Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор научной литературы по вопросам современного состояния технологии сухих молочных консервов 9
1.1 Актуальные проблемы современного питания 9
1.2 Способы сохранения пищевой ценности сухих молочных консервов 12
1.3 Новое в создании технологии производства консервов на молочной основе повышенной хранимоспособности 20
1.4 Сублимационная сушка как наиболее прогрессивный способ получения высококачественных сухих молочных консервов 37
1.5 Заключение по главе 1. Цель и задачи научно-исследовательской работы 49
Глава 2 Методология проведения исследований 51
2.1 Организация эксперимента 51
2.2 Объекты и методы исследований 53
2.2.1 Физико-химические методы и органолептические показатели 54
2.2.2 Микробиологические методы 55
2.2.3 Биохимические методы 56
2.2.4 Методы математического анализа 56
Глава 3 Результаты исследований и их анализ 62
3.1 Формирование нормативных требований к химическому составу и качественным показателям сухого сметанного продукта 62
3.2 Выбор технологических режимов производства сухого сметанного продукта 63
3.3 Исследование молочно-растительной композиции для сметанного продукта с корректированным жирнокислотным составом 68
3.4 Математическое моделирование экспериментальных данных по исследованию рецептуры сухого сметанного продукта 73
3.5 Определение вида закваски для сухого сметанного продукта 78
3.6 Выбор вида и определение количества функциональных ингредиентов для сухого сметанного продукта 82
3.7 Изучение качественных показателей сухого сметанного продукта в процессе длительного хранения 92
3.8 Определение пищевой, биологической и энергетической ценности сухого сметанного продукта 98
Глава 4 Практическая реализация результатов работы 102
4.1 Разработка технологии и нормативной документации для производства сухого сметанного продукта 102
4.2 Разработка нормативной документации и апробирование технологии сухого сметанного продукта 109
4.3 Расчет экономических показателей сухого сметанного продукта 109
Заключение 112
Список литературы 114
Приложения 140
Приложение А. Протокол испытаний №158 от 22 июня 2009г.
Приложение Б. Протокол испытаний № 1877 от 25 мая 2010г.
Приложение В. Протокол испытаний № 2565 от 20 ноября 2011г.
Приложение Г. Протокол испытаний № 1925от 29 мая 2012г.
Приложение Д. Протокол испытаний № 159 от 6 декабря 2011г.
Приложение Е. СТО 100201789-001-2012 Сухой сметанный продукт
Приложение Ж. ТИ по производству сухого сметанного продукта СТО 100202789-001-2012 Приложение 3. Акт производственной проверки технологического процесса производства сухого сметанного продукта от 10 апреля 2010г.
Приложение И. Пат. 2483561 Российская Федерация Способ производства сухого сметанного продукта / И.А. Ивкова, Н.Б. Гаврилова, А.С. Пиляева; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина».- № 2011145802; заявл. 10.11.2011; опубл. 10.06.2013.
- Новое в создании технологии производства консервов на молочной основе повышенной хранимоспособности
- Выбор технологических режимов производства сухого сметанного продукта
- Изучение качественных показателей сухого сметанного продукта в процессе длительного хранения
- Разработка технологии и нормативной документации для производства сухого сметанного продукта
Введение к работе
Актуальность темы. Проблема пищи всегда была одной из самых важных проблем, стоящих перед человеческим обществом.
Все, кроме кислорода, человек получает для своей жизнедеятельности из пищи. Важнейшее условие поддержания здоровья, высокой работоспособности и выносливости человека – сбалансированное питание, обеспечивающее организм веществами, которые обладают энергетической ценностью и одновременно служат пластическим материалом: это белки, жиры, углеводы, а также микронутриенты. Мир здорового питания переживает революцию – новые рекомендации Всемирной организации здравоохранения привели к глобальному изменению в требованиях к составу продуктов здорового питания. Для современного рынка пищевых продуктов уже нецелесообразно выпускать новые вкусные продукты. В настоящее время повышенное внимание уделяется исключению опасных для здоровья веществ и пищевых продуктов и увеличению в составе продуктов полезных ингредиентов.
Повышенные требования предъявляются к качественному и количественному составу рационов питания людей, находящихся в автономных условиях существования (армия, флот, космос, альпинисты, туристы, население отдаленных районов страны). Особенности их труда и быта, связанные с воздействием на организм больших физических и эмоционально-психологических нагрузок, поставили перед специалистами пищевой промышленности задачу разработать продукты, обладающие высокой пищевой ценностью при малом объеме и весе, стойкостью в длительном хранении, хорошей транспортабельностью.
Население отдаленных районов страны, а также в автономных условиях существования нуждаются в сбалансированном по составу молочном жире и богатому незаменимыми аминокислотами молочному белку.
Сухие кисломолочные продукты, в частности сухой сметанный продукт длительного срока годности, обогащенный бифидобактериями, разнообразит меню и повысит пищевую ценность рационов питания. Мелкая расфасовка продукта удобна для его использования и хранения.
Стабилизация жировой фазы за счет введения антиокислителей и синергистов, а также щадящая сублимационная сушка и герметичная упаковка продукта позволяет сохранить продукт более длительное время при неблагоприятных условиях хранения и транспортирования.
Исследованию процессов окисления липидов посвящены фундаментальные и прикладные работы в области биотехнологии и пищевой биотехнологии (В.П. Аристова, П.А. Вышемирский, А.Б. Лисицин, И.А. Рогов, Э.С. Токаев, М.С. Уманский, В.П. Шидловская, Л.В. Терещук, Н.М. Эммануэль, O.J.Amoma, U.J.Brimberg, J.Gabrielska, B.Halliwell и др.)
Пионерами в разработке технологии производства продуктов питания для автономных условий были М.Л.Фрумкин, В.П. Ефимов, Р.В. Кудрова (ВНИИПП и СПТ).
Во ВНИМИ руководителем работ по созданию новых видов молочных консервов специального назначения многие годы была д.т.н., профессор И.А. Радаева. Значительный вклад в развитие этого вопроса внесли д.т.н. В.Д. Харитонов, к.т.н. Г.А. Россихина, д.т.н. А.Г. Галстян, д.т.н. А.Н. Петров.
Существенный вклад в теоретические и практические основы создания продуктов здорового питания заложен в трудах А.А. Покровского, Н.Н. Липатова, А.В. Храмцова, Ю.Я. Свириденко, Л.А. Остроумова, В.И. Ганиной, И.С. Хамагаевой, Н.И. Дунченко, Н.Б. Гавриловой, И.А. Смирновой, Е.О. Буяновой, Е.А. Решетник, Л.В. Терещук, А.Ю. Просекова, Н.А. Забодаловой, И.А. Евдокимова, А.А. Майорова, Г.В. Гаврилова, Н.П. Щетинина, Л.М. Захаровой и других.
По данным исследований в нашей стране за последние годы ситуация с обеспеченностью населения автономных районов существования специализированными продуктами питания оценивается как кризисная. Особенно ограничен ассортимент продуктов для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.
Кроме того, в современных условиях происходит переосмысление функций и влияния животных жиров, в т.ч. и молочного, на организм человека.
В связи с этим актуальна проблема создания сухого сметанного продукта общего и специального назначения с заменой части молочного жира на его заменители растительного происхождения, повышенной пищевой и биологической ценностью, с длительным сроком годности.
Работа выполнена в рамках зарегистрированной НИР «Разработка ресурсосберегающих технологий сухих молочных консервов специального назначения», рег. № 01201156962.
Целью научно-исследовательской работы является исследование и разработка технологии сухого сметанного продукта, повышенной пищевой и биологической ценности с длительным сроком годности.
Задачи:
провести анализ нормативной, научно-технической и патентной информации и обосновать требования к качественным показателям сухого сметанного продукта;
обосновать оптимальную дозировку, способы внесения и вид растительной добавки, позволяющей скорректировать жирнокислотный состав продукта;
подобрать закваску, обеспечивающую функциональные свойства сметанного продукта;
установить наиболее эффективный и целесообразный вид антиокислителя, позволяющий сохранить качество продукта в процессе длительного хранения;
провести исследования хранимоспособности сухого сметанного продукта и установить сроки годности;
определить пищевую, биологическую и энергетическую ценность продукта в процессе длительного хранения;
разработать технологический процесс производства сухого сметанного продукта;
разработать и утвердить техническую документацию. Провести опытно-промышленную апробацию сухого сметанного продукта;
провести расчет экономической эффективности.
Научная новизна. Заключается в научном обосновании технологических режимов производства и хранения сухого сметанного продукта, повышенной пищевой и биологической ценности, длительного срока годности.
В частности:
- установлены технологические параметры производственного процесса, позволяющие получить продукт высокого качества;
- установлены виды, способы и дозировки внесения антиокислителей, позволяющий получить стойкий в процессе длительного хранения продукт;
- определены вид, способы и дозировка внесения заменителя молочного жира;
- отработаны параметры эмульгирования сливочно-молочной смеси;
- изучены пищевая ценность сухого сметанного продукта в процессе длительного хранения;
- изучены показатели качества и безопасности разрабатываемого продукта.
Практическая значимость работы. Разработаны практические рекомендации по производству сухого сметанного продукта повышенной пищевой ценности, предназначенного для общего и специального питания.
Предложен новый способ получения сухого сметанного продукта, стойкого в длительном хранении.
Предлагаемый способ производства сухого сметанного продукта прошел производственную апробацию на предприятии ОНО «ВНИМИ-Сибирь» Россельхозакадеми (г. Омск).
По результатам работы получены: патент РФ № 2483561 «Способ производства сухого сметанного продукта» и приоритет на заявку на получение патента № 2012124936 от 19.06.12. На новый продукт разработана техническая документация «Сухой сметанный продукт» (СТО 100202789-001-2012 и ТИ 100202789-001-2012)
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы являлись предметом докладов и обсуждений на научных конференциях различного уровня: Международная научно-практическая конференция «Аграрное образование в Азиатско-Тихоокеанском регионе: проблемы и перспективы» (Уссурийск, 2010), Международная научно-практическая конференция «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2011), VI Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010), Международный семинар «Современные технологии продуктов питания: теория и практика» (Омск, 2010), Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания» (Владивосток, 2010), IV Научно-практическая конференция (Москва, 2012), IX региональная научно-практическая конференция молодых ученых вузов Сибирского Федерального округа (Омск, 2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы монография и 18 печатных работ, в т.ч. 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ – «Молочная промышленность», «Пищевая промышленность», «Техника и технология пищевых производств», а также получен патент РФ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, основной части, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 140 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 12 рисунков, 251 литературный источник и приложения.
Новое в создании технологии производства консервов на молочной основе повышенной хранимоспособности
Созданию новых технологий сухих молочных консервов посвящены многочисленные исследования, проведенные в последние годы учеными И.А. Радаевой, Д.В. Харитоновым, А.Н. Петровым, СП. Щулькиной, Г.А.Россихиной, А.Н. Поповым и др. [175, 177,210,211,161, 162].
Большое внимание уделяется данному вопросу в исследованиях Н.Б. Гаври ловой, О.В. Пасько (ФГБОУ ВПО ОмГАУ имени П.А.Столыпина) [20,21,22,23,24,25,29,159].
Разработанные ими многокомпонентные продукты на молочной основе с использованием сырья животного и растительного происхождения, позволяют не только обеспечивать потребности человека в основных питательных веществах, но и выполнять профилактические и лечебные функции [173].
Характеризуя качество липидной составляющей молочного жира, следует отметить, что вопрос дифференцирования его жирнокислотного состава является весьма актуальным. В связи с этим, особое внимание уделяется созданию новых видов жировых продуктов с использованием композиций молочного жира с растительными маслами и жирами.
Исследования по повышению пищевой и биологической ценности молочного жира стали основой создания новой группы продуктов с модифицированной жировой фазой на основе комбинирования молочного и композиций немолочных жиров. Подбор жиров для этой цели должен осуществляться, базируясь на научных принципах, основу которых составляет требование о сохранении пищевой ценности молочных продуктов и их органолептических показателей с возможной коррекцией негативных свойств молочного жира. Рациональное комбинирование нескольких источников липидов при разработке новых видов молочных продуктов имеет большое значение с экономической точки зрения, так как позволяет предприятиям минимизировать затраты на сырье, а также снизить зависимость производства от сезонных колебаний поступления молока [206].
В настоящее время при создании новых видов продуктов большое внимание уделяется продуктам, сочетающим сырье растительного и животного происхождения. Это объясняется не только возрастающим спросом на натуральные продукты, но и тем, что молочно-растительные смеси по своей биологической ценности превосходят молоко. Кроме этого, введение плодоовощных добавок существенно улучшает микроэлементный и витаминный состав продукта. За счет этого в организме человека создаются активные комплексы, значительно повышающие иммунитет организма.
Проведенные по разработке концепции приоритетов в формировании качества и классификации консервов на молочной основе исследования позволили предложить концепцию приоритетов в формировании качества консервов на молочной основе. Осуществляя совершенствование традиционных и разработку новых технологий, необходима реализация единой системы взглядов на качество консервов, которая должна предусматривать: увеличение сроков годности при сохранении безопасности и пищевой ценности, потребительскую и технологическую адаптацию, функциональную направленность, сбалансированность и адекватность нутриентов. Выстроить приоритеты в концепции, охватывающей весь спектр консервов, возможно дифференцируя их исходя из потребительской адаптации на консервы общего и специального назначения [160].
По ряду принципиальных положений и их значимости консервы, общего назначения должны соответствовать: высоким органолептическим показателям, определенным физико-химическим свойствам, способности адаптации к пищевым технологиям, применяющим консервы в качестве сырья; сохранению устойчивости продукта в течение длительного срока хранения; экономической адекватности; доступности сырьевых ингредиентов.
Консервы специального назначения в первую очередь отличают МБТ, отражающие физиологические потребности организма детерминированных возрастных и профессиональных групп людей.
Анализ современного состояния рынка и перспектив развития индустрии консервов, основанный на отечественных и мировых тенденциях, а также собственные исследования А.Н. Петрова позволили обобщить, систематизировать знания и предложить классификацию консервов на молочной основе (рис. 1.3.1). В качестве классификационных признаков приняты: потребительская адаптация; функциональная направленность; принципы биологического консервирования; тип жировой составляющей; вид используемого жира или жировой композиции. Данная классификация наглядно демонстрирует роль и место жировой составляющей в едином подходе к консервам на молочной основе [160].
Классифицированные (согласно рис. 1.3.1) консервы на молочной основе разделены на три группы в соответствии с применяемыми на практике принципами достижения консервирующего эффекта: осмоанабиоз, ксероанабиоз, абиоз.
Этим принципам консервирования соответствуют определенные группы продуктов: сгущенные с сахаром, сухие и сгущенные стерилизованные.
При разработке новых и совершенствовании традиционных технологий нашли отражение результаты, полученные при проведении исследований, направленных на решение проблем повышения качества и увеличения сроков годности консервов на молочной основе, как-то: режимы гомогенизации для консервов различных видов; инвариантность процесса применения гомогенизации; разработка жировых композиций; внесение антиоксиданта; коррекция солевого состава и др.
Новые технологические решения предусматривают формирование свойств консервов на стадии первичной обработки сырого молока и направлены на стабилизацию жировой и белковой фаз, сохранение солевого равновесия и регулирование микробиологических и биохимических показателей.
Доказано, что одним из способов улучшения качества и стойкости молочных и молокосодержащих сухих и сгущенных консервов является применение на стадии приемки молока предварительной тепловой обработки (ПТО) молока при температуре (74±2)С с последующим охлаждением до (4±2)С. ПТО снижает микробиологическую обсеменённость, инактивирует ферменты, обеспечивает повышение термоустойчивости молочных белков.
Результаты направленной коррекции солевого состава молока, путем стабилизации солевого равновесия позволили повысить термоустойчивость белков молока. Экспериментально установлено и получило подтверждение на производстве, что применение комплексных полифосфатных солей (NaP03)n-H20 (Е339, Е450, Е452) в производстве стерилизованных сгущенных молокосодержащих консервов позволяет увеличить термоустойчивость в 2-3 раза по сравнению с аналогичной продукцией, произведенной без коррекции химического состава.
На сроки хранения консервов значительное влияние оказывает окислительная порча жиров, которую можно уменьшить за счет использования антиоксидан-тов. Установлено, что наиболее эффективным антиоксидантом растительного происхождения в производстве консервов на молочной основе является биофла-ваноид дигидрокверцетин (ДКВ) отечественного производства. В работе исследованы технологические режимы внесения ДКВ в производстве консервов на молочной основе, его влияние на кинетику окисления жиров. Промышленные эксперименты по выработке различных видов сухого продукта с ДКВ (дозировка 0,02% к массе жира) достоверно подтвердили снижение окислительной порчи сухого цельного молока и сухого молокосодержащего продукта (с ЖКМК) минимум в 3 раза по сравнению с аналогичной продукцией без ДКВ.
Выбор технологических режимов производства сухого сметанного продукта
Для получения сухого сметанного продукта, стойкого в длительном хранении, необходимо было на первом этапе отработать технологический процесс производства, обеспечивающий получение продукта с высококачественными первоначальными показателями.
При выполнении работы большое значение придавалось выбору технологических параметров производства, влияющих на консистенцию и вкусовые достоинства готового продукта.
Нами проводился выбор технологических режимов по основным параметрам процесса производства, наиболее влияющих на консистенцию и вкус сухого сметанного продукта: режимов операции гомогенизации, массовой доли жира в готовом продукте, способу сушки.
При выборе и проверке технологических режимов за основу была взята технология сухой сметаны, разработанная ГНУ ВНИМИ, (ТУ 10-02-02-789-122-93 «Сметана сублимационной сушки») [194].
Параметры производства продукта отрабатывались на высококачественном сырье от одних и тех же поставщиков с целью исключения влияния на качество готового продукта сырьевого фактора.
По способу сушки предпочтение было отдано методу сублимации как наиболее «щадящему» и сохраняющему исходное качество виду сушки.
Высушить вязкую нормализованную смесь, идущую на производство сметаны распылительным способом оказалось невозможным.
Далее было установлено, что одним из главных факторов, без которого невозможно производство высококачественного сухого продукта хорошей сыпучести является гомогенизация.
Рекомендуемые режимы гомогенизации: температура 58-60С, давление 5,0-6,0МПа[159].
Существенное влияние на качество сухого продукта оказывает массовая доля жира, особенно для сухих высокожирных консервов, в связи с тем, что от жи-росодержания смеси также зависит устойчивость ее эмульсии.
В сухом продукте с высокой массовой долей жира жировые шарики плотно прилегают друг к другу и в той или иной мере разрушают адсорбционно-белковые оболочки.
В связи с вышеуказанным, массовая доля жира в сухом сметанном продукте не рекомендуется выше 60% [159].
Таким образом, для получения продукта с высококачественными показателями рекомендуются следующие основные параметры технологического процесса:
- температура гомогенизации - 58-60С;
- давление гомогенизации - 5,0-6,0 МПа;
- массовая доля жира в готовом продукте - не более 60%;
- вид сушки - сублимационная.
Для проверки выбранных основных технологических режимов были проведены выработки сухой сметаны в условиях ОНО «ВНИМИ-Сибирь» Россельхоза-кадемии.
Сушку производили на сублимационной сушилке «LZ-45-27» производства Чехии.
В целях исключения влияния на качество готового продукта показателей сырья, во всех вариантах опытов использовали сырье от одних поставщиков. Качество молока и сливок, используемых для опытных сушек, было практически одинаковым. Было выработано две партии экспериментальной продукции
Жирность молока изменялась от 3,2 до 4%, кислотность равнялась 18-19Т, плотность 1029-1031 кг/м , массовая доля свободного жира в сливках была в пределах 24-25%, кислотность сливок 15-17Т. Степень дестабилизации эмульсии исходной смеси для различных сушек колебалась в пределах 10-15%.
В связи с тем, что для сухой сметаны отсутствует шкала балльной оценки консистенции и вкуса, для наглядности представления экспериментальных данных была разработана пятибалльная шкала оценки консистенции и вкуса сухого порошка, представленная в таблице 3.2.1.
Сухая сметана всех вариантов выработок имела нежную однородную консистенцию, цвет белый с кремовым оттенком, вкус и аромат кисло-молочный, свойственный сухой сметане без посторонних привкусов и запахов (табл. 3.2.2.1). Данные физико-химических исследований продукта (табл. 3.2.2.2) также подтверждают его полное соответствие нормативной документации.
Образцы сухой сметаны были расфасованы в пакеты из комбинированного материала на основе металлической фольги весом по 150±5г и заложены на хранение в холодильных при (3±2)С и нерегулируемых при (20±3)С условиях. В процессе хранения через каждые 3 месяца проводили полное исследование качества (табл. 3.2.3).
Проведенными исследованиями установлено, что продукт сохраняет высокое качество в холодильных условиях хранения в течение 9 мес, что подтверждает правильность выбранных основных технологических параметров производства, позволяющих получать сухую сметану высокого качества. Однако, после 9 мес. хранения в холодильнике показатели окисленности достигают своих критических значений (табл. 3.2.3.1), что подтверждается также органолептической оценкой (табл. 3.2.3.3).
Несмотря на соблюдение технологических режимов производства образцы сухой сметаны могут храниться без заметного изменения качества в нерегулируемых условиях всего лишь 6 мес. После указанного срока физико-химические показатели сухой сметаны не соответствуют нормативной документации. Показатели окисленности превышают свои критические значения, что не позволяет дальнейшее хранение продукта. Так, кислотность становится более 65 Т, растворимость ухудшается до 0,3 мл сырого осадка, количество веществ, реагирующих с ТБК возрастает почти в 3 раза, значительно, более чем в 2 раза изменяется период индукции молочного жира, возрастает степень дестабилизации эмульсии (массовая доля свободного жира изменяется от 63% до 69%); увеличивается объемная масса продукта вследствие самоуплотнения, ухудшается восстанавливаемость (табл. 3.2.3.1 и 3.2.3.2).
Данные физико-химических исследований подтверждаются органолептиче-ской оценкой: консистенция продукта становится более плотной, появляется вкус окисленного жира и окисленного белка, что говорит о глубоких изменениях как липидной, так и белковой части продукта (табл. 3.2.3.3).
Изучение качественных показателей сухого сметанного продукта в процессе длительного хранения
Основой конкурентности пищевых, в том числе молочных, продуктов являются товарный вид, включая упаковку, вкусовые свойства, и, конечно, сохранность в течение длительного времени. Срок годности пищевых продуктов определяют двумя комплексами показателей качества [154]:
- показатели, которые должны оставаться неизменными в течение всего срока хранения (сюда относятся: вкус, аромат, консистенция продукта, его влажность, содержание в продукте жиров, белков, углеводов и т.д.);
- показатели, изменяющиеся в процессе хранения (содержание микроорганизмов в продукте и показатели, определяющие его окислительную порчу).
Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности сырного продукта проводилась в соответствии с рекомендациями, приведенными в методических указаниях МУК 4.2.1847-04 [152].
Основой санитарно-эпидемиологического обоснования сроков годности пищевых продуктов является проведение микробиологических, санитарно-химических исследований и оценка органолептических свойств образцов нового сметанного продукта в процессе его хранения при температуре, предусмотренной в нормативной или технической документации. Выбрана температура хранения охлаждённых продуктов (4±2)С. Коэффициент резерва выбран 1,15, предусмотренный нескоропортящихся продуктов лечебного и профилактического питания.
Для проведения контрольных испытаний, сметанный продукт выработан в производственных условиях ОНО «ВНИМИ-Сибирь» РСХА (г. Омск) в соответствии с отработанными и установленными на предыдущих этапах работы видами и дозировками внесения антиокислителя дигидрокверцетина 0,02% к жировой фазе, синергиста (аскорбиновой кислоты) 0,02% к жировой фазе. В качестве контроля был выработан продукт без добавок.
Продукт расфасован в мелкую упаковку комбинированную пленку на основе металлической (металлизированный полипропилен) фольги по (150±5)г под вакуумом при остаточном давлении на приборе 26,7-ЮПа и заложен на длительное хранение при двух температурных режимах: холодильном при (4±2) С и нерегулируемом (20±3)С. Установлена периодичность контроля - контрольные точки проведения исследований 6, 12, 18, и 24 мес.
На хранимоспособность был исследован разрабатываемый продукт, срок годности которого определялся по таким показателям, как органолептическая оценка, кислотность, массовая доля влаги, растворимость, показатели окисленно-сти (перекисные, кислотные, тиобарбитуровые числа жира), индукционный период, наличие свободного жира, микробиологические показатели.
Органолептическая оценка сметанного продукта в процессе хранения проводилась по разработанной нами ранее 5 балльной шкале (табл. 3.2.1).
Результаты органолептической оценки сметанного продукта приведены в табл. 3.7.1.
Из данных таблицы 3.7.1 видно, что у контрольного образца после 12 мес. хранения стали ухудшаться органолептические показатели, особенно при нерегулируемых условиях хранения (20±3)С и к 18 мес. он был снят с хранения. Опытный образец, стабилизированный антиокислителями, сохранил требуемое качество по органолептическим показателям до 18 мес. в нерегулируемых (20±3)С и 24 мес. в холодильных (4±2)С условиях хранения.
Результаты физико-химических и микробиологических показателей свеже-выработанного сметанного продукта представлены в таблицах 3.7.2 и 3.7.3.
Из данных, представленных в таблице видно, что на протяжении 18 мес. хранения при нерегулируемых условиях ((20±3)С) и 24 мес. хранения в холодильных ((4±2)С) условиях содержание влаги, кислотность, растворимость остались в пределах, не превышающих требований нормативной документации (т.е. не превысили 2%, 0,2 мл сыр.осадка и 65Т соответственно), подтверждая, что герметичная упаковка, препятствуя увлажнению продукта и задерживая гидролитические процессы, хорошо предохраняет от изменений его нежировую часть.
Массовая доля свободного жира - одного из главных показателей качества сухих высокожирных консервов также увеличилась незначительно и благодаря стабильности влагосодержания и соблюдению требуемых режимов гомогенизации.
Липиды продукта изменялись наиболее заметно, т.е. герметичная упаковка не предохраняет жир от окислительной порчи и выдвигает на первый план борьбу с таким наиболее часто встречающимся пороком при герметичной упаковке, как салистый привкус.
Используемые нами методы стабилизации продукта в хранении за счет введения антиокислителей в значительной степени тормозят окислительные процессы и удлиняют сроки хранения продукта.
Докажем это на изменениях показателей окисленности образцов с добавкой дигидрокверцетина и витамина С и без антиокислителей.
В свежевыработанном продукте перекисные числа, характеризующие первую стадию окисления молочного жира составили 0,01 % йода. Критическим значением, не позволяющим дальнейшее хранение продукта, является величина перекисного числа 0,1 % йода.
Кислотные числа, характеризующие содержание свободных жирных кислот были чуть больше 1 Кетсторфера.
Тиобарбитуровые числа (ТБЧ), позволяют характеризовать более объективно и более глубоко окисление жира, сопровождающееся образованием вторичных продуктов окисления жирных кислот. Свежевыработанный сухой сметанный продукт имел ТБЧ, равное 0,02 ед.опт.плотности, критическое значение ТБЧ - 0,083 единицы.
Период индукции молочного жира - время, в течение которого антиокислители препятствуют и тормозят автоокислению жира, продукты окислительных превращений не обнаруживаются.
Индукционный период жира, выделенного из свежевыработанного продукта, определенный ускоренным методом был равен 15 часам, что характеризовало его по шкале, как "стойкий к окислению" [2].
Истинный период индукции, определенный по методу П.В.Шебанина, был в пределах 53 часов [215].
Анализируя полученный экспериментальный материал, можно сделать вывод об антиокислительной способности применяемых ингибиторов: стабилизация продукта дигидрокверцетином позволила сохранять его без заметного изменения качества 24 месяца в холодильных и 18 месяцев в нерегулируемых условиях хранения.
Для сравнения антиокислительного эффекта используемых нами добавок надо сказать, что контрольные образцы сухого сметанного продукта, выработанные без антиокислителей, превысили физико-химические показатели, а так же критические значения показателей окисленности к 12 месяцам хранения в холодильных и 9 месяцам хранения в термостатных условиях.
Таким образом, антиокислители, введенные в продукт, препятствуют и тормозят окисление жира: антиокислители флавоноидного характера (на примере ди-гидрокверцетина) увеличивают стойкость к окислению в два раза.
Также были исследованы показатели безопасности сухого сметанного продукта в аккредитованной испытательной лаборатории ФГУ комбинат «Иртыш», г. Омск. Акт исследований представлен в Приложениях Б, В, Г. Результаты приведены в таблице 3.7.5.
Разработка технологии и нормативной документации для производства сухого сметанного продукта
На заключительном этапе выполнения научно-исследовательской работы по разработке технологии сухого сметанного продукта для общего и специального питания решались следующие задачи:
- уточнить основные параметры технологии производства сухого сметанного продукта;
- разработать нормативную документацию для производства сухого сметанного продукта;
- рассчитать экономические показатели.
В процессе уточнения производства сухого сметанного продукта длительного срока годности по сравнению с технологией сухой сметаны сублимационной сушки, выбранной в качестве контроля, в технологическую схему производства введена новая операция эмульгирования растительной жировой добавки и составления нормализованной сливочно-растительной смеси с использованием заменителя молочного жира ЗМЖ «Эколакт».
26 июля 2011г. вступило в силу положение «О внесении изменений в Федеральный закон «Технический регламент на молоко и молочную продукцию», где значится, что молокосодержащий продукт - это пищевой продукт, произведенный из молока, и (или) побочных продуктов переработки молока и немолочных компонентов в соответствии с технологией, которой предусматривается замена молочного жира в количестве его массовой доли не более чем 50% от жировой фазы исключительно заменителем молочного жира.
Проведены дополнительные исследования по подбору ЗМЖ для обеспечения рациональной и наиболее приемлемой замены молочного жира. Установлено, что при совместном использовании молочного жира и ЗМЖ «Союз 53» обеспечивается соотношение со6 з как 3,0:1,0.
Аналогичные данные были получены при использовании ЗМЖ «Эколакт», данное соотношение было 8,0:1,0. Так как органолептические показатели сметанного продукта с 50%) заменой ЗМЖ «Эколакт» были выше по сравнению с ЗМЖ «Союз 53», то в рецептуру сметанного продукта предложен ЗМЖ «Эколакт» в качестве альтернативы, подобранной на основе аналитических и экспериментальных исследований сливочно-растительной композиции.
Кроме того, для стабилизации жировой фазы сухого сметанного продукта в процессе длительного хранения в подготовленную для заквашивания сливочно-растительную смесь вносят антиокислители: аскорбиновую кислоту и дигидро-кверцетин в количествах 0,2% к жирокилограммам смеси.
Рассчитанную массу дигидрокверцетина взвешивают с отсчетом до 0,1 г в сухую посуду, растворяют в спирте с массовой долей этилового спирта 96% и температурой (58±2) С. Соотношение объема спирта к массе дегидрокверцетина 10:1. При растворении дигидрокверцетин растирают шпателем или лопаткой из нержавеющей стали.
Аскорбиновую кислоту (витамин С) растворяют при соотношении объема дистиллированной воды к массе кислоты 20:1.
Растворенные дигидрокверцетин и аскорбиновую кислоту вносят в сливоч-но-растительную смесь небольшими порциями при постоянном перемешивании.
Сквашивание продукта ведут комплексной закваской на основе консорциума микроорганизмов.
В качестве бифидобактерий используют закваску ВВ-12, содержащую Bifidobacterium lactis в количестве 10 КОЕвІг продукта.
Таким образом, сухой сметанный продукт - это продукт, вырабатываемый из нормализованных сливок с добавлением ЗМЖ «Эколакт», бифидобактерий, сквашенный закваской на основе консорциума микроорганизмов, стабилизированный антиокислителями, предназначенный для непосредственного употребления в пищу после восстановления питьевой водой.
Продукт упаковывают герметически в пакеты по (150±5) г из комбинированной многослойной пленки на основе алюминиевой фольги.
Органолептические показатели сухого и восстановленного сметанного продукта приведены в таблице 4.1.1.
Технологический процесс производства сметанного продукта состоит из следующих операций:
- приемка и подготовка сырья и материалов;
- приготовление сливочно-белковой смеси;
- тепловая обработка сливочно-белковой смеси;
- приготовление сливочно-растительной эмульсии (нормализованной смеси);
- эмульгирование смеси;
- пастеризация;
- гомогенизация;
- внесение функциональных добавок;
- заквашивание, сквашивание и созревание сметанного продукта;
- раскладка сметанного продукта на противни и замораживание;
- сублимационная сушка;
- упаковывание;
- хранение и реализация.
Молоко и низкокальциевый копреципитат (НКК) при поступлении на комбинат проверяют на соответствие требований действующих стандартов на эти продукты.
Сливки и обезжиренное молоко получают путем сепарирования цельного.
Процесс производства молочной смеси с увеличенным содержанием молочного белка предусматривает обогащение обезжиренного молока сухим растворимым низкокальциевым копреципитатом (НКК), который смачивается и растворяется в обезжиренном молоке.
Для получения сливочно-белковой смеси нормализованные сливки с м.д.ж.=25% смешивают с молочно-белковой смесью в соответствии с рецептурой.
Сливочно-белковую смесь подогревают до температуры (55±5)С и вносят ЗМЖ «Эколакт» мазеобразной консистенции, полученную сливочно-растительную смесь эмульгируют в течение (25±5) мин. Полученную эмульсию нормализуют обезжиренным молоком, гомогенизируют при температуре (55±5)С и давлении 8-9 МПа, пастеризуют при температуре (87±2)С в течение не менее 10 мин. или при температуре (92±2)С с выдержкой 5с.
Сливочно-растительную смесь охлаждают до температуры заквашивания (40±2)С.
Для повышения устойчивости сухого продукта в окислительной порче, а также улучшения пищевой ценности в подготовленную для заквашивания смесь вносят антиокислители (дигидрокверцетин и витамин С) в количестве по 0,2% к массе жира. Затем смесь заквашивают закваской, приготовленной на обезжиренном молоке с применением консорциума микроорганизмов
Смесь перемешивают и оставляют до образования сгустка. Окончание сквашивания определяют по титруемой кислотности (90±5)Т; продолжительность сквашивания 6-7 часов.
Сметанный продукт охлаждают до температуры (6±2)С. С охлаждением продукта происходит его созревание, продолжительность от 8 до 12 час.
Допускается сметанный продукт после созревания хранить до замораживания не более 12 часов при температуре (6±2)С.
Раскладка сметанного продукта на противни для замораживания.
В сметанном продукте, подготовленном к замораживанию, массовая доля сухих веществ должна быть не менее 25,3 %, в том числе массовая доля жира - не менее 16 %.
Сметанный продукт перемешивают, направляют в бункер, и, посредством питателя, в устройство для дозированной раскладки на противни.
После раскладки сметанного продукта на противни слоем толщиной от 10 до 12 мм в центре слоя и на его поверхности устанавливают термоэлектрические преобразователи (далее по тексту термопары) для контроля температуры. Противни загружают с помощью штабелера или вручную на продуктовую пленку, которую направляют в морозильную камеру.
Температура в морозильной камере должна быть минус (33±3)С. Продукт замораживают до температуры в центре слоя минус (28±3)С. Допускается замораживание продукта непосредственно в сублимационных камерах при атмосферном давлении.
