автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Технология комбинированных кисломолочных продуктов с наполнителями на основе краснопигментированных растений

АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХОЛОДА И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

На правах рукописи УДК 637.146.3: 664.8.022

ПОЛЕЖАЕВА ТАТЬЯНА АНДРЕЕВНА

ТЕХНОЛОГИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С НАПОЛНИТЕЛЯМИ НА ОСНОВЕ КРАСНОШГМЕНИРОВАННЫХ РАСТЕНИЙ

Специальность 05.18.04. - технология мясных, молочных и

рыбных продуктов

Д и с с е р т а ц и я на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук А.М. Маелов

КНИГА ИМЕЕТ

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ. ........................................ 5

ррртгрштр Г*

Глава 1. КОМБИНИРОВАННЫЕ КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ С

НАПОЛНИТЕЛЯМИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЩДЕНИЯ........... 9

1.1. Кисломолочные продукты - необходимый ингредиент питания современного человека.............................................9

1.1.1. Роль кисломолочных продуктов в лечебно-профилактическом питании..........................................9

1.1.2. Некоторые виды заквасочной микрофлоры, используемой при производстве кисломолочных продуктов.......... 18

1.1.3. Кисломолочные продукты о наполнителями растительного происхождения.................................18

1.2. Растительные компоненты - необходимая составная часть адекватного питания................................... 24

1.2.1. Красная свёкла - источник биологически ценных веществ для организма человека.................... 24

1.2.2. Использование растительных жиров в качестве заменителя молочного жира.........................28

1.3. Основные виды пищевых добавок, используемые при производстве кисломолочных продуктов..................30

1.3.2. Улучшители консистенции........................... 33

1.3.3. Добавки, улучшающие аромат продуктов (ароматизаторы)....... I...........................Зо

1.3.4. Добавки, повышающие потребительскую ценность пищевых продуктов................................. 37

1.о.5. заменители сахара................................. 4и

i . 3- G. Консерванты»...................................... 41

1 Д Ocäjftwj^'^fc^jftjflt? яаяз.яя.яа.яяхаяа**яаяааяаяаяа*АЗЯяаяяяа*яя*яяя ^LiC*

1.5. Задачи исследований...................................45

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..................... 46

2.1. Организация проведения исследований...................46

2.2. Объекты исследований____..............................46

2.3. Методы исследований...................................49

2.3.1. Фивико-химические и биохимические методы

I'lOUJIw ДОНсЗгНИМ * яя,яхяй*яяяяяяяяяяяаая**я*яяяя*яяяаяя DU

2.3.2. Реологические методы исследований.................53

2.3.3. Микробиологические методы исследований............57

Глава 3. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

КОРНЕПЛОДОВ КРАСНОЙ СВЁКЛЫ НА СОСТАВ НАПОЛНИТЕЛЯ. ... 58

3.1. Аминокислоты.......................................... 62

3.2. Минеральные вещества и витамины............____....... 64

3.3. Красящие вещества..................................... 65

3.4. Микробиологические показатели......................... 67

3.5. Затраты электроэнергии.................................................68

3.6. Основные выводы.......................................................................69

Глава 4. ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА

КОМБИНИРОВАННЫХ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С НАПОЛНИТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ КРАСНОЙ СВЁКЛЫ............... 71

Глава 5. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С

НАПОЛНИТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ КРАСНОЙ СВЁКЛЫ...............79

5.1. Отработка технологических параметров производства кисломолочных продуктов с пищевыми добавками..........79

5.2. Выбор оптимальных соотношений компонентов в рецептурах кисломолочных продуктов о наполнителем на основе КС,а.83

Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ШОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ ДЛЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ НА РАЗВИТИЕ ЗАКВАС0ЧН0Й МИКРОФЛОРЫ..........................................93

6.1. Развитие термофильных бактерий в смесях для йогурта. ..94

6.1.1. Белковые добавки.____............................. 94

6.1.2. Стабилизаторы и загустители.......................97

6.1.3. Смеси комбинированного состава....................99

6.2. Развитие ацидофильных бактерий в смесях различного белкового состава..................................... 103

Глава 7. ОСОБЕННОСТИ'СТРУКТУРЫ КИСЛОМОЛОЧНЫХ СГУСТКОВ И ПРОДУКТА,

ИЗГОТОВЛЕННЫХ ЕВ СМЕСЕЙ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА..........108

7.1. Исследование основных реологических характеристик

кисломолочных сгустков различного состава, сквашенных чистыми культурами Str.thermophiIns и L.bulgaricus____109

7.1.1. Тиксотропные свойства............................. 109

7.1.2. Момент перемешивания кисломолочных сгустков комбинированного состава.......................... 116

7.1.3. Основные деформационные характеристики сгустков комбинированного состава,.............................................118

7=2, Влияние соотношения компонентов на реологические и

синеретичеокие показатели комбинированных кисломолочных

Глава 8. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ИССЛЕДОВАНИЕ

СВОЙСТВ ГОТОВОГО ПРОДУКТА....................____... 127

8.1. Разработка регламента производства....,,,.....,....,,,127

8.2. Изучение свойств готового продукта и определение его пищевой ценности...................................... 133

8.3. Исследование свойств кисломолочных продуктов "Лактобит"

в процессе хранения,.................................. 142

8.4. Использование ароматизаторов в производстве йогурта

дддаваддлаяаададдддааллдаадглдялаядаддладааа!

8.5. Результаты клинической проверки кисломолочных продуктов

с наполнителем на основе КС.____..........____........ 152

8.6. Внедрение кисломолочных продуктов с наполнителем на основе КС в исследование кафедры анатомии ГАФК им.

ТТ ЛЬ Пдг-раАфч "1 Я*?

¿а,! Ж 1 ¡Ли'1-'! УфШ« а4а«Д«аа*аадад**а«да*адаа*аад4*ааааадааад

ВЫВОДЫ.......................................................155

Мтррдтт/рд -1 ЧЙ

Л .мд П Л л яяаяаяяяаяаааяяжааяаяааяяяяяаааяяяяаяяяяяяяяяяаяяяяЛ. С-."—'

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ;

XI- массовая доля внесения белковой добавки; Х2~ массовая доля внесения стабилизатора; хз" массовая доля внесения наполнителя; у 1~ бальная оценка вкуса и запаха:, у2~ бальная оценка, консистенции; У3~ синерезис; у4~ вязкость;

21- бальная оценка органолептичеоких показателей;

22- синерезис для кисломолочного сгустка;

Рк- предельное напряжение сдвига неразрушенного сгустка; тщ- вязкость в момент начала вращения цилиндра Реотеота; В - восстановление структуры; П - пластичность; У - упругость; 3 - эластичность;

Принятые сокращения;

ВГКП - бактерии группы кишечной палочки;

ККШ - комбинированные кисломолочные продукты;

КМС - коэффициент механической стабильности;

КС - красная свёкла;

МКВ - молочнокислые бактерии;

НАК - незаменимые аминокислоты;

СОМ - сухое обезжиренное молоко;

ТПЬ1 - теория планирования эксперимента.

ВВЕДЕНИЕ

Предприятиями молочной промышленности выпускается широкий ассортимент кисломолочных продуктов. Одной из главных тенденций Формирования ассортимента кисломолочных продуктов является комбинирование, заключающееся в добавлении к молочным продуктам компонентов немолочного происхождения, цель которого состоит в повышении пищевой и биологической ценности продуктов, улучшении их потребительских свойств и в снижении себестоимости.

В последние десятилетия изменились представления о процессах питания и усвоения пищи. На смену ранее, существовавшей теории сбалансированного питания пришла теория адекватного питания. Были обнаружены неизвестные ранее типы пищеварения - внутриклеточное и мембранное. Оказалось, что желудочно-кишечный тракт - большая эндокринная железа, продуцирующая огромное количество гормонов. Для нормальной жизнедеятельности организма необходимы потоки как полезных, так и балластных веществ. Пищевые волокна не только необходимы для нормального процесса пищеварения, но и способствуют предупреждению различных заболеваний. Всё это диктует необходимость введения в кисломолочные продукты наполнителей с высоким содержанием балластных веществ.

К Флоре с повышенным содержанием биологически ценных веществ относятся краонопигментированные растения, прежде всего красная свёкла. Именно красному пигменту бетанину в комплексе с другими нутрнентамн приписывается радиозащитное и антиканцерогенное действие красной свёклы, которая содержит также значительное количество пищевых волокон.

Б последнее время большое значение приобретает производство

молочных продуктов с пониженной энергетической ценностью, в которых снижается содержание жира и используются интенсивные подсластители, Замена молочного жира растительным улучшает органолепти-ческие свойства таких продуктов и обогащает их ПН1К и жирорастворимыми витаминами, Производство продукции на основе нежирного молочного сырья позволяет комплексно использовать все составные части молока, что особенно важно в условиях дефицита сырья для предприятий пищевой промышленности.

Добиться постоянства качественных показателей готовой продукции и увеличить срок её хранения можно, используя такие регуляторы консистенции как белки животного и растительного происхождения, стабилизаторы и желирующие вещества.

Использование пищевых добавок требует изучения их влияния на биохимические, реологические и микробиологические показатели продукции в процессе производства и хранения. Создание научнообооно-ванных рецептур и отработка технологий комбинированных кисломолочных продуктов повышенной пищевой и биологической ценности позволит расширить ассортимент кисломолочных продуктов и будет способствовать укреплению здоровья населения в условиях неблагоприятной экологической обстановки в большинстве регионов страны.

Диссертационная работа посвящена решению этой проблемы.

ГЛАВА

КОМБИНИРОВАННЫЕ КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ С НАПОЛНИТЕЛЯМИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

1.1. Кисломолочные продукты - необходимый ингредиент питания современного человека.

1.1.1. Роль кисломолочных продуктов в лечебно-профилактическом питании.

Уже на заре развития скотоводства человек научился готовить кисломолочные продукты. Первый продукт, простокваша, получался самоквасом. Почти во всех странах мира из молока различных животных готовят кисломолочные продукты, которые различаются не только по происхождению молока (коровье, овечье, кобылье, козье и др.), но и по способу изготовления, органолептическим свойствам, химическому составу и спонтанной микрофлоре.

В России и на Украине готовят простоквашу, донское молоко, ряженку, кубанскую простоквашу из коровьего молока. В Закавказье и Малой Азии из коровьего, овечьего и козьего молока получают йогурт (югурт), мацун или мацони, в Индии - дахи, в Сицилии - мецо-раду, в Германии - зауермильх, в Болгарии - киоело мляко (югурт, йогурт) и т.д. В Скандинавии из коровьего молока, готовят тягучее погребное молоко. Скифские племена, кочевавшие 25 веков тому назад., потребляли кумыс. Известный греческий историк Герадот ещё в 5 веке до н.э. писал, что куше - излюбленный напиток скифов. В Башкирии и Узбекистане кумыс считается не только лучшим кисломо-

лочным налитком, но и отличным лечебным средством при туберкулёзе [69,140,41].

На лечебные свойства кисломолочных продуктов в начале XX столетия обратил серьёзное внимание И.И.Мечников, который впервые дал научное объяснение полезных и лечебных свойств кисломолочных продуктов. По его мнению, продукты жизнедеятельности огромного количества множества видов микроорганизмов, обитающих в кишечнике человека и животных, всасываясь в кровь, вызывают систематическое отравление организма и преждевременную смерть.

И.И.Мечников (1911) предположил бороться с процессами гниения в кишечнике о помощью молочнокислых микробов йогурта, отличающихся своей высокой кислотообразующей способностью. Он выделил из болгарского кислого молока - йогурта - палочковидные и кокко-видные формы МКВ и на их чистых культурах готовил кисломолочный продукт лактобациллин. Лактобациллин не только предотвращает кишечное отравление, но и благотворно влияет на обмен веществ (выделение желчных кислот, панкреатического сока и др.) благодаря наличию молочной кислоты, образуемой в процессе жизнедеятельности МКВ £96,41].

Кисломолочные продукты существенно отличаются от молока по содержанию в них живых клеток молочнокислых микроорганизмов, количество которых может достигать 1 млрд в 1 мл. Наличие МКВ определяет питательные, диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов, МКЕ подавляют рост патогенных и друг®: нежелательных микроорганизмов и тем самым предохраняют продукты от порчи, улучшают органолептические показатели и повышают усвояемость белка, жира, углеводов и других составных частей молока [1283.

Так, болгарское кислое молоко (йогурт) является полноценной

пищей. Кислое молоко образует в желудке сгусток более мелкохлопьевидной структуры, чем в свежем, так как при подкиолении наблюдаются залетные изменения растворимости казеина, имеющие важное значение для их усвоения организмом, В йогурте лактоза гидролизу-ется под действием лактазы» а молочный жир усваивается лучше, чем в свежем молоке из-за раздробленности жировых шариков во время гомогенизации молока и лнполитического разложения части глицерн-дов в период брожения и хранения.

Молочная кислота не только придает определённые вкусовые качества, но и повышает общую кислотность желудочного сока, ускоряет действие пепсина и других пищеварительных ферментов, затормаживает развитие вредных бактерий в толстом кишечнике, повышает усвояемость кальция и фосфора организмом, участвует в разложении белковых веществ [70,198,49,56,130,108 3.

Значение кисломолочных продуктов в питании людей значительно возросло в связи с широким распространением диобактериозов и других кишечных заболеваний, не поддающихся медикаментозному лечению, а иногда являющихся результатом применения последних.

Дисбактериоз можно рассматривать как экологическое заболевание, заключающееся в нарушении экологических взаимоотношений между биоценозами и организмом человека. Гибель популяции микроорганизмов наступает в результате воздействия антибиотиков и химиотерапии, а также под влиянием употребляемых в пишу продуктов и воды, загрязнённой нитратами, пестицидами, радиоактивными веществами, тяжёлыми металлами С653,

В 60-х годах нашего века, в Ереванском институте микробиологии Ерзинкяном Л. А. с сотрудниками на основе штамма активных живых ацидофильных палочек (Ер 2.317/402) был создан лечебно-пита-

тельный концентрат "Наринэ".

Среди возбудителей дизентерии в Армении наиболее распространены бактерии вида Флекснера. Дизентерия Флекснера часто встречается у детей раннего возраста и протекает в тяжёлой форме. Из огромного ассортимента лечебных средств чаще всего применяют сульфамидные и антибиотические препараты, которые приносят переменный успех, а при некоторых затянувшихся формах почти не эффективны. После лечения детей препаратом "Марине" были достигнуты хорошие результаты. У больных в возрасте от 0 до 2 лет и более, регулярно принимавших ацидофильное молоко, на следующий же день улучшалось общее состояние здоровья, появлялся аппетит, хороший сон. Смертности среди них не наблюдалось, в то время как среди детей, не принимавших ацидофильное молоко, смертность достигала более 27 % [41,39,72,401«

Итак, молочнокислые бактерии, являясь обязательным компонентом микрофлоры кишечника здоровых людей, нормализуют кишечную микрофлору и оказывают разностороннее лечебное действие на организм человека [194,203,163].

В связи с этим в мире наблюдается всё возрастающий интерес потребителя к кисломолочным продуктам, содержащим жизнеспособных молочнокислых бактерий, физиологичных для организма человека: йогурт, биогурт, ацидофильные и бифидосодержащие продукты. Неуклонно растёт протребление и расширяется ассортимент йогурта. Йогурт хорошо воспринимается людьми, страдающими лактазной недостаточностью, защищает от заболеваний желудочно-кишечного тракта и обладает рядом других полезных свойств [166,171,49,108,130,66].

Всё выше сказанное подтверждает значение кисломолочных продуктов в питании современного человека, подверженного влиянию ря-

да неблагоприятных для здоровья факторов: загрязнение окружающей среды, гиподинамия, стрессы, нерациональное питание и т.д.

1.1.2. Закваоочная микрофлора, используемая при производстве кисломолочных продуктов.

При выработке кисломолочных продуктов применяют следующие виды микроорганизмов: мезофильные с оптимальной температурой развития 30-35 °0 и термофильные с оптимумом 40-45 °0= Для придания сгустку ометанообразной консистенции в состав заквасок вводят сливочный стрептококк, для придания аромата - ароматобразующий стрептококк, который в процессе жизнедеятельности кроме молочной кислоты образует летучие кислоты, углекислый газ, спирты, эфиры, диацетил и ацетоин, придавая продукту специфический аромат.

Более сильными кислотообразователями являются молочнокислые палочки. Ив них широко применяются болгарская и ацидофильная палочки. В состав некоторых заквасок входят молочные дрожжи, обеспечивающие спиртовое брожение, в результате которого напитки приобретают слегка острый щиплющий вкус и пенистую консистенцию [29,31,130,209].

Остановимся более подробно на свойствах термофильных микроорганизмов и ацидофильной палочки, широко используемых в настоящее время в производстве продуктов с пробиотичеокими свойствами,

Термофильн�