автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Технология комбинированных кисломолочных напитков с белками картофеля

- С V' "

Санкт-Петербургская Государственная Академия Холода и Пищевых Технологий

На правах, рукописи УДК 637.146.3:637.161

ЧЕКИНА ЕЛЕНА ИГОРЕВНА

ТЕХНОЛОГИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ С БЕЛКАМИ КАРТОФЕЛЯ

Специальность 05.И.04.-технология мясных,молочных и

рыбнык продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургской Государственной Академии Холода и Пищевых Технологий.

Научный руководитель - доктор технических наук.

профессор Маслов А. М.

Официальные оппоненты -доктор медицинских наук,

профессор В. И. Шаробайко кандидат технических наук. Л. И. Степанова

Ведущее предприятие - АОЗТ "Компексим-Петербург"

Защита диссертации состоится " " /-¿Ус '/1995 года в "¿¿"час на заседании диссертационного Совета С шифр К 063.02.02.) в Санкт-Петербургской Государственной Академии Холода и Пищевых Технологий.

Отзыв в двух экземплярах,заверенный печатью учреждения, просим направлять по. адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9, СПбГАХиПТ, Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГАХиПТ Автореферат разослан "^ <305 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, д. т. н. профессор /•"' В. С. Колодязная

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема обеспечения населения полноценными продуктами питания является наиболее актуальной.Важное значение имеют внедрение ресурсосберегающих технологий комплексной переработки сырья и создание продуктов повышенной биологической ценности на основе побочным продуктов переработки в разный отраслях пищевой промышленности.

В последние годы наметилась устойчивая тенденция к р^сту производства молочных продуктов с растительными добавками.что помогает решить проблему рационального питания и восполнить дефицит белка.

Одним из перспективных источников растительного белка является картофель. Его белок, туберин, содержит все незаменимые аминокислоты и по перевариваемости приближается к куриному белку.

В нашей стране широко развито крахмало-паточноё производство. Однако его отходы - клеточный сок картофеля, содержащий полноценный белок, пока не находит широкого применения в пищевой промышленности .

В связи с этим представляется целесообразным изучить состав и свойства белкового картофельного препарата с це:<ю использования его в качестве добавок при производстве молочных продуктов и их аналогов, а также разработать научно-обоснованную технологию их производства.

Цэль и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка технологии комбинированных кисломолочных напитков с белками картофеля.

В соответствии с поставленной целью определены задачи исследований :

-установить основные Функциональные свойства туберина и белкового картофельного препарата СБИЛ):

-определить влияние добавки компонентов картофеля на физико-химические и органолептические свойства молочно-растительной смеси: -разработать способ обогащения молочной основы компонентами картофеля:

-установить особенности развития микроорганизмов заквасок ацидофильного молока и простокваши в средах с добавлением картофельно-

ч

го белка и влияние на ник технологических факторов: -изучить влияние добавок БКП на Физико-химические.биохимические, органолептические и микробиологические показатели новых кисломолочных напитков:

-определить реологические и структурно-механические характеристики смесей и сгустков с добавлением БКП:

-установить влияние добавляемого БКП на пищевую ценность кисломолочных напитков:

-разработать технологический процесс производства комбинирс зан-ных молочных напитков, нормативно-техническую документацию на производство новых продуктов с белками картофеля .

В основу рабочей гипотезы положено предположение, что продукта переработки картофеля,в частности белковый картофельный препарат .содержащий полноценный белок можно использовать в качестве добавки при производстве молочных продуктов и их аналогов для повышения их падевой и биологической ценности.

Научная новизна работы. Научно обоснована возможность использования белкового картофельного препарата в производстве молочных напитков.

Установлены закономерности влияния этой добавки и технологических параметров на молочно-кислый процесс в ацидофильном молоке и простокваше,что дало возможность разработать технологию производства комбинированных кисломолочных напитков с белками картофеля.

Определена биологическая и пищевая ценность готовых продуктов, проведена их клиническая апробация.

Научная новизна подтверждается получением приоритетов по двум поданным заявкам.

Практическая значимость. Разработаны рецептура и технология лечебных 1шсломолочных напитков повышенной пищевой и биологической ценности с использованием белков картофеля.а также нормативно-техническая документация на эти напитки.Проверка результатов исследований проведена в лаборатории городского молочного завода АО"Пе-;ролакт".

Апробация работы. Основные положения работы и ее результаты доложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференции "Экология человека" С Пятигорск. 1993г\ ): Межрегиональном семинаре "Современные технологии в пищевой промышленности"СС-[1е-

тербург, 1У94г. научных конференциях СИб'ГИХП С С-Петербург, 3.9У2--1994гг. ); гм.пучек диплом за высокое качество экспоната, представ-тербург, 1993р. ): научных конференциях СПбТИХП СС-П^тербурт1.1992-—)994гг.); получен диплом за высокое качество экспоната,представленного на Выставку Второго Зсероссийского совещания"Техника и технология пищевых п оизводств"С С-Петербург, 1994г. ).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения,семи глав,в том числе обзора литературы и методов исследований, результатов исследований, выводов, списка использованной литературы,включающего 222 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.

Работа изложена на 137 страницах основного машинописного текста, содержит 19 таблиц,21 рисунок и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре литературы обоснована актуальность диссертационной работы, ее научная и практическая значимость. Сформулированы цель и основные неправления работы.

Освещены вопросы,связанные с составом и свойствами картофеля и его компонентов, как ценного растительного сырья. Раесмотр--ны особенности производства кисломолочных продуктов с растительными наполнителями. Отражены характеристики бактериальных заквасок используемых в производстве кисломолочных напитков.

На основе аналитического обзора литературы определены собственные задачи исследований.

Схема проведения исследований по разработке технологии комбинирогэнных кисломолочных напитков с белками карте .'ел я представлена на рисунке 1.

Объектами исследований явились :

- картофельный сок, белковый картофельный препарат, молочно-расти-Фельная смесь, сгустки ацидофильного молока и простокваши, готовые продукты:

- смешанные многоштаммовые закваски, предоставленные ВНИКМИ и микробиологической лабораторией ВНИИЖа.

Для определения физико-химических,биохимических,микробиологических показателей использсзались стандартные методиги.

-1

Исследование состава, сво/.ств, пгацевой I |1-б ценности сока и белка картофеля }—19—12 --1-1

Исследование и выбор объективных по- I 11-4 казателей кисломолочных напитков с I—|7,8 использованием компонентов картофеля I 113-16

Разработка технологии комбинироьанныхI 11-4 кисломолочных напитков с белками кар-Н7,8 тофеля I |13-16

Исследование свойств готового I 11-10 продукта Н11-18

Обработка результатов

Разработка НТД на опытное производство

Рис.1. Схема проведения исследований Показатели:

I.Органолепгическая оценка

2. Массовая доля сух' х веществ

3.Массовая доля жира

4.Массовая доля белка-

5.Массовая доля углеводов

6.Массовая доля золы

7. Титруемая кислотность

8. Активная кислотность

9.Аминокислотный состав '

10.Жирнокислотный состав

II.Витаминный состав

12. Минеральный состав •

13. Общее количество микроорганизмов

14. Количество молочно-

• кислых микроорганизмов

15. Вязкость

16.Синеретические показатели

17. Расчет аминокислотного скора

18.Определение коэффициента перевариваймости

Для изучения струлгурно-механических характеристик.определения коэффициента перевариваемости белков применялись специальные методики. Аминокислотный скор готов, х продуктов рассчитывали с использованием аминокислотной шкалы ФАО для идеального белка.

Изучение состава и свойств картофельного сока и белкового препарата и возможностей их использования. С целью установления возможности использования клеточного сока и белка картофеля в производстве кисломолочных продуктов.исследовали состав и свойства этих объектов.

Таблица 1

Состав клеточного сока картофеля

1 1 Наименование показателя - Ед. изм. 1 1 1 Величина показателя I

1 1 Массовая доля сухих веществ г/100г 1 7, 10 1

1 Массовая поля белка г/100г 1 1. 76

1 Общий азот СN«6,25) % по с. в. 1 44 ,6

1 Азот белковый С N«6, 25) »#_ 1 23 .7 1

1 Азот амидный и аммиачный н 1 0, 80 1

1 Зольные вещества 1 15 .3 1

1 Общие углеводы _|>_ 1 23 ,1 1

1 Массовая доля жира | г/100г 1 0, 1 13 1 1

Картофельный белок содержится, в основном, в клеточном соке. Однако,внесение картофельного сока в сквашиваемую смесь ухудшает качество конечного продукта,и массовая доля белка в соке невелика -1,6-2,1%. Поэтому представлялось целесообразным выделить картофельный белок из сока в виде бглкового картофельного препарата СБКГО и затем использовать его в качестве белковой добавки.Наиболее эффективной является термическая коагуляция при температуре 100 С в течение 10 минут, что согласуется с литературными данными.

Белковый картофельный препаратеБКП), получаемый последующим центрифугированием и Фильтрацией содержал, % :

- вода -19,2

- сырой протеин - 71,5 :

- чистый белок - 69,5 :

- зола - 3,18 :

- жир - 0,75 ;

- сахар - 0,28 .

Аминокислотный состав белкового картофельного препарата представчен в таблиц« 2.

Таблица 2.

Аминокислотный состав белкового картофельного препарата

Сг/100г)

1- 1Не-шзнование аминокислоты БКП 1 1 1 ФАО/ВОЗ 1 1 |

1 Лизин 95 1 1 1 35 1

! Метионин+Цистин 58 1 35 1

1 Фенил-аланин+Тирсзин . 114 1 60 1

1 Триптофан 23 1 - 1

1 Треонин 44 1 40 1

1 Взлин 53 1 50 1

1 Лейцин 98 1 70 1

I Изолейцин 5'. . 1 40 1 | |

Как видно из таблицы, БКП особенно богат лизином и лейцином, количество других аминокислот соответствует потребностям человеческого организма.

Биологическая ценность белка определяется содержанием в нем нэзаменимых аминокислот, которое обозначается JAA-индeкcoм. Индекс яичного белка равен 100, у картофельного белка индекс 88,2-92,0. Белки картофеля являются наиболее полноценными ^.реди растительных белков.

Поэтому перспективно использование этих белков для обога-1)"?ния продуктов питания, например, молочных, так как смесь белков растительного и животного происхождения является более полноценной по сравнению с исходными компонентами.

Большое значение придается диетологическому фактору, то есть уменьшении калорийности, снижению содержания животных жиров. повышению количества белка и витаминов в продуктах на основе молока.

Так, помимо комбинирования белкового состава этих продук-

тов осуществляют полную или частичную замену животных жирев растительными. Это позволяет направленно регулировать жирнокислотный состав и получить биологически более полноценный 'продукт.

Введение растительный масел осуществляют для обогащения молочного жира эссенциальнычи жирными кислотами. Поэтому представлялось целесообразным для комбинированного продукта с картофельным препаратом половину молочного жира заменить растительным.

Таблица 3

Жирнокислотный состав комбинированных кисломолочных напитков с белками картофеля С в 50

1 — 1 1

1 Наименование кислоты 1 1 1 Содержание в продукте 1 1

1 1 1 Насыщенные : 1 1 1

1 каприновая С /o:o 1 0,18 I

1 лауриновая С| 1,16 1

1 миристиновая СЦ:В I 3.93 1

1 пальмитиновая С46:о 1 23,72 " 1

1 стеариновая С <j:o 1 13.03 |

1 Всего : 1 42,02 1

1 Ненасыщенные : 1 1

1 пальмитиновая Сич I 1.59 1

1 олеиновая С iJ:i I 32,69 I

1 линолевая С «¡г. 1 15,33 I

1 линоленовач Cls:i ' 1 1,40 1

1 Всего : 1 ■ 1 51.01 1 Г

Исследование процесса культивирования молочно-кислых мик-

роорганизмов на комбинированной основе. Критериями оценки процес-

са культивирования молочно-кислых микроорганизмов выбраны титруемая и активная кислотность,количество молочно-кислых микроорганизмов, синеретические и органолептические свойства.

Внесение белкового картофельного препарата активизирует молочно-кислый процесс, что 'заключается в сокращении продолжительности сквашивания н? 15% и интенсификации развития молоч-но-кислоп микрофлоры. Оптимальным является внесение белкового картофельного препарата в количестве 10-12%.

В связи с тем,что молочно-растительная основа представляет собой благоприятную среду для развития различных микроорганизмов, возникла необходимость в серии опытов по изучению антибактериальных свойств комбинированных кисломолочных напитков. Установлено, что напитки с белками картофеля по сравнению с традиционными кисломолочными напитками обладают более выраженными антаго-нистич скими свойствами по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре.

Исследовалась зависимость процесса сквашивания молоч-но-растительной основы и качества готового продукта от различных технологических Факторов, таких как режим тепловой обработки смеси С 65-90 "О .температуры сквашиванияС30-45 С),количество вносимой закваскиС1-10%).

Лучшими б'-чи признаны образцы, выработанные из смеси, пастеризованной при температуреС90-92)°С.с внесением закваски в ко-лич«стве 52,сквашенные при температуре(37±1)°С.

В основном,при выработке кисломолочных продуктов с . белками картофеля можно рекомендовать традиционную технологическую схему производства кисломолочных напитков.

Исследование структурно-механических свойств комбинированных сгустков. При изучении реологических характеристик комбинированных сгусткои установлено.что структурно-механические процессы в них аналогичны процессам, происходящим в сгустках на коровьем молоке.Однако,в случае молочно-растительной смеси наблюдается некоторое снижение вязкости, что обусловлено введением растительных добавок. С рис. 2)

Клиническая апробация комбинированных кисломолочных напитков. Под наблюдением находилось 20 больных, страдаюиих дисбакте-риозом кишечт. а 1-1 ¡степени и сопутствушей патологией: хроническим холицеститом,язвенной болезнью, хроническим гастритом и спаечной болезнью.

¡Зольные были разделены на ¿Г группы. Контрольная группа получала традиционную терапию - биопрепараты в обычных терапевтических дозах.Вторая группа больных на фоне диетотерапии получала комбинированные кисломолочные напитки белками картофеля. Через 21 день от начала лечения был выполнен анализ кала на микрофлору. Как в 1,так и во 2 руппе отмечалась нормализация кишечной флоры - уменьшался удельный вес патогенной микрофлоры и увеличивался-

и

Рис.И. Кривые течения

1-сгустки на коровьем молоке

2-коьЛинированные сгустки

'сапрофитной. Причем, результаты обследования больных иэ 2 группы ничуть не уступали результатам 1 группы.Клинически также отучалась положительная динамика - исчезли проявления кишечной диспепсии - урчание, вздутие живота,метеаризм,боли.слабость.Причем.улучшение состояния и уменьшение клинических проявлений болезни • у больных 2 группы появилось уже на 4-5 сутки от начала лечения кисломолочными напитками с белками картофеля.Тогда как у больных контрольной группы положительная динамика была отмечена лишь на 8 сутки.

В лечении больных с кишечным дисбактериозом комбинированные кисломолочные напитки с белками картофеля зарекомендовали себя как эффективное, удобное в применении, хорошо переносимое больными средство. значительно повышающее эффективность' традиционной терапии.

Разработка технологии комбинированных кисломодочных напитков с белками картофеля. Проведенные исследования технологических параметров легли в основу разработанной схемы технологического процесса производства лечеСных кисломолочных напитков с белками картофеля . С рис. 3.)

На основании результатов экспериментальных исследований культивирования ацидофильной палочки и молочно-кислых стрептококков в молочно-растательной основе были разработаны следующие виды кисломолочных напитков :

- ацидофильное молокоСдвух разновидностей):

- простсквашаСдвух разновидностей).

Данные исследований физико-химических и биохимических показателей разработанных напитков позволили сделать вывод об их высокой пищевой ценности и лечебных свойствах.Все напитки могут быть признаны полноценными продуктами питания.В подтверждение этого был рассчитан аминокислотный скор напитков и определены коэффициенты переваривавмости смесей и продуктов различного состава. Лимитирующей аминокислотой является мегионин,но в целом белок близок по составу к идеальному. Перевариваемость комбинированных кисломолочных напитков составила 95.2%.

Проведены исследования изменения свойств готовых продуктов в процессе хранения при различных температурных режимах. Лучшими качественными показателями обладали продукты, хранящиеся при температуре 0-2"С,в течение 5 суток они практически не меняли свое качество. При температуре хранения 6-8"С качество продуктов сохранялось в течение 3 суток, что немного превышает срок хранения кисломолочных напитков,предусматривающийся ранее разработанными технологическими инструкциями.

По результатам проведенных исследований разработан проект нормативно-технической документации на напитки кисломолочные с белками картофеля.

Таблица 4.

Химический состав комбинированных кисломолочных напитков с белками картофеля.

I-1-1-:-1

I Наименование IЕд. изм.I Продукты I

I показателя I I-1-1

I I I ацидофильное молоко I простокваша I

|Вода |г/100г I 85.5 I 85,5 |

I Белок 1продук-| 6,6 I 6,6 I

I Жир I та I 3.2 I 3,2 I

I Углеводы I I 4.2 I 4.2 I

(Микроэлементы: |мг/100г| I I

I 2п I I 8,8 I 8,7 I

I Си I I 1.9 I 1,9 I

(Макроэлементы: !мг/100г| I I

I Р I I 85 I 86 I

I Са I I 72 I 72 I

I К I I 175 I 174 I

I N3 I , I 25 I 25 I

I Витамины: |мг/100г| I |

I токоферолы I I 1.09 I 1.10 I

I тиамин I I 0,05 I 0,05 I

I рибофлавин I I 0.33 I 0.32 I

|-1-1-1_I

<и о

технологического процесса производства кисломолочных напитков с белками картофеля

¡.Резервуар для нормализованной смеси

2. !!асо с центробехньй

3.Резервуар для растительного масла

■1.Насос-дозатор

5,Гомогенизатор

С.Резервуар для молочно-растительноП смеси 7. Автоматизироважная пастеризационно--охладитсльная установка

7а - насос центробежный

75 - приемным бачок

7в - выдерживатель

Э.Резервуар для заквашенной смеси

Э.Заквасочник

10.Насос дозатор для закваски ПЛасос для кислеыолочных напитков 12.Охладитель пластинчатый 13.Резервуар для кисломолочных напитков

В Ы I О Д Ы :

Доказана возможность использования белкового картофельного препараггаС БКП) при производстве биологически ценных продуктов питания,обладающих лечебными свойствами, полученных с использованием побочных продуктов крахмапо-паточного производства.

1.Изучены состав и свойства белкового картофельного препарата, определена его биологическая ценность: Исследованы технологические режимы получения БКП, заключающиеся в обработке под давлением при температуре 100 *С в течение 10 мин. с последующим центрифугированием.

2.Исследованы особенности развития молочно-кислых микроорганизмов на комбинированной основе.Установлено, что молочно-расти-тельная смесь является благоприятной средой для их жизнедея-^ тельности, готовый продукт содержит 10 жизнеспособных клеток в 1см.

3.Результаты исследований органолептических и . физико-химических свойств кисломолочных напитков показали, что лучшими характеристиками обладали образцы с массовой долей БКП 10-12%. Причем, продолжительность сквашивания сокращается на 15%.

4.Установлены параметры производства комбинированных кисломолочных напитков с белками картофеля.Выявлено, что хорошими потребительскими свойствами обладает продукт, выработанный из смеси, пастеризованной при темлературеС 90±2)°С. с внесением закваски в количестве 5%, и сквашенной при темлературеС37^1)"С.

5.Исследования структурно-механических свойств показали,что их реологические характеристики незначительно отличаются от показателей сгустков на коровьем молоке. . .

6.На основании теоретического анализа и результатов исследований разработаны рецептура и технология производства коьйиниро-ванным кисломолочных напитков с продуктами ■ переработки кЬаимало-паточно го производства.

7.По результатам биохимических и клинических исследований установлено, что комбинированные напитки обладают повышенной биологической и пищевой ценностью, и высокой терапевтической эффективностью при лечении больных дисбактериозом с сопутствушими заболеваниями.

По теме диссертации опубликованы следунцие работы:

1) Маслов A.M..Чекина Е.И. Нетрадиционный источник растительного сырья.//Повышение эффективности холодильной обработки и хранения пишевых продуктов.: Межвузовский сб. науч. тр. -С-Пб.: СПбТИХП, 1992. --с. 12-1 А.

2) Маслов А. М.. Алексеев Н. Г.. Бурьпсина И. М.. Чекина Е. И. Исследование процесса кислотонакопления в молочно-растителъной основе.// СПбТИХП. -С-Пб. ,1992. -6с.-Деп. в АгроШИТЭИПП 16.09.92.. N2503.

3) Маслов А.М..Чекина Е. И. Разработка кисломолочных продуктов с использованием растительного белка.//Экология человека.:тез.Все-росс. н. -т. конф. -Пятигорск., 1993. -с. 25.

4) Маслов А. М., Чекина Е. И. Продукты на молочно-растительной основе . //Тез. конф. проф. -преп. состава. -СПбТИХП.. -С-Пб. -1993. -с. 17-18.

5) Маслов А. М., Сивенкова Т. П., Чекина Е. И. Разработка технологии комбинированных продуктов.//Современные технологии в пищевой промышленности . -тез. межрег. семинара. -СПб.. 1994., -с. 35.

6) Маслов А. М.. Забодалова J1. А., Гапонова JI. В.. Чекина Е. И. Технология производства комбинированных кисломолочных продуктов с тубе-рином. //инф. листок СПбЦИНТИ.. -СПб.. -1994.

7) Маслов А.М.. Чекина Е.И. Новый кисломолочный продукт лечебно-профилактического действия.//Экология человека.-тез. Всеросс.

н. -т. конф. -Пятигорск., -1993. -с. 12.

8) Маслов А. М., Чекина Е. И. Развитие микроорганизмов закваски на молочно-растительной основе. //Молочная промышленность, N8, -1994., -с. 16.

Подписано к печати 24.04.95. Формат 60x84 1/16. Бум. газетная. Печать офсе'^ная. Печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № ?.04.

Малое предприятие "ТеплоКон" Санкт-Петербургской государственной академии холода и пищевых технологий. 191002, Санкт-Петербург, ул.Ломоносова, 9