автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии сливочных паст - молочных белково-жировых продуктов

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАСЛОДЕЛИЯ И СЬРСЩЕЛИЯ

На правах рукописи УДК 627.28

КУЧНОКА Оксана Антоновна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЛИВОЧНЫХ ПАСТ -МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВО-ЖИРОВЫХ ПРОДУКТОВ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УГЛИЧ - 1997

1 о с я

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте-маслоделия и сыроделия.

Научный руководитель - лауреат Государственной премии РФ,

доктор технических наук, профессор Ф.А.Вышемирский

Научный консультант - кандидат технических наук В.Я.Матвиевс-

кий

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор, почетный академик Санкт-Петербургской академии холода и пищевых технологий А. Д. Гриценко

кандидат технических наук С.В.Абросимова

Ведущее предприятие - ОАО "Ярмолпрод"

Защита диссертации состоится 10 февраля 1998 г. в_час.

на заседании специализированного Совета К.020.88.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте маслоделия и сыроделия (152620, г.Углич, Ярославской области, Красноармейский бульвар, д. 19, ВНИШС).

Ваш отзыв (в двух экземплярах), заверенный печатью, просим направлять в адрес института.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 6' " 1998 г.

Ученый секретарь спедаализи рованяого Совета, кандидат технических наук

oi В.Ф.Роэдова

Актуальность работы. Существующий ассортимент сливочного масла и его аналогов, в нашей стране, цока не в полной мере удовлетворяет запросы отечественных потребителей по вкусовому разнообразию и объемам вырабатываемой продукции, стоимости, пищевой и биологической ценности; не обеспечивает возможного использования компонентов молока (по прямому назначению, используется менее 30 % сухих веществ молока). В условиях, когда на производство масла в стране расходуется - 50 % заготовляемого молока и с учетом повышенной его ресурсоемкое™ (удельный расход молока на масло в 1996 г. составил около 21 кг/кг) это негативно сказывается на объемах производства других молочных продуктов. С другой стороны, повышенная массовая доля жира в сливочном масле обусловливает его высокую калорийность и содержание холестерина, что'снижает биологическую ценность и диетические свойства.

С учетом вышеизложенного, исследования по модификации состава и свойств сливочного масла, снижению его ресурсоемкости, улучшению пищевой ценности являются актуальными.

Дедь планируемых исследований - разработать ресурсосберегающую технологию новой группы молочных белково-жировых. продуктов - аналогов сливочного масла (сливочных паст) с сбалансированным составом и улучшенной пищевой ценностью.

В рабочей гипотезе предполагается, что создание сливочных паст, возможно посредством направленного комбинирования состава используемых сливок и различных ингредиентов целевого назначения, регулирования процесса структуросбразования.

Б соответствии с рабочей гипотезой определены основные задачи исследований:

1. Обосновать целесообразность создания новой группы молочных белково-жировых продуктов (сливочных паст).

2. Исследовать эйективность использования немолочных добавок при производстве сливочных паст с целью направленного регулирования зрганолептических показателей, повышении пищевой ценности; планирования ассортимента.

3. Изучить особенности процесса формирования физической структуры сливочных паст и получения продукта с заданными потребительскими показателями.

4. Разработать рациональные технологические и аппаратурные ;хемы для производства сливочных паст.

5. Исследовать и описать характерные особенности состава, фи-

- г -

зикр~химических свойств, органолептических показателей сливочных паст, определить условия хранениям сроки их годности, сферы рационального .использования.

Новизна работы заключается в научной обосновании создания новей группы молочных белкого-жирОЕых продуктов (сливочных паст} со сливочным вкусом и пастообразной консистенцией, высокой пищевой ценностью и диетическими свойствами; оптимизации состава и описании характера их физической структуры и свойств, установлении показателей качества и сфер рационального использования. Оригинальность работы подтверждена положительным решением НИЙГПЗ на выдачу патента по заявке на изобретение N 95110796 "Способ получения молочных бел-ково-.жровых продуктов."

. Практическая значимость.

В результате выполнения работы:

- разработана новая группа молочных белксЕО-жировых продугсгов-сдивочяых паст с комбинированным составом для употребления в натуральном виде, вырабатываемых по ресурсосберегающей технологии;

- оптимизирован состав, описаны физико-химические свойства, определена сфера рационального потреблений сливочных паст;

- разработана и утверждена нормативно-техническая документация на производство сливочных паст (ТУ 9221-054-04610209-97).

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на Ученом Совете БНИИМС (1995-1337 гг.) и научно-технических конференциях: в Угличе (1995 г) - "Научные основы прогрессивных технологий хранения и переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания человека"; в Саратове (1996 г) - "Научно-производственная конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов и стажеров"; в Минске (1996 г) - "Энергосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья" ; в Москве (1996 г) "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования м интенсификации технологических процессов пищевых производств"; в Угличе (1995 г) "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной перера-ботки-сельхозпродукц1'и_для_созданкн продуктов питания повышенной пиц-ЗБОй и биологической ценности"; в Метре (1996_ТУ^,'Научные~1Г практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания"; в Кемерово (1997 г) - "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" .

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14

печатных работах.

Структура я объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, еыводов, библиографии 147 наименований, в т.ч. 23 зарубежных источников. Основное содержание изложено на 132 страницах машинописного текста; в качестве шшстраций - 37 таблиц, 28 рисунков и 21 приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении кратко сформулированы актуальность, цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В обзоре литературы проанализирован существующий ассортимент сливочного масла и белкоЕо-жировых продуктов - его аналогов, включая их состав, пищевую ценность и сферы использования, особенности производства, и др.

Организация исследований. Работа выполнена во ВНИИМС. Схема проведения экспериментов представлена на рис. 1.

Объекты исследований: сливки; белково-жировые дисперсии (БЖД), полученные различными методами (нормализацией сливок молочно-белко-выми добавками, вакуум-выпариванием и ультрафильтрацией сливок), сливочные пасты.

Методы исследований. В работе использованы общепринятые стандартизированные методы анализа физико-химических, биохимических и микробиологических показателей исследуемых объектов, а также оригинальные исследования реологических характеристик (с использованием реоганиометра Байсенберга К-19), микроструктурный анализ и электронно-микроскопические исследования.

Повторность опытов трех-пятикратная. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного и регрессионного анализов с использованием персонального компьютера.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СОСТАВА Й СВОЙСТВ МОЛОЧНЫХ ЕЕЛКОВО-ЖИРОВНХ ДИСПЕРСИЙ - ИСХОДНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ СЛИВОЧНЫХ ПАСТ Разработка теоретических аспектов создания новой группы бедко-

во-жировых продуктов - сливочных паст. Сформулированы требования к составу, свойствам, качеству сливочных паст с позиции соответствия их формуле сбалансированного питания и рациональности использования всех ценных компонентов молока- сырья, планирования ассортимента, эффективности использования ингредиентов целевого назначения, особенностей формирования струк-

э т

А П Ы

И С С Л Е Д о в

А Н И Я

Теоретическая проработка аспектов соэ -лания новой группы оелково-жировых про-дуктов-оливочных паст

Требования к составу .характеру струк туры,микробиологическим показателям

Изыскание методов получения молочных бел-кодо-жировых дисперсии заданного состава

Цельное молоко

Сливки

х

о*© ь а к я 0> со £ГЮ К О

Сепарирование

О

[—{Удьтрафидьтрация ОД А Я

Вакуум-выпаривание О И

состава

, Выбор метода и оптимизация получе-

Йсследование особенностей преобразования оелкозо-жировых .дисперсии в готовый продукт |

БВД заданного состава

Фос вайие" стр^кту-

ей

к>

§

5 «

о

Параметров.термом! кого воздействия '

Ц1ГН"

Использование ст^миватог ров структуры О у в □

Выбор метода преоб-

Ваэавания ВД э готовый продукт

Разработка технологии сливочных паст

Выбор ингредиентов

О в

—■[ Оптимизация технологических режимов О ф □ 01

оборудования, разработка технологичес-с.Чем

Установление состава сливочных паст и описание физико-химических харакн теристик

Изучение качества сливочных паст

1-

0> 1 Ч «1 о я в; о о я

8 с{ Д

Пищевой ценности

о е

Сроков годности

о в с о

§

а

к &

о ■о

с! О

си

Рис. i. Общая

схема постановки эксперимента по разработке технологии сливочных паст

Исследуемые показатели

(Ь органолептические физико-химические С)" биохимические О- микробиологические

состав микроструктура О- структурно-механические Д- кратность концентрирования

д- проницаемость А селективность

- 5 "

туры, условий обеспечения их храниыоспособности.

Изыскание методов получения белково-жировых дисперсий в процессе производства сливочных паст.

Сырьем для производства сливочных паст являются сливки из коровьего молока СТУ 10.02.867-90), из которых получают промежуточные продукты - ЕЯЩ различными методами:

Нормализацией сливок (содержащих жира 38-45 %) молочно-белковыми добавками - МВД: сухим обезжиренным молоком -СОМ, сухими концентратами обезжиренного молока и сыворотки, полученных с использованием ультрафильтрации - КМБ и КСБ-УФ соответственно.

Оптимизировали состав продукта на основе данных по систематизации ВВД с различным соотношением Ж/СОМО, полученных нормализацией сливок; МВД. В качестве входных параметров при этом приняты: xi -массовая доля жира в диапазоне от 25 до 35 X и xg - массовая доля COMO в диапазоне от 10 до 20 %. В качестве выходных параметров: yi - вкус и запах, уг - консистенция, уз - соответствие соотношения основных компонентов (Ж:Б:У) оптимальному - 2,7:1,0:0,8. Параметры yi и уг оценивали органолептически по 5-балльной шкале.

Установлены границы оптимальных значений массовой доли жира и COMO (рис.2), при которых обеспечивается получение продукта с требуемыми показателями качества и оптимизирован состав БШД, полученных на основе используемых сливок нормализованных СОМ, КМБ и КСБ-УФ (жира 31 7», COMO 17 Z).

Уль трафильтрацией сливок. В работе использовали пилотную установку "Coca-Cola" (США), оснащенную отечественными мембранами из полисульфонамида на подлодке из нетканого полотна, ; применением рекомендуемых для этой установки рабочих режимов (давление на входе 0,4 Ша, давление на выходе 0,2 МПа, температура фильтрации (50 ± 5) °С).

Эффективность процесса ультрафильграцш сливок оценивали по изменению удельной и средней удельной проницаемости мембран ;рис.З).

С увеличением массовой доли сухих веществ в обрабатываемом фодукте проницаемость мембран снижается, результат - возникновение ia их поверхности пограничного слоя с повышенной концентрацией засгворенных веществ, затрудняющего перенос частиц.

Снижение проницаемости мембран пропорционально увеличению эффективной вязкости получаемого концентрата сливок. Значительное

Vi

s

8

o '

t=c

o o

18

16

'14

12 10.

i

% >

3,03

=4,37

-3

ч /

в* 80

> 70

1 60

1 50

л 40

Еч

а 30

% 20

Р 10

k

« ''27 P,9 31 33 35 Массовая доля жира, %

Рйе.2. Оптимизация состава

V

i л к.

] у\

\ V к,

\ i '

\ I \

ч S VÍ

\ _______\ \ N

0 то 20 30 40 3 Массовая доля сухих вещзств

Гйс.З. Зависимость проницаемо ти мембран: удельной 2,'

средней удельной (х и от массовой" доли сухих вещеехв в концентратах, полученных .уль? фильтрацией сливок (I и х} и обезжиренного молока (2пи 2) 1ши температуре (50*5) иС и д

- область спг-нм^льнкх значений

увеличение эффективной вязкости от 12,5 • 10_3 до 404,7 - 10-,;> Па*с имеет место при достижении массовой доли сухих веществ в концентрате сливок 49 Z; проницаемость мембран при этом снижается до минимума и,процесс становится не целесообразным.

Получение Б1Д требуемого состава методом ультрафильтрации возможно при использовании в качестве исходного сырья сливок с массовой долей жира 5,5 - 7,5 %, белка 2,5 - 3,0 Z, лактозы 3,5 - 4,2 % при кратности концентрирования 4,8.

Вакуум-выпариванием сливок до требуемого содержания сухих веществ в концентрате при использовании циркуляционных вакуум-ачпаратов при температуре (60 ±10) °С . Установлено, что получение БВД с требуемым содержанием жира и C0M0 возможно при массовой доле жира в сливках 11,5 - 15 % и кратности концентрирова-

ния 2,6 ± 0,4.

Сравнительные исследования состава и свойств белково-жировых

дисперсий, полученных различными методами. Состав. Использование различных методов получения БЖД, предопределяет различия их состава, соотношения основных компонентов, органолелтических показателей и, соответственно, обусловливав!

возможность дифференцирования ассортимента сливочных паст.

Соотношение между жиром:белком:лактозой (Ж:Б:Л) в БЖД, наиболее близко к оптимальному, обусловленному Медико-биологическими требованиями для сливочных паст, достигают нормализацией сливок КМ6, КСВ-УФ (метод 1) и ультрафильграцией сливок (метод 2). Содержание белка в БЖД, яри этом, составляет 14,72; 13,31; 12,31 лактозы: 1,70; 2,73; 3,40 % соответственно (табл.1).

Таблица 1

Состав белково-жировых дисперсий, полученных различными методами

N п/п Метод получения белково-жировых дисперсий МВД, ис-поль-зуе-мая для нормализации Массовая доля, % Соотношение основных компонентов Ж: Б: Л

сухих веществ

жира COMO

всего в том числе

белка лактозы золы

1 Нормализа- СОМ 31,0+ 17,0+ 6,4б± 9,20+ 1,24± 4,6:1,0:1,4

цией сли- ±2,0 +2,2 +0,34 ±1,20 ±0,16

вок мелоч-

но- белко- КМБ 31,0± 17,0+ 14,72± 1,70+ 0,58+ 2,1:1,0:0,1

выми до- ±2,0 +1,6 +1,40 ±0,16 ±0,05

бавками

КСБ-УФ 31,0± 17,0+ 13,31± 2,73± 0,96+ 2,3:1,0:0,2

±2,0 +1,2 +0,94 +0,19 ±0,07

2 Ультра- _ 31.0± 17,0+ 12,31± 3,40± 1,29+ 2,5:1,0:0,3

фильтра- ±3,0 +2,1 +2,15 +0,59 +0,26

цией

сливок

3 Вакуум-вы- — 31,0+ 17,0+ 5,67+ 8,97± 1,36+ 4,6:1,0:1,3

паривани- +2,0 ±1,3 ±0,46 ±0,69 ±0,11

ем сливок

Сравнительно повышенное содержание белка и пониженное - лактозы и минеральных солей, в указанных вариантах получения ЕВД, обусловливает формирование в продукте относительно нейтрального вкуса. Это позволяет их использовать в качестве основы для производства всего разработанного ассортимента сливочных паст: десертных, деликатесных и диетических.

Для БЖД, полученных концентрированием компонентов сливок в вакуум-аппаратах (метод 3) и нормализацией сливок СОМ (метод 1), характерно повышенное содержание лактозы О 9 %) и пониженное белка 8,5 %). Вкус получаемых при этом БНД сладкий, с слегка солонова-

тым привкусом; использование таких ЕЖД ограничивается выработкой сливочных паст - десертных.

Физико-химические свойства БЖИ (табл.2). Независимо от метода получения БКД представляют собой концентрированные дисперсии прямого типа (М/В). Жировая фаза и белок распределены в дисперсионной (водной) среде в виде одиночных жировых шариков и белково-жировых агломератов. Их количество, размеры и характер распределения предопределяются методом получения.

Таблица 2

Физико-химические свойства БЗД, полученных различными методами

N

п/п

Метод получения белково-лшровых дисперсий

МВД, ис-поль-зуе-мая для нормализации

Физико - химические свойства

Титруемая кислот-

HgCTb,

Активная

кислотность , ед.рН

Эффективная вязкость , Па-с при 20 °С и скорости сдвига , 145.8с

Коли -чесгво эмульгированного жира, %

Седи-мента-цион-ная устойчивость , %

Термостойкость бел -ков, мин

1 Нормализацией сливок молоч-но-белковыми добавками

СОМ КМВ

42,0± ±3,2

32,5± 11,7

2 Ультрафильтрацией сливок

КСБ-УФ 47,0± ¿1,2

— 36,Ot ±2,0

3

Вакуум-Еы-

паривани-

ем сливок

42,5± +6,0

5,8±0,1 6,1±0,1 5,4±0,1 6,2±0,1

5,8±0,3

0,067± ±0,008

16,481± ±0,206

0,103± ±0,012

4,218+ ±0,126

0,127± ±0,014

93,6± ±3,3

35,0± ±5,3

96,2± ±2,3

90,5+ ±1,4

28,6± ±1,3

88,0± ±1,0

99,0± ±1,0

94,0± ±1,5

94,0± ±1,2

94,6+ ±2,9

54 при 100 бС

27 при 85 °С

76 при 75 ЬС

37 при 100 бС

26 при 100 бС

Получаемые БВД характеризуются высокой седиментационной устойчивостью (88 - 99 Z) - результат повышенного количества поверхност--н0-активных^еш,еств_( содержание COMO 17 I в т.ч. белка от 6,5 до 14,7 % и сравнительно пониженного количества лшровой фазы ~ 31 %).

В процессе получения БВД,в результате возникновения структурных связей между компонентами системы,значительно (на 1-3 порядка) увеличевается эффективная вязкость продукта. Характер изменения вязкости исследованных БЖЦ, в зависимости от динамической нагрузки

представлен на (рис-4).

сг

д

Б

со

К ®

(О

К м

о

2820,0 2020,С

1220,0

420,0

220,0 20,0

1,0

0,6 о, к

0,4

Рис.4, Кривые тэчэнвя э$фект:шюй вязкости . ЕНД, полученных различнкда методами при температуре 20 °С: 1>2,3 - нормализацией сливок СО", РКВ-У5, КНВ соотзететвен-но;

-I - ультрафиль^рацу'-

е** сливок; 5 - вакуум--вшзркза-

и "" "" ннеа

Градиент скорости сдвига,

Полное разрушение структурных связей в системе БЖД (независимо от метода их получения), как видно из рис.4, происходит при градиенте скорости сдвига от 20 до 120 с-1. При последующем увеличении скорости сдвига эффективная вязкость практически не меняется. Несмотря на достаточно высокие начальные показатели вязкости, структурные связи в исследуемых ВВД, под действием динамического фактора, достаточно легко разрушаются. Ери снятии нагрузки ( снижении скорости градиента сдвига от 1312 до 0,3 с-1) структурные связи в системе частично или полностью восстанавливаются, т.е. проявляется свойство тиксотролности. Более выраженными гиксотропными свойствами обладают Б1Д, полученные нормализацией сливок КСБ-УФ и СОМ, их восстанавливаемость после снятия нагрузки составляет 100 и 88,9 % соответственно. Сравнительно низкий показатель тиксотропности характерен для БВД, полученных нормализацией сливок КМБ, ультрафиль-грацией и вакуум-выпариванием - от 50 до 64 ж, что свидетельствует э более прочных.структурных связях в таких системах.

На технологические свойства БВД, их органолептическую оценку и иикробиологические показатели определенное влияние оказывает титру-5мая и активная кислотность. Все исследованные ВЗД обладают сла-эо-кислой реакцией среды (рН от 5,4 до 6,2) - результат повышенного содержания в них сухих обезжиренных веществ, в том числе белков и шеральных солей (см.табл.2).

- 10 -

Изучение особенностей преобразования бедково-жировых дисперсий в готовый продукт.

Получение сливочных паст с однородной пастообразной консистенцией обусловливается составом БВД, их физико-химическими свойствами, условиями термомеханической обработки.

Исследования по аппаратурному оформлению технологического дроцес-с а. Для преобразования БВД в готовый продукт, с заданными свойствами и потребительскими показателями исследована возможность использования аппаратов различной конструкции (цилиндрического масло-образователя, гомогенизатора, коллоидной мельницы, дестабшшзатора в качестве миксера). В качестве модельной смеси использовали БВД с соотношением Ж:COMO - 31:17.

Сравнительно лучшие результаты получены при использовании гомогенизатора и маслообразователя. Устойчивые структуры образуются в случае обработки БЖД, характеризующихся более высоким содержанием белков (полученных нормализацией сливок КМВ и ультрафильтрацией сливок). В случае нормализации сливок КСБ-УФ и СОМ и использованных концентратов сливок, полученных вакуум-выпариванием, образование устойчивой пастообразной консистенции продукта обеспечивается применением стабилизаторов структуры.

Эффективность применения стабилизаторов структуры. Исследовано 14 видов стабилизаторов структуры (отечественного производства и зарубежных), из которых для последующей работы были выбраны: пектин яблочный, крахмал набухающий, метшщедлшоза, Na-карбоксиметилцеллшоза, Flanogen к Satiagel при дозировке: 0,7; 4,0; 2,0; 1,5; 1,5 и 0,7 % соответственно к массе продукта.

Оптимизирован метод внесения стабилизатора в Б1Д, приемлемы? для всех исследуемых стабилизаторов: в смесь после предварительного смешивания с СОМ в сухом виде.

Использование стабилизаторов структуры оказывает заметное влияние -на -физико-химические- свойства —БДД__Их_эффективная вязкост!

после внесения стабилизаторов увеличилась в 214,7-277,6 раза, чтс способствовало повышению седиментационной устойчивости и снижении восстанавливаемости структуры белково-жировых дисперсий на 6,4-10,' и 6,9-22,2 7с соответственно.

Стабилизаторы структуры увеличевают эффективную вязкостьи i образуют более прочные структурные связи в системе, повышают седи-

- И -

ментационную устойчивость БДЦ, сншкая одновременно содержание в них эмульгированного жира, что способствует формированию'крупных белко-во-жировых агломератов. Действие стабилизаторов структуры целесообразно рассматривать в совокупности с процессом диспергирования жировой фазы для каждого аппарата в отдельности.

Особености обработки ВЖД в гомогенизаторе. Методом математического моделирования был спланирован эксперимент по оптимизации дозы используемых стабилизаторов структуры и режимов гомогенизации в диапазоне температур от 20 до 80 °С и давления от 2 до 22 МПа. По полученным данным построены уравнения регрессии, описывающие зависимость реологических показателей продукта от режимов гомогенизации. Установлены значения: начального модуля сдвига - Go=2642 Па, комплексного модуля сдвига -G*=3624 Па, модуля упругости - g'=2922 Па, динамической вязкости -тГ=37 Па-с, при которых гарантировано получение сливочных паст с требуемой консистенцией независимо от вида молочно-белковой добавки (кроме КМБ) и стабилизатора.

Рекомендуемые режимы гомогенизации БДЦ: для сливочных паст диетических - температура (30 ± 1) °С, давление 120 - 183 кг-с/см2; для всех остальных разновидностей - температура (45 ± 5) ° С и давление - 120 - 216 кг-с/см2 в зависимости от используемого стабилиг затора структуры.

При использовании КМБ оптимальные режимы гомогенизации, обеспечивающие получение продукта с пастообразной консистенцией, составляют: температура от 55 до 71,5 °С и давление от 38 до 140 кг-с/см2, без применения стабилизаторов структуры.

Условия термомеханической обработки БДЦ в маслообразователе.'

' Для проведения исследований использован лабораторный маслооб-разователь производительностью до 25 кг/ч с частотой вращения барабана - вытеснителя до 300 об/мин. Режимы термомеханической обработки, применяемые при производстве сливочного масла с повышенным содержанием плазмы и маслян, не обеспечивают получение продукта с пастообразной консистенцией. Поэтому режимы термомеханической обработки скоректированы: температура БВД на входе в аппарат от 40 до 85 °С (в зависимости от гида сдивочной пасты), продукта на выходе -(34 ± 4) °С, производительность маслообразователя на уровне паспортной.

Влияние состояния жировой фазы БВД

на формирование структуры сливочных паст. Исследований выполняли с использованием модельных систем БЖЛ, жировач фаза в которых частично или полностью была заменена топленым маслом. На основании полученных экспериментальных данных установлено, что при производстве сливочных паст, исходные сливки при необходимости могут быть заменены частично (до 50 %) топленым или сливочным маслом, высокожирными сливками.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЛИВОЧНЫХ ПАСТ: ИЗУЧЕНИЕ ИХ КАЧЕСТВА И УСТАНОВЛЕНИЕ ИХ СРОКОВ ГОДНОСТИ

Основанием для разработки технологии сливочных паст являются Медико-биологические требования к новой группе продуктов, разработанные Институтом питания РАМН.

В процессе разработки технологии оптимизировании ассортимент сливочных паст, их состав, режимы выработки и условия сохранности качества, установлена пищевая ценность и рациональные сферы использования, определена народно-хозяйственная значимость.

Состав сливочных паст. Изучена эффективность и целесообразность использования различных вкусовых ингредиентов, биологически активных веществ, витаминов и др., на основании которых сформирован основной ассортимент сливочных паст следующих разновидностей: десертные с какао, с цикорием, фрукгово-ягодные; диетические с использованием бактериальных заквасок (Вифилакт-У, ВП-У-5А, БК-СМ); деликатесные. Предусмотрена возможность использования красителей, ароматизаторов, консервантов, стабилизаторов структуры, биологически активных веществ. Состав сливочных паст: массовая доля жира - 31 ± 4 z, COMO до 17 Z, в том числе молочного белка - 7,9-11,5 Z, углеводов - 3,2-14,0 Z.

Режимы выработки. Предложено две технологические схемы производства сливочных паст для маслозаводов - на основе использования комплексов оборудования П8-01У и, городских молзаводов - на основе использования гомогенизаторов (рис.5). Оптимизированы условия подготовки и внесения вкусовых наполнителей и пищевых добавок в БЖД,

режимы-термомеханической_обработки_и_фасования готового продукта -

в потребительскую тару различной вместимости из разрешенных полимерных материалов.

Сохраняемость качества сливочных паст. Для повышения храниыос-пособности сливочных паст изучено действие консервантов: бензойной кислоты и сорбиново-кислого кальция в количествах 0,05 % и 0,07 % -для сливочных паст деликатесной и десертной ( с какао и цикорием );

Рис.5. Технологический процесс производства сливочных паст

Условные обозначения: 1-насое центробежный, 2-весы, 3-ванна приемная, 4-теплообм8нник пластинчатый, 5-сепаратор-сливкоотделитель, 6-охладитель пластинчатый, 7-резервуар для сливок, 8-уравнительный бачок, У-трубчатЫй нагреватель, 10-ванна нормализационная, П-насос, 12-просеиватель, 13-весы, х4-тележка, 15-гомогенизатор, 1б-автомат для фасовки, 17-маслообразователь

— молоко, --»-обезяиренное молоко, -^—сливки, молочно-белковые добавки, —стабилизаторы, —о—вкусовые наполнители, ■ биологически-активные вещества, —¿г-ароматизаторы, _о_ регуляторы рН, —"«—консерванты, —— сливки пастеризованные, —с—нормализованная смесь, - готовый

продукт

0,03 % и 0,05 % - для десертной (с фруктово-ягодными наполнителями) соответственно.

Установлен срок годности сливочных паст при температуре (5 ± 1) °С в течение 7 суток - для диетических паст, 15 суток - для паст десертной и деликатесной без добавления консервантов и 30 суток -для паст десертных и деликатесной с добавлением консервантов.

Изучение пищевой ценности сливочных паст. Вследствие снижения массовой доли жира в 2,3 раза (до сравнению с крестьянским маслом) - снижается калорийность сливочных паст в 1,8-2 раза и содержание холестерина до 0,08 г/100 г. Внесение молочно-белковых добавок при производстве сливочных паст обогащает продукт полноценным белком с высоким содержанием незаменимых аминокислот, важными микроэлементами, витаминами, обуславливая повышение их пищевой ценности.

Народно-хозяйственная значимость сливочных паст. Освоение их производства позволяет улучшить использование ресурсов молока-сырья и значительно увеличить объем товарной продукции при снижении ее себестоимости, улучшить и расширить ассортимент белково-жировых продуктов бутербродного назначения со сбалансированным составом и вкусовым разнообразием.

ВЫВОДЫ

1. Полученными экспериментальными данными и их теоретическим анализом установлена целесообразность и возможность создания новой группы молочных белково-жировых продуктов - аналогов сливочного масла (сливочных паст), предназначенных для употребления в натуральном виде. Основой их создания являются Медико-биологические требования разработанные Институтом питания РАМН.

2. Научно-обоснованы характеристики физической структуры, потребительские показатели сливочных паст, технологические особенности их получения. Основой технологии сливочных паст является получение белково-жировых дисперсий (сливочных концентратов), которые посредством регулируемой термомеханической обработки преобразуют в продукт с заданной структурой и свойствами. Получают БЖД нормализа-цией~слиБок~модочно-оелковыми~добавками^сгущением-либо-ультрафиль--традаей низкожирных сливок.

3. Использование разнообразных ингредиентов (биологически-активных веществ, белковых, вкусовых и углеводных добавок, ароматизаторов, стабилизаторов структуры и пр.) обусловило возможность разработки широкого ассортимента сливочных паст: десертных, диетических и деликатесных.

4. Разработаны аппаратурные схемы производства сливочных паст и оптимизированы режимы выработки их при использовании гомогенизатора и маслообразователя, обеспечивающие получение хорошей пластичной консистенции готового продукта.

Ъ'. Выведены эмпирические зависимости между основными компонентами и их соответствием формуле сбалансированного питания в БЖД, на основании которых установлены оптимальные состав (жира 31 Z, COMO 17 Z) и соотношение основных компонентов (1:Б:У - 2,7:1,0:0,3) в сливочных пастах.

6. Установлена корреляционная зависимость между физико-химическими свойствами, реологическими характеристиками и потребительскими показателями сливочных паст, определены основные критерии инструментальной оценки их консистенции (начальный модуль сдвига, комплексный модуль сдвига, модуль упругости, динамическая вязкость) .

7. Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что сливочные пасты представляют собой дисперсию смешанного типа "М/В" и "В/М"* и характеризуются выраженной тиксотропностью.

8. Установлено, что сливочные пасты характеризуются улучшенной пищевой сбалансированностью и диетическими свойствами по сравнению со сливочным маслом, вследствие повышенного содержания биологически-активных компонентов (включая белки, витамины, микроэлементы и др.).

9. Изучены вопросы сохраняемости качества сливочных паст и установлены сроки их годности без добавления консервантов и с их использованием.

10. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация на производство сливочных ласт (ТУ 9221-054-04610209-97).

11. Производство сливочных паст по разрабатываемой технологии является экономически выгодным вследствие пониженных удельного расхода молока (жирностью 3,6 % - 8,8 т/т) и себестоимости продукта в целом - на 40 по сравнению с крестьянским маслом . Это позволяет увеличить потенциально ресурсы молока-сырья и соответственно увеличить объем производства молочных продуктов, снизить их стоимость, что имеет важное социальное значение. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений составляет около 6 месяцев.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Янчук O.A., Орлова Е.В., Попова Н.М., ЗКужман А.И., Колес-нов А.Ю. Использование стабилизаторов структуры при производстве

сливочных паст // Научные основы прогрессивных технологий хранения и переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания человека. Тез. докл. науч.-техн. конф. 9-12 октября 1995.- Углич, 1995. С. 383. •

2. Кучнова O.A., Орлова Е.В. , Вышемирский Ф.А., Матвиевский В.Я. Вопросы разработки новой группы белково-жировых продуктов -сливочных паст JJ Тезисы докладов научно-производственной конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и стажеров. 4.2. £7-28 марта 1996. - Саратов, 1996. С. 18-19.

3. Кучнова O.A., Орлова Е.В., Вышемирский Ф.А. Изучение особенностей состава и свойств белково-жировых дисперсий - как основы для производства сливочных паст JJ Тезисы докладов научно-производственной конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и стажеров. 4.2. 27-28 марта 1996. - Саратов, 1996. С. 19-21.

4. Кучнова O.A., Лепидкина о.В., Орлова Е.В., Вышемирский Ф.А, Разработка требований к консистенции сливочных паст // Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств / Московская государственная академия прикладной биотехнологии. Тез. докл. конф. 14-15 мая 1996.- Москва, 1996. С. 186.

5. Орлова Е.В., Вышемирский Ф.А., Кучнова 0;А., Колеснов А.Ю. Применение пектинов в аналогах сливочного масла // Пищевая промышленность. - 1996. - N 6. - С. 34-35.

■6. Вышемирский Ф.А., Кучнова O.A., Орлова Е.В., Канева Е.Ф. Сливочные ласты - новая группа белково-жировых продуктов // Энергосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Тез. докл. науч.- практич. конф. 4.1. 12-14 июня 1996.- Минск, 1996. С. 35-36.

7. Кучнова O.A., Орлова Е.В., Вышемирский В.Ф. Особенности -технологии сливочных паст // Энергосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырьяПезт~доклг-науч.—практич._конф^ 4.1. 12-14 июня 1996.- Минск, 1996. С. 36-37.

8. Кучнова O.A., Мурашов В.В., Орлова Е.В., 4убенко A.B. Концентрирование низкожирных сливок методом ультрафильтрации // Энергосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Тез. докл. науч.- практич. конф. 4.1. 12-14 июня 1996.- Минск, 1996. С. 51-52.

9. Вышемирский Ф.А., Кучнова O.A., Орлова Е.В., Канева Е.Ф., Левачев М.М., 'Зайцев А.Н., Куваева И.Б. Аспекты создания новой группы продуктов - сливочных паст // Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности. Тез. докл. науч.- техн. конф. 4.1. 1-4 октября 1996,- Углич, 1996. С. 105-106.

10. Вышемирский Ф.А., Кучнова O.A., Орлова Е.В., Канева Е.Ф. Технология сливочных паст // Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности. Тез. докл. науч.- техн. конф. 4.1. 1-4 октября 1996.- Углич, 1996. С. 107.

11. Орлова Е.В., Вышемирский Ф.А., Кучнова O.A. Особенности формирования структуры сливочных паст // Прогрессивные экологически безопаске технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности. Тез. докл. науч.- техн. конф. 4.2. 1-4 октября 1996.- Углич, 1996. С. 462-463.

12. Вышемирский Ф.А., Орлова Е.В., Кучнова O.A., Канева Е.Ф. Использование сливочных паст для детского и геродиетического питания // Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания. Тез. докл. , науч.-техн. конф. 23-26 декабря 1096. Истра. 1996.- С.

13. Вышемирский Ф.А.. Орлова Е.В., Кучнова O.A., Канева Е.Ф. Технология белково-ясировых продуктов - аналогов сливочного масла бутербродного назначения // Образование в условиях реформ : опыт, проблемы, научные исследования. Тез. докл. науч.- техн. конф. 24-25 апреля 1997.- Кемерово, 1997. С.55.

14. Вышемирский Ф.А., Орлова Е.В., Кучнова O.A., Канева Е.Ф. Продукты - аналоги сливочного масла // Тр. ин-та / Всерос. науч.-исслед. ин-т маслод. и сырод. "Актуальные проблемы маслоделия, ассортимент, качество, Эффективность".- Углич, 1997. С.11-23.

Подписано в печать 05.01.98 Формат 80x8^/16 Объеи I у.п.л. 100 экз.___________________Э»К£3_*_1_

Угяичека* типография Роа««льхоэакадемии