанный ацидофильный продукт полностью соответствует установленным нормам.

Исследовалось содержание витаминов в обогащенном ацидофильном продукте (Рисунок 4).

р

11,5 Р

4,2

1 0,09 0,2 ,.351.73

Витамин В1 Витамин В2 Витамин Е

® Пчелиная обножка

Ш Ацидофильный напиток (контроль)

Е2 Ацидофильный продукт с ПО и ОЛ

Рисунок 4 - Содержание витаминов в ацидофильных продуктах и пчелиной обножкой

(мкг/г).

Полученные результаты показали, что содержание витаминов в обогащенном ацидофильном продукте повышено по сравнению с контролем, так произошло увеличение витамина В, — на 0,12 мкг/г, витамина В2 - на 0,11 мкг/г, витамина Е - 0,38 мкг/г.

Изучена динамика изменения содержания витаминов в обогащенном продукте в процессе хранения (Рисунок 5).

1 сутки 4 сутки 7 сутки 10 сутки

Время, сутки

Рисунок 5 - Содержание витаминов в ацидофильных продуктах и пчелиной обножкой (мкг/г).

Применение пчелиной обножки и олигофруктозы способствует повышению уровня витаминов в готовом продукте и сохранности их в процессе хранения, а также увеличению витаминов В! и В2.

Биологическая ценность оценивалась по содержанию аминокислот в конце предполагаемого срока хранения - на 10 сутки (таблица 3). Сумма незаменимых аминокислот в обогащенном ацидофильном продукте (1,2 г/100г) по сравнению с контролем (0,9 г/100г) увеличилась на 0,3 г/100г или на 25%.

Таблица 3 - Биологическая ценность обогащенного ацидофильного продукта

№ Мол Наименование кислоты, г/100г Эталон ФАО/ВОЗ, (г/100 г белка) Обогащенный ацидофильный продукт, (г/100 г белка) Аминокислотный скор, % ДРАС

1 Валин 4,8 5,14 107,1 36,7

2 Лизин 5,1 7,43 145,7 75,3

3 Метионин 2,6 2,57 98,8 28,4

4 Фенилаланин 7,3 5,14 70,4*

5 Треонин 3,5 4,57 130,6 60,2

6 Изолейцин 4,6 6,57 142,8 72,4

7 Триптофан 1,1 2,86 260,0 189,6

Аминокислотный скор достаточно высокий по пяти незаменимым аминокислотам и колеблется от 107,1% валина до 260% триптофана. Лимитирующей аминокислотой является фенилаланин - 70,4%. Коэффициент

различия аминокислотного скора (КРАС) составляет 66,6%, биологическая ценность обогащенного ацидофильного продукта - 33,4%.

За счёт того, что пчелиная обножка - это ценный биологически важный продукт и количество минеральных веществ в ней достаточно высокое, в обогащенном ацидофильном продукте повышается уровень содержания всех микро- и макроэлементов (таблица 4). Следовательно, внесение важных макро-и микроэлементов в ацидофильный напиток улучшает его функциональные свойства

Таблица 4 - Содержание микро- и макроэлементов в разработанном продукте и его составляющих - пчелиной обножке и олигофруктозе

Наименование показателей Значения показателей по результатам исследований

Пчелиная обножка Олигофруктоза Ацидофильный напиток (контроль) Обогащенный ацидофильный напиток

Медь, (мкг/г) 5,3 0,2 2,1 2,4

Цинк, (мкг/г) 52,6 0,8 3,2 32,7

Марганец, (мкг/г) 1,8 0,06 1.7 1,9

Железо, (мкг/г) 20,6 0,3 11,5 12,1

Кальций, (мг/г) 0,9 0,02 0,4 0,6

Фосфор, (мг/г) 0,6 0,09 0,5 0.6

Магний, (мг/г) 0,9 0,4 0,3 0,4

С учетом полученных результатов оценки качественных показателей рассчитаны комплексный показатель качества и конкурентоспособность ацидофильных продуктов (табл. 5).

Таблица 5 - Показатели конкурентоспособности (К), комплексного показателя качества (и) и цены (С) ацидофильных продуктов

Наименование ацидофильных продуктов Комплексный показатель качества, и Цена за 1 кг, руб., С Конкурентоспос обность, К

Ацидофильный кисломолочный продукт(контроль) 2,48 50,50 0,68

Обогащенный ацидофильный кисломолочный продукт 4,07 79,20 1,0

Полученные результаты подтвердили высокую конкурентоспособность разработанного продукта на современном рынке.

В шестой главе изложены результаты исследования влияния разработанного продукта на микрофлору кишечника лабораторных мышей при дисбактериозе. Дисбактериоз вызывали внутрибрюшинным введением антибиотика белым беспородным мышам в течение 5 суток. Взятие фекалий проводили на 3, 10, 17 и 24 сутки после окончания введения антибиотика. В результате эксперимента было установлено, что использование продукта, обогащенного пребиотиком и пчелиной обножкой, нормализовало содержание бифидобактерий к 10 суткам, в том время как ацидофильный напиток (контроль) без добавок достигал этого результата к 17 суткам наблюдения. Лактобациллярная флора у животных, получавших коррекцию, нормализовалась сразу при использовании обогащенного ацидофильного продукта (Рисунок 6).

Ю

6А. Бифидобактерии

2

0

исходный фон 3 сутки

10 сутки

17сутки

24сутки

10

6Б. Лактобациллы

6

2

исходный фон Зсутки Юсутки 17сутки 24сутки

• мыши с дисбиозом а**я>мыши с коррекцией ацидофильным напитком (контроль) -я^иыши с коррекцией обогащенным продуктом

24сутки

6В. Лактозопозитивные эшерихии

исходный фон 3 сутки 10 сутки 17 сутки

Рисунок 6 - Изменение облигатных бактерий микрофлоры кишечника у мышей при коррекции ацидофильным продуктом (6А - бифидобактерии, 6Б — лактобациллы, (>В — лактозопозитивные эшерихии).

Делая вывод по проведенному исследованию, необходимо отметить, что введение функциональных компонентов в ацидофильный напиток оказывало стимулирующее влияние на рост бифидобактерий, лактобацилл и эшер^хий и ингибировало рост условно патогенных микроорганизмовв кишечнике. Достигнутые результаты были зафиксированы и при отсроченных наблюдениях.

Следовательно, схема применения обогащенного ацидофильного продукта с положительным нормализующим эффектом, проводимая параллельно нарушающему фактору (введению антибиотиков), позволяет использовать обогащенный ацидофильный продукт в качестве профилактического средства.

В седьмой главе представлено проведение маркетинговых исследований, технико-экономическое обоснование производства, дана оценка экономической эффективности, экологической и социальной значимости разработанной технологии. Промышленная апробация и расчет основных технико-экономических показателей показал низкую себестоимость и высокую рентабельность производства обогащенных напитков.

В целом, разработанная технология обогащенных напитков является безопасной, ресурсосберегающей, простой в плане технического решения, социально значимой, полностью соответствует современным тенденциям государственной политики России в области здорового питания и способствует развитию нового направления в промышленной переработке молочного сырья.

19

выводы

1. Теоретически обосновано использование пчелиной обножки и олигофруктозы в производстве обогащенного ацидофильного продукта. Проведены патентные исследования и анализ источников литературы по изучаемому направлению и установлено, что на современном рынке нет аналогов разрабатываемого продукта.

2. Изучены химический состав и свойства пчелиной обножки и олигофруктозы. Установлено, что пчелиная обножка характеризуется повышенным содержанием белка и углеводов, витаминов и минеральных веществ; в составе олигофруктозы преобладает фруктоза; добавки безопасны по микробиологическим показателям и показателям безопасности.

3. Установлена доза пчелиной обножки (1,0%) и олигофруктозы (2,0%) и технологический этап их внесения при производстве ацидофильного продукта термостатным способом: предварительно растворенные добавки (в подогретом до 75°С молоке с выдержке в течение 5 минут, затем охлажденные до температуры заквашивания) вносят в подготовленную молочную основу при заквашивании перед розливом.

4. Изучена эффективность кислотообразования в процессе сквашивания ацидофильного продукта с пчелиной обножкой и олигофруктозой. Установлено, что при внесении добавок процесс кислотообразования более эффективен, что позволяет сократить время сквашивания на 1 час за счет кислотообразующей способности пчелиной обножки и наличия в ее составе органических кислот.

5. Разработана технология обогащенного пчелиной обножкой и олигофруктозой ацидофильного продукта с использованием принципов системы ISO 22000:2005, что обеспечивает высокое качество и безопасность. Технология прошла промышленную апробацию в цельномолочном цехе ООО «РИФ» (г. Морозовск, Ростовской обл.). Экспериментально установлен срок хранения - 10 (десять) суток при температуре 4±2°С на всем пути товародвижения.

6. Исследованы качественные показатели обогащенного продукта. Установлено, что его пищевая ценность и потребительские свойства выше, чем

20

у традиционных напитков. Внесение пчелиной обножки и олигофруктозы способствует увеличению содержания витаминов и минеральных веществ, а также повышению биологической ценности разработанного продукта - сумма незаменимых аминокислот увеличилась на 25%, биологическая ценность составила 33,4%.

7. Установлена высокая конкурентоспособность ацидофильного продукта, обогащенного пчелиной обножкой и олигофруктозой, с учетом комплексного показателя качества и стоимости, что позволит ему быть востребованным в данном рыночном секторе.

8. Изучены функциональные свойства разработанного продукта. Экспериментально проверено влияние ацидофильных продуктов на микрофлору кишечника лабораторных мышей при дисбактериозе. Установлено, что регулярное употребление обогащенного продукта в течение 14 дней способствует нормализации микрофлоры кишечника, так количество условно-патогенной микрофлоры сокращается, а количество бифидо- и лактобшсгерий увеличивается, подтверждая бифидогенные свойства обогащенного продукта.

9. Проведены маркетинговые исследования, технико-экономические расчеты и оценка социальной значимости работы и установлено, что представленная технология экологически безопасна, является энергосберегающей, доступной в плане практической реализации и будет востребована на современном рынке.

10. Разработана техническая документация СТО 9229-016-00493468-10 «Кисломолочный ацидофильный напиток, обогащенный пчелиной обножкой и олигофруктозой» (ТУ) и технологическая инструкция (ТИ) к СТО. Получен патент № 2458514 от 20.08.2012г. «Способ производства кисломолочного напитка».

По теме диссертации опубликованы следующие работы: Статьи в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Быванлова, Е.А. Обогащенный ацидофильный напиток [Текст]/ Е.А. Быванлова, В.В. Крючкова, П.В. Скрипни /Молочная промышленность. - М. - 2011. -№11 -С.58- 59.

2. Бывайлова, Е.А. Разработка технологии и изучение функциональных характеристик ацидофильного напитка на основе растительных компонентов [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/«Вестник ОрелГАУ». - Орел. - 2012. -№1 - С. 155-157.

3. Бывайлова, Е.А. Функциональный ацидофильный продукт на основе растительных компонентов [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, Г.Д. Фирсова, A.B. Черкашин/ Пищевая промышленность. -М. -2012. -№11 -С.54-56.

4. Бывайлова, Е.А. Логистика и маркетинг в ресурсосберегающей технологии обогащенного кисломолочного продукта [Текст]/Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, Л.А. Калиниченко, О.В. Друкер, В.А. Баранников, Н.И. Мосолова/ Молочная промышленность. -М. - 2013. - №12 - С.63-66.

5. Бывайлова, Е.А. Технология обогащенного ацидофильного продукта и оценка его пищевой и биологической ценности [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, П.В. Скрипин, В.Э. Никитчук, Т.Ю. Кокина, С.Н. Велик/ Интернет-журнал «Науковедение»,- г. Москва - 2014. - №3 - С.2-9.

Патент

6. Пат. 2458514 Российской Федерации, МПК7 А23С 23/00 Способ производства кисломолочного напитка /А.И. Бараников, И.А. Евдокимов, В.В. Крючкова, Е.А. Бывайлова; заявитель и патентодержатель ФГБОУ ВПО «ДГАУ». - № 2009126259/10 заяв. 08.07.2009; опубл. 10.06.2011, Бюл. № 16.

Техническая документация

7. СТО 9229-016-00493468-10 «Кисломолочный ацидофильный напиток, обогащенный пчелиной обножкой и олигофруктозой». Технические условия /В.В. Крючкова, И.А. Евдокимов, Е.А. Бывай лова, O.E. Фалынскова// Введ. 01.03.2011. - п. Персиановский -2010.

8. Технологическая инструкция к СТО 9229-016-00493468-10 «Кисломолочный ацидофильный напиток, обогащенный пчелиной обножкой и олигофруктозой. ТУ». /В.В. Крючкова, И.А. Евдокимов, Е.А. Бывайлова, O.E. Фалынскова// Введ. 01.03.2011. - п. Персиановский -2010.

Материалы международных и всероссийских конференции, конгрессов, форумов,

семинаров

9. Бывайлова, Е.А. Актуальность использования продуктов пчеловодства и лактулозы в производстве кисломолочных налитков [Текст] /Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства, науки и аграрного образования: материалы международной научно-практической конференции. -п.Персиановский, 2009, - с.196-199.

10. Бывайлова, Е.А. Выбор вида пчелопродукта в производстве кисломолочных напитков [Текст] /Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова / Материалы международной научно-практической конференции «Биотехнологические системы и инновационные технологии производства продуктов питания как один из инструментов реализации государственной программы развития сельского хозяйства на 2008-2012 годы». - п. Персиановский, 2009, -с.60-64.

11. Бывайлова, Е.А. Влияние термической обработки на безопасность цветочной пыльцы [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова / Материалы международной научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности РФ». - п. Персиановский, 2010, - с.55-57.

12. Бывайлова, Е.А. Потребительские свойства и химический состав цветочной пыльцы [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова / Материалы международной научно-

практической конференции «Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности РФ. - п. Персиановский, 2010, - с.57-59.

13. Быванлова, Е.А. Исследование качества пчелопродуктов и разработка технологии кисломолочных бионапитков с иммуномодулирующими свойствами [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова. Д.В. Косова/ Сборник материалов конкурса «Эврика-2009». - г. Новочеркасск, 2010, - с.35-37.

14. Бывайлова, Е.А. Подбор дозы пчелопродукта при производстве обогащенных кисломолочных напитков [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова / Материалы международной научно-практической конференции «Современные технологии производств продуктов питания: состояние, проблемы и перспективы развития». - п. Персиановский, 2010, - с.15-18.

15. Бывайлова, Е.А. Влияние концентрации пчелопродуктов на органолептнческие показатели обогащенных кисломолочных напитков [Текст]/ ЕА. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы 4 международной научно-практической конференции «Безопасность и качество товаров». - г. Саратов, 2010, - с.32-35.

16. Бывайлова, Е.А. Изучение качественных показателей и дозы продуктов пчеловодства при производстве обогащенных кисломолочных напитков [Текст]/ Е.А. Быванлова, В.В. Крючкова / Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности». - г.Всронеж,

2010, — с.42-46.

17. Бывайлова, Е.А. Перспектива внесения пчелопродуктов в обогащенный кисломолочный напиток [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы международной научно-практической конференции «Новые подходы к разработке инновационных технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции». - г. Волгоград, 2010, - с.208-210.

18. Бывайлова, Е.А. Перспективы применения продуктов пчеловодства и вЕедение их в рецептуру приготовления функциональных кисломолочных продуктов [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы IV международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания». - г. Челябинск, 2010, - с.63-65.

19. Бывайлова, Е.А. Качество пчелопродуктов и способ их внесения в производстве кисломолочных бионапитков [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы IX международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». - г. Санкт-Петербург, 2010, - с.122-125.

20. Бывайлова, Е.А. Изменение органолептических свойств и титруемой кислотности в процессе сквашивания обогащенного кисломолочного продукта [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы международной научно-практической конференции «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства, науки и аграрного образования». - п. Персиановский, 2011, - с.58-61.

21. Быванлова, Е.А. Разработка технологии ацидофильного продукта с повышенной биологической ценностью и пребнотическими свойствами [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы Шмеждународной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях». - г. Москва,

2011,-с.398-400.

22. Бывайлова, Е.А. Экспертиза качества обогащенного ацидофильного продукта [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, O.E. Фалынскова / «Актуальные проблемы качества в процессе производства и обращения товаров и услуг». - г. Ростов-на-Доиу, 2011, - с. 14-15.

23. Бывайлова, Е.А. Изменение витаминного состава ацидофильного напитка в результате внесения функциональной добавки [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, В.Э. Никитчук/ Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии - основа модернизации отраслей производства и переработки сельскохозяйственной продукции». - г. Волгоград, 2011, - с.92-95.

24. Бывайлова, Е.А. Изменение состава ацидофильного напитка в зависимости от внесенных добавок растительного происхождения [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, В.Э. Никитчук/ Материалы международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания». - г.Челябинск, 2011, - с. 102-106.

25. Бывайлова, Е.А. Оценка качества и конкурентоспособности обогащенного ацидофильного напитка [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, O.E. Фалынскова / Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России». - п. Персиановский, 2012, - с. 14-18.

26. Бывайлова, Е.А. Применение пчелиной обножки в производстве обогащенных кисломолочных напитков [Текст]/ Е.А. Бывайлова/ Сборник статей аспирантов, соискателей и преподавателей ДГАУ «Вопросы сельскохозяйственных наук», -п. Персиановский, 2011, -с.13-15.

27. Бывайлова, Е.А. Оценка качества и конкурентоспособности обогащенного ацидофильного напитка [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, В.Э. Никитчук / Материалы молодежной научной конференции «Новые подходы к разработке и реализации конкурентоспособных технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции». - ГНУ Поволжский НИИ ППММП, г. Волгоград, 2012, - с. 125-128.

28. Бывайлова, Е.А. Пищевая и биологическая ценность ацидофильного напитка «АПИМОЛ» [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы конференции «Инновационные разработки молодых ученых Юга России». - ГНУ НИИ животноводства и кормопроизводства РСХА, г. Ставрополь, 2012, - с.63-66.

29. Бывайлова, Е.А. Оценка хранимоспособности обогащенного ацидофильного продукта [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова / Материалы конференции «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы». - г. Зерноград, 2012,- с. 27-30.

30. Бывайлова, Е.А. Изучение корригирующего влияния функционального продукта «Апимол» на дисбиоз кишечника мышей [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, П.В. Скрипин/Вестник ДГАУ - п. Персиановский. - 2013. - № 2 -С. 101-110.

31. Бывайлова, Е.А. Хранимоспособность функционального ацидофильного продукта «Апимол» [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные пути развития АПК: проблемы и перспективы». - п. Персиановский, 2013, - с.86-90.

32. Бывайлова, Е.А. Пищевая ценность и функциональные свойства ацидофильного продукта «Апимол» [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, П.В. Скрипин/ Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве и переработке с/х продукции в условиях ВТО». - г. Волгоград, 2013, - с. 37-40.

33. Бывайлова, Е.А. Творожный продукт, обогащенный растительными ингредиентами [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, П.В. Скрипин/ Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве и переработке с/х продукции в условиях ВТО». - г. Волгоград, 2013, - с. 41-44.

34. Бывайлова, Е.А. Обогащенный ацидофильный продукт «Апимол» функционального назначения [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы II международной конференции «Инновационные разработки молодых ученых - развитию агропромышленного комплекса. - ГНУ СНИИЖК, г. Ставрополь, 2013, - с.142-145.

35. Бывайлова, Е.А. Ацидофильный продукт «Апимол» с повышенной биологической ценностью и пребиотическими свойствами [Текст] / Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова/ Материалы II международной интернет-конференции "Современные тенденции в сельском хозяйстве" - г. Казань, 2013, - с.28-30.

36. Бывайлова, Е.А. Адаптация системы ISO 22000:2005 в производстве обогащенного ацидофильного продукта [Текст]/ Е.А. Бывайлова, В.В. Крючкова, П.В. Скрипин/ Вестник ДГАУ. - п. Персиановский. - 2014. - № 1 - С.77-81.

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Формат 60x84/16. Объем 1.0 уч.-изд.-л. Заказ № 3587. Тираж 120 экз. Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 247-34-88