Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы 12
1.1 Перспективы развития технологии производства молокосодержащих продуктов 12
1.2 Современные технологии молокосодержащих консервов функциональной направленности 15
1.3 Вторичное молочное сырье как основа для создания молокосодержащих консервов 19
1.4 Молочный жир и его заменители в схеме производства молoкосодержащих продуктов 22
1.5 Стабилизаторы в производстве молокосодержащих продуктов, как компоненты, формирующие консистенцию 27
1.6 Вещества, формирующие вкус продукта 32
1.7 Применение функциональных добавок для увеличения срока хранения консервов 36
1.8 Перспективы использования газоанализатора для подбора оптимального содержания компонентов в консервах 39
1.9 Применение пищевых красителей и ароматизаторов в молочных консервах с целью придания технологически заданных свойств 42
1.10 Повышение хранимоспособности продукции при условии применения ресурсосберегающих технологий 45
ГЛАВА 2. Объекты, материалы и методы исследования 49
2.1 Схема и объекты экспериментальных исследований 49
2.2 Методы исследований 51
Глава 3. Оценка компонентов для разработки технологии молокосодержащих консервов 68
3.1 Обоснование выбора ингредиентов для производства концентрированного молокосодержащего продукта
3.1.1 Использование вторичного молочного сырья для производства концентрированного молокосодержащего продукта 70
3.1.2 Обоснование выбора жировой композиции 73
3.1.3 Определение дозы внесения стабилизаторов при производстве концентрированного молокосодержащего продукта 78
3.1.4 Подбор дозы внесения подслащивающего компонента 81
3.1.5 Подбор дозы внесения красителя и ароматизаторов для улучшения внешнего вида продукта 84
3.2 Изучение свойств олигосахарида хитозана и подбор оптимальной дозы его внесения 85
3.2.1 Антимикробная активность олигосахарида хитозана 85
3.2.2 Анализ микробиологических показателей водного раствора хитозана пищевого водорастворимого 86
3.2.3 Антиоксидантная активность раствора хитозана пищевого водорастворимого в воде 88
3.2.4 Подбор дозы внесения олигосахарида хитозана в молокосодержащие консервы 89
3.2.4.1 Подбор матрицы сенсоров 92
3.2.4.2 Составление матрицы сенсоров 93
3.2.5 Оценка аромата образцов консервов на газоанализаторе «МАГ-8» 94
3.3 Разработка технологии концентрированного молокосодержащего продукта функциональной направленности 99
Глава 4. Оценка качества и безопасности концентрированного молокосодержащего продукта 102
4.1 Физико-химические и органолептические показатели свежевыработанных продуктов консервирования 102
4.2 Изучение биологической ценности концентрированных молокосодержащих продуктов 103
4.3 Оценка жирнокислотного состава концентрированного молокосодержащего продукта с частичной заменой жирового компонента 107
4.4 Антиоксидантная активность свежевыработанных продуктов 110
4.5 Определение энергетической ценности исследуемых образцов 111
4.6 Микробиологические показатели готового продукта 112
4.7 Исследование микроструктуры концентрированных молокосодержащих продуктов 113
4.8 Изучение реологических характеристик концентрированных молокосодержащих продуктов 114
4.9 Химико-токсикологические исследования концентрированного молокосодержащего продукта, подтверждающие их биологическую безопасность 116
Глава 5. Исследование хранимоспособности концентрированных молокосодержащих консервов 118
5.1 Изучение хранимоспособности продуктов консервирования 118
5.1.1 Исследование изменения органолептических показателей молокосодержащих продуктов 118
5.1.2 Послойное исследование массовой доли жира в консервах 123
5.1.3 Послойное исследование массовой доли сухих веществ и влаги в молокосодержащих консервах 124
5.1.4 Изменение активной кислотности в процессе хранения концентрированных молокосодержащих продуктов 126
5.1.5 Изменение показателя активности воды в процессе хранения концентрированных молокосодержащих продуктов 128
5.1.6 Микроструктура продуктов в процессе хранения 129
5.1.7 Изучение изменения реологических характеристик продукта в процессе хранения 130
5.1.8 Исследование микробиологических показателей продуктов в течение всего срока хранения 134
5.2 Исследование контрольных критических точек (ККТ) схемы производства концентрированного молокосодержащего продукта и адаптация рекомендаций согласно концепции управления
качеством ХАССП (НАССР) 136
Заключение 139
Список использованных источников
- Стабилизаторы в производстве молокосодержащих продуктов, как компоненты, формирующие консистенцию
- Методы исследований
- Определение дозы внесения стабилизаторов при производстве концентрированного молокосодержащего продукта
- Оценка жирнокислотного состава концентрированного молокосодержащего продукта с частичной заменой жирового компонента
Введение к работе
Актуальность работы. Современная пищевая промышленность позволяет обеспечить комплексную переработку молочного сырья, в том числе и вторичного, что ведет к резкому сокращению его потерь и отходов. В последние годы наметилась устойчивая тенденция производства продуктов из сырья животного происхождения с добавлением растительных компонентов. Такое сочетание позволяет придать продукту желаемые свойства, сократить затраты на сырье и энергоресурсы для производства, повысить устойчивость продукта при хранении.
Общегосударственная программа «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года» подразумевает изготовление качественно новых, безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения, которые должны содействовать сохранению и укреплению здоровья. Молочные и молокосодержащие консервы с сахаром относятся к высокопитательным продуктам, которые обладают повышенной стойкостью при хранении, ввиду чего они относятся к стратегическим ресурсам Российской Федерации. Производство таких продуктов непрерывно растет, однако традиционная технология предполагает использование больших объемов высококачественного молока и значительных энергозатрат. Сырьевая база для производства таких продуктов имеется не во всех регионах страны, что затрудняет повсеместное производство и обеспечение населения молочными консервами. Немаловажным фактором при производстве является сокращение энергозатрат, что можно достичь применением технологических операций, не требующих длительного цикла выпаривания, варки смеси.
Рассматриваемая в диссертационной работе проблема связана с исследованием возможности использования новых видов сырьевых ресурсов для производства молокосодержащих консервов длительных сроков хранения с применением функциональных компонентов в технологическом цикле.
Степень разработанности темы исследования. В основу и совершенствование производства молочных и молокосодержащих консервов положены труды ряда отечественных ученых: Н. Б. Гавриловой, А. Г. Галстяна, А. И. Гнездиловой, Л. В. Голубевой, А. Н. Петрова, К. К. Полянского, И. А. Радаевой, Н. А. Тихомировой, Л. В. Чекулаевой, В. Д. Харитонова, А. Г. Храмцова и др. Возможность и целесообразность использования многокомпонентных пищевых систем с высокой пищевой и биологической составляющей исследовали такие ученые, как Л. В. Антипова, И. А. Евдокимов, З. С. Зобкова, Г. О. Магомедов, Е. И. Мельникова. Такие системы легко поддаются технологической обработке, снижают затраты при производстве и уменьшают себестоимость продукции.
Комбинированный состав пищевых систем в аспекте производства продуктов консервирования изучен недостаточно, требуют обобщения и дополнительного изучения вопросы биологической и пищевой ценности, хранимоспособности и безопасности.
Цель работы: научное обоснование и разработка технологии концентрированного молокосодержащего продукта с использованием нетрадиционного сырья для придания продукту функциональных свойств и повышения хранимоспособности.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
обосновать компонентный состав и использование нетрадиционного сырья в производстве концентрированного молокосодержащего продукта для сокращения расхода молочных компонентов;
получить продукт, сбалансированный по жирно-кислотному составу;
изучить свойства олигосахарида хитозана как функционального ингредиента и компонента, который оказывает влияние на сроки годности консервов;
определить оптимальную рецептуру для концентрированного молокосодержащего продукта с заданным уровнем качества;
обосновать параметры и разработать технологию производства молокосо-держащих консервов;
исследовать качественные показатели в процессе хранения; оценить безопасность продукции и определить сроки годности;
составить пакет технической документации на разработанный продукт и технологию производства, осуществить расчет экономической эффективности, провести апробацию технологии на предприятии.
Научная новизна. На основании анализа изменения основных качественных показателей молокосодержащего продукта обоснован выбор сухой подсырной сыворотки, мальтодекстрина, крахмала «Клеарам» в качестве рецептурных ингредиентов для его производства. В результате исследования органолептических свойств инструментальным и дегустационным методами определили оптимальную дозу внесения в разрабатываемые консервы хитозана.
Научно обоснована с использованием языка программирования Python версия языка 3.4 замена в продукте молочного жира заменителем «SDS М01-20» для увеличения содержание полиненасыщенных жирных кислот.
Проведена комплексная оценка свойств концентрированного молокосодержащего продукта, изучено влияние рецептурного решения на повышение пищевой и биологической ценности, обоснована его безопасность.
Впервые теоретически и экспериментально обосновано применение олигосахарида хитозана пищевого водорастворимого как компонента повышающего храни-моспособность консервов за счет снижения бактериальной обсемененности рецептурной воды и подавления развития микроорганизмов в течение всего срока хранения.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработана технология концентрированного молокосодержащего продукта с увеличенным сроком хранения.
Составлен пакет технической документации ТУ 9226 - 306 - 02068108 -2015 «Продукт концентрированный молокосо держащий». Получены патенты № 2515907 «Способ производства молокосодержащего продукта» и № 2547591 «Способ получения структурированного молочного продукта». Целесообразность предложенной технологии молокосодержащего продукта с технологической и экономической точки зрения подтверждены опытно-промышленной апробацией на ЗАО «Алек-сеевский МКК» (Белгородская обл. г. Алексеевка) и осуществлением расчета экономической эффективности. Использование хитозана пищевого водорастворимого, в качестве антагониста посторонней микрофлоры снижает общую бактериальную обсе-
мененность продукта и повышает срок хранения молокосодержащих консервов на 3 месяца.
Методология и методы исследования. Для организации и проведения исследований применялся комплекс общепринятых стандартов и методов исследования, такие как: органолептический, физико-химический, микробиологический, реологический, математический метод обработки данных с применением программы Notepad++.
Положения, выносимые на защиту:
оценка свойств олигосахарида хитозана, как компонента, влияющего на срок хранения консервов;
рецептурное решение производства концентрированного молоко-содержащего продукта сбалансированного состава;
качественные характеристики и свойства концентрированного мо-локосодержащего продукта в процессе хранения в сравнении с образцом классического состава данной ассортиментной группы продукции.
Степень достоверности и апробация результатов. Подтверждением является повторяемость и воспроизводимость экспериментальных данных, полученных с учетом общепринятых и оригинальных методик, а также апробацией нового технологического решения на ЗАО «Алексеевский МКК». В соответствии с ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» были соблюдены все требования качества и безопасности продукции, и подтверждены исследованиями в учебно-научно-методическом центре фармакологии, токсикологии и экологии ФВМ Воронежского ГАУ им. императора Петра I, Федеральном Бюджетном учреждении здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области» и ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий».
Положения диссертационной работы обсуждены и представлены на общероссийских и международных форумах, научно-практических конференциях «Современные достижения биотехнологии» (Минск-Ставрополь, 2014 г.), «Студенческий научный форум 2015» (Воронеж, 2015 г.), «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и экологии» (Тверь, 2015 г.), «Наука и образование в жизни современного общества» (Тамбов, 2015 г.), «Актуальные вопросы образования и науки» (Тамбов, 2015 г.) на отчетных научных конференция ВГУИТ за 2014; 2015, 2016 гг. Результаты настоящей работы отмечены дипломами.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе: 3 в журналах, рецензируемых ВАК Минобрнауки РФ, получены 2 патента на изобретения и составлена техническая документация на продукт.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, 5 глав, заключение, список использованной литературы из 147 наименований. Объем основного текста включает 269 страниц машинописного текста, также 54 таблицы, 45 рисунков и 16 приложений.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа соответствует п. 1, 7, 9 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».
Стабилизаторы в производстве молокосодержащих продуктов, как компоненты, формирующие консистенцию
Изменение экологической ситуации во всем мире, которое напрямую связано с техногенными факторами, а также нехватка или излишек отдельных компонентов пищи привели к возникновению новых и внезапному росту числа болезней, связанных с нарушением системы питания. С целью сохранения здоровья населения продукты должны способствовать улучшение обмена веществ, повышать сопротивляемость организма к негативным воздействиям окружающей среды. В связи с этим перспективно разрабатывать продукты специального назначения и сбалансированного состава, которые обладают лечебно-профилактическими свойствами, при этом полученные путем снижения энергозатрат во время производственного процесса [17, 18, 19, 145].
Технологический цикл производства молочных консервов [20, 147] в Российской Федерации является одним из перспективных отраслей молочной промышленности. Концентрированные (сгущенные) и сухие консервы имеют ряд функциональных свойств, которые позволяют говорить об их пользе и удобстве непосредственного потребления, а также применении как основы для изготовления большого ассортимента продуктов из восстановленного концентрата, и в качестве составных частей для выработки разного рода продуктов комбинированного состава в кондитерской и других отраслях пищевой промышленности. Они являются пригодными для продолжительного хранения с последующим употреблением в пищу, удобны при транспортировке [21].
Использование сухого молочного сырья и немолочных жиров в технологическом цикле консервов может решить такие проблемы, как дефицит сырья и его высокая стоимость. Ингредиенты, используемые в схеме производства консервов, должны быть высокого качества и обладать рядом функциональных характеристик, которые наделяют готовый продукт заявленными свойствами [22].
Нетрадиционное растительное сырье предоставляет возможности для получения новых источников с целью создания обогащенных пищевых систем с широким диапазоном физиологического воздействия на организм человека и для расширения ассортимента молокосодержащих продуктов [23]. Для этого широко используют растительные масла, которые обогащают продукты полиненасыщенными жирными кислотами. Эти нутриенты снижают вероятность появления онкологии, сердечно-сосудистых и других заболеваний [24, 25].
Большой ассортимент продуктов на основе растительных компонентов обусловлен многообразием сырья. Изучен целый ряд продуктов с использованием и чисто растительного белка в качестве сырья, и его комбинировании с белками животного происхождения и другими составляющими пищи [26, 27]. Для получения функционального продукта, и с целью снижения недостатка белкового компонента и повышения биологической ценности при разработке качественно новых молокосодержащих консервов используют молочный белковый концентрат, крупу тритикале [28, 29, 30]. Для повышения биологической и пищевой ценности в качестве растительного компонента используют, например, измельченные обжаренные семена подсолнечника [31]. Широкий ассортимент молокосодержащих консервов представлен продукцией, обогащенной углеводными составляющими. Эти компоненты обогащают продукты витаминами, пищевыми волокнами. Известен способ производства молочных составных продуктов с применением пюре кизила, которое обогащают конечный продукт пектинами, витаминами, фитонцидами [32].
В качестве углеводных составляющих в молокосодержащих консервах применяются плоды шиповника для обогащения продукции витаминами группы В, а также макро- и микроэлементами [33].
Для обогащения молокосодержащих структурированных продуктов получена биологически активная добавка «Экстракт шлемника», с этой добавкой разработаны молочные составные продукты «Сказка», «Белоснежка», «Фея» и «Дюймовочка». Помимо БАД продукт «Фея» вносили пюре кизила, а в «Дюймовочку» - цветочный сироп. Отмечено, что все продукты отличаются хорошими органолептическими свойствами, высокой пищевой ценностью и оригинальным составом наполнителей, обогащенным витаминным и минеральным составом [34].
В России запатентован способ производства молокосодержащего концентрированного сладкого продукта с внесением соевого масла, витаминного премикса «Валетек-продимпекс» и олигофруктозы. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение технологии и повышение биологической ценности готового продукта [19, 35].
Во ВГУИТ разработан молокосодержащий концентрированный обогащенный продукт с повышенной пищевой ценностью (ТУ 9226 – 144 – 02068108 – 2011) со сбалансированным составом и увеличенным сроком хранения. В производстве данного продукта использовали растительную добавку «Натуральный экстракт красного листа винограда», которая повышает антиоксидантную активность разработки [36]. Производство широкого ассортимента продуктов консервирования обусловлено использованием различных растительных и животных жиров, а также их смеси. Введение жирового сырья повышает пищевую и биологическую ценность разработки [19, 140]. Достаточно часто для повышения функциональной направленности консервов применяют заменители молочного жира. Одна из целей использования заменителей – это обогащение продукта нутриентами – полиненасыщенными жирными кислотами, а также снижение себестоимости продукции [37].
Полиненасыщенные жирные кислоты (эссенциальные) необходимы для нормальной жизнедеятельности организма человека, но при этом не синтезируются ни в организме человека, ни в организме других млекопитающих и должны поступать с пищей. Входя в состав фосфолипидов клеточных мембран, полиненасыщенные жирные кислоты обеспечивают им определенную пластичность и создают основу для функционирования ферментов. Недостаток полиненасыщенных жирных кислот приводит к изменению жирно-кислотного состава клеточных мембран и тканей, вызывающему нарушение их функциональной стабильности, что проявляется в заметном снижении устойчивости к вредному фактору воздействия среды и повышению их проницаемости для чужеродных элементов. В конечном итоге, это может привести к появлению различных болезней сердечно-сосудистой системы, системы пищеварения, сахарному диабету, многим воспалительным процессам в организме, доброкачественным и злокачественным опухолям, онкологическим заболеваниям.
Разработаны [38] технологии молока сгущенного с сахаром (ТУ 9227 – 352 – 00419785 – 03), консервов молокосодержащих сгущенных «Сгущенка с сахаром» (ТУ 9226 – 353 – 00419785 – 03), сгущенного сладкого молокосодержащего геропродукта со сбалансированными липидно-белковыми свойствами с использованием жиров растительного происхождения в качестве функциональных компонентов. Ассортимент молокосодержащих продуктов с различными жировыми компонентами молочного происхождения достаточно широк [34]. Известен способ производства молокосодержащего продукта, при котором в основу для производства молокосодержащего продукта вводят сухой Бониграса РА 55Н., при этом получали продукт, который обогащен полиненасыщенными жирными кислотами, имеет длительный срок хранения [39]. Нарастающий интерес к технологии производства консервов с нестандартным составом объясняется формированием новых представлений на рацион питания и дефицитом молочного сырья достойного качества, это приводит к совершенствованию общепринятых способов получения продуктов.
Методы исследований
Определения жирнокислотного состава консервированного чолокосодержащего продукта Существует множество методик для определения липидов молокосодержащих консервов [122]. Выделение жиров проводили по методу Фолча экстракцией смесью клороформа-метанола с последующим хроматографированием на газожидкостном хроматографе. Пробу отбирали в количестве 20 см3, промывали гексаном трижды по 10 см3 и проводили иереэтерификацию добавлением 0,1 см3 раствора этилата натрия (ГОСТ 50418). Образовавшиеся этиловые эфиры анализировали на хроматографе. Используемое оборудование и программное обеспечение: - хроматограф «Кристалл 2000М» - электронные регуляторы расхода и давления газа-носителя; - модуль, который позволяет работать с насадочной и капиллярной колонками; - колонки хроматографические: насадочная Карбовакс 20М; капиллярные HP-FFAP, DB-FFAP 50 м0.32 мм 0.5 мкм: 58 помещая в замкнутый объем насыщенные водные растворы некоторых солей, например (NH4bS04, NaCl, K2S04. Для таких солей составлены таблицы значений относительной влажности воздуха при различных температурах в условиях термодинамического равновесия. Если теперь поместить в тот же объем исследуемый продукт и измерить температуру tvx, то по градуировочному графику можно определить равновесную относительную влажность воздуха Wx над продуктом, т. е. активность воды в нем.
Для определения использовали психрометр с электрическим выходом, т. е. температура мокрого термодатчика определяется по показаниям цифрового вольтметра.
Устройство прибора показано на рис. 2.3 2 Рисунок 2.3 - U - образный капилляр 1 - U - обратный капилляр; 2 - трубка для заполнения капилляра; 3 - пластинки из пористого материала; 4 - термопара; 5 - цифровой вольтметр; 6 - колпак; 7 - чашка с исследуемым продуктом. U-образный капилляр 1 заполняется дистиллированной водой через трубку 2. В капилляр погружены концы двух узких пластинок 3 из пористого полимерного материала.
Между пластинками вставлена хромель-алюминевая термопара 4, соединенная с цифровым вольтметром 5. Капилляр укреплен на колпаке 6, под которым устанавливается чашка 7 с исследуемым продуктом. Пластинки из пористого материала испаряют воду, при этом охлаждается термопара, ЭДС которой пропорциональна температуре и измеряется цифровым вольтметром.
Таким образом, регистрируется величина и, пропорциональная tv рассчитывается но формуле 2.7: u=c+dtv (2.7) где d - коэффициент пропорциональности; с - слагаемое, не зависящее от температуры. Подставив в формулу W=a+btv величину tv, получим формулу 2.8: W=a +b (2.8) где а и Ь - некие новые коэффициенты. Таким образом, относительная влажность воздуха зависит от показаний вольтметра линейно, поэтому может быть построен линейный градуировочный график зависимости W от U, по которому можно определить равновесную влажность воздуха над продуктом или активность воды в нем. Определение антимикробной активности Известно, что олигосахариды хитозана способны ингибировать рост бактериальных микроорганизмов. Антимикробная активность обусловлена связыванием макромолекул поликатиона с клеточной стенкой микроорганизмов. І Іротивомикробньїй эффект олигосахаридов хитозана объясняется их способностью проникать внутрь бактерий и влиять на механизм репродукции микробных тел. Кроме собственного антимикробного действия олигосахариды хитозана могут способствовать чувствительности, устойчивых к некоторым антибиотикам микроорганизмов.
Целью исследования являлось определение антимикробной активности олигосахаридов хитозана, для изучения перспективы увеличения сроков годности молокосодержащего продукта. Препаратом для сравнения антимикробной активности выбран пенициллин.
Определение антимикробной активности антимикробных препаратов проводили методом «колодцев» согласно методическим рекомендациям по экспериментальному изучению лекарственных препаратов. В качестве плотной питательной среды использовали среду L, в состав которой входят: дрожжевой экстракт - 5,0 г, пептон - 15,0 г, NaCl - 5,0 г, агар - 15,0 г, вода дистиллированная -1 дм . В качестве опытных тест-культур использовали бактерии штамма Esherichia coli 113-3 DSM 1900, выращиваемые при температуре 37 С. В питательной среде делали лунки диаметром 0,4 мм, в которые помещали исследуемые препараты -олигосахариды хитозана и пенициллин.
После термостатирования в течение 24 часов определяли размеры зон угнетения. Диаметры зон угнетения роста тест-микроорганизма при помощи соответствующих приборов измеряли с точностью до 0,1 мм.
Определение энергетической ценности молокосодержащего продукта Продукты питания для человеческого организма, прежде всего, служат источником энергии. При превращениях - окислении и распаде сложных веществ на более простые - происходит выделение энергии, необходимой организмам в процессах жизнедеятельности. Энергию выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж), для перевода в килоджоули необходимо 1 ккал умножить на коэффициент 4,184. Энергия, которая высвобождается из макронутриентов в результате биологического окисления, реализуется через понятие «энергетическая ценность продуктов питания». Данный показатель определяется с учетом содержания в продукте основных питательных веществ (белков, жиров, углеводов) и количества энергии, усваиваемой организмом из 1 г каждого из них. Калорические коэффициенты основных питательных веществ с учетом их средней усвояемости составляют: для 1 г белков - 4 ккал, 1 г жиров - 9 ккал, 1 г углеводов - 4 ккал энергии.
Энергетическая ценность продукта - количество энергии (ккал, кДж), высвобождаемой в организме человека из пищевых веществ продукта для обеспечения его физиологических функций.
Определение дозы внесения стабилизаторов при производстве концентрированного молокосодержащего продукта
При разработке рецептурного решения многокомпонентных продуктов особое значение имеет подбор стабилизаторов, создающих устойчивую структуру и придающих продукту привлекательный вид.
По данным литературного обзора [73, 74] выбраны в качестве стабилизаторов доступные компоненты, такие как крахмал горячего набухания «Клеарам» и агар.
Для повышения вязкости в состав рецептуры вводили крахмал варьируя его содержание с 1 до 10 % и исследовали органолептические свойства (табл. 3.7) и некоторые физико-химические показатели (рис. 3.8 – 3.10).
Вкус и запах Чистый, сладкий, с привкусом свойственным пастеризованному молоку, без посторонних привкусов и запахов Сладкий, с характерным привкусом крахмала
Внешний вид и консистенция Однородная,недостаточно вязкая, без наличия ощущаемых органолептически кристаллов молочного сахара Однородная,вязкая, безналичияощущаемыхорганолептическикристалловмолочного сахара Однородная, студнеобразная, без наличия ощущаемых органолептически кристаллов молочного сахара
Зависимость активной кислотности КМП от дозы вносимого крахмала «Клеарам» Как видно из полученных результатов, с увеличение дозы крахмала от 1 до 10 % динамическая вязкость увеличивается с 1,99 до 5,1 Пас, титруемая кислотность снижается с 65 до 46 Т, а активная кислотность возрастает с 5,07 до 5,81 ед. Установлено, что оптимальная доза стабилизатора находится в интервале 5 – 6 %, так как именно при таком содержании крахмала исследуемые показатели наиболее характерны для концентрированного молокосодержащего продукта (КМП).
При внесении крахмала «Клеарам» консистенция, образуемая стабилизатором, является слегка студнеобразной, что не характерно для КМП. Ввиду вышесказанного, целесообразно подобрать систему стабилизаторов, которая обладает рядом функциональных свойств и придает продукту заданные характеристики. Такой системой может являться композиция крахмал-агар. Известно, что при использовании агара, консистенция продукта становится тянущейся, без стекловидных разрывов.
Использование крахмала обеспечивает необходимую вязкость продукта, поэтому агар вносим в малом количестве от 0,1 до 0,5 %. Доза крахмала постоянна – 5 % (табл. 3.8).
Вкус и запах Чистый, сладкий, с привкусом свойственным пастеризованному молоку, без посторонних привкусов и запахов Внешний вид и консистенция Однородная, вязкая, характерная для концентрированного продукта без наличия ощущаемых органолептически кристаллов молочного сахара Цвет Светло-желтый Продолжение табл. 3. 1 2 3 4 5 6 Титруемая кислотность, Т 53,0±0,5 53,5±0,5 54,0±0,5 54,0±0,5 55,0±0,5 Активная кислотность, ед. pH 5,67±0,01 5,65±0,01 5,65±0,01 5,63±0,01 5,62±0,01 Массовая доля СВ, % 67,0±0,5 67,2±0,5 67,2±0,5 67,4±0,5 67,5±0,5 Массовая доля влаги, % 33,0±0,5 32,8±0,5 32,8±0,5 32,6±0,5 32,5±0,5 Динамическая вязкость, Пах 3,32±0,09 3,41±0,09 3,47±0,09 3,51±0,09 3,57±0,09
С увеличением количества стабилизатора консистенция становилась более однородной, не было выявлено резких изменений физико-химических показателей. Поэтому использование стабилизатора агар способствует улучшению консистенции и внешнего вида продукта, без изменения физико-химических показателей образцов.
Оптимальная доза вносимого стабилизатора агар лежит в интервале 0,4 – 0,5 %, при использовании стабилизаторов в комплексе, их соотношение крахмал: агар= 10 : 1.
Исходя из полученных ранее результатов, КМП содержит недостаточное количество сухих веществ (необходимое значение не ниже 70 %) [122].
В молочной промышленности, в частности, при производстве мороженого все чаще используют продукт гидролиза крахмала – мальтодекстрин, который обладает сладковатым привкусом и является источником легкоусваиваемой глюкозы [74]. Помимо этого, мальтодекстрин используют для частичной замены СОМ, что снижает затраты на сырье и улучшает реологические характеристики продукта. Количество сухих веществ поддерживается на необходимом уровне. Внесение мальтодекстрина также позволяет снизить количество сахара.
Массовую долю мальтодекстрина варьировали от 0 до 40 % от массы продукта, при этом изменяли массу сахара. Массовая доля стабилизаторов, сыворотки и жирового компонента оставались постоянными. Продукты получали в соответствии с традиционной технологической схемой.
Результаты органолептической и физико-химической оценки композиций (табл. 3.9, 3.10) позволили установить, что замена сахарозы свыше 20 % мальтодекстрином нецелесообразна, поскольку продукты характеризовались недостаточно сладким вкусом. Пищевая добавка мальтодекстрин обладает хорошей влагопоглощающей способностью, ввиду чего определили активность воды при различных дозах внесения компонента. Из табл. 3.10 видно, что с увеличением дозы мальтодекстрина показатель активности воды снижается. Этот показатель свидетельствует о хранимоспособности консервов. Определили микробиологические показатели в готовых продуктах при замене части сахара (табл. 3.11).
На основании проведенных исследований, можно сделать вывод о целесообразности внесения в продукт мальтодекстрина в количестве не более 20% для сохранения характерного сладкого вкуса. При такой дозе, все физико-химические и микробиологические показатели находятся на уровне, характерном для молокосодержащих консервов. 3.1.5 Подбор дозы внесения красителя и ароматизаторов для улучшения внешнего вида продукта
Для улучшения органолептических показателей и придания продукту соответствующего товарного вида было решено использовать краситель «Шоколадно-коричневый» для вида «вареной сгущенки» и ароматизаторы «Сливки» и «Ваниль» для выраженного привлекательного аромата.
Внесение этих компонентов исключает из технологического процесса варку продукта, и, следовательно, уменьшает затраты энергоресурсов. В результате КМП (опыт) по внешним признакам схож с КМП (контроль).
Рекомендуемая дозировка красителя (исходя из рекомендаций производителей добавки) при внесении в молочные продукты составляет до 0,005 %. В данных исследованиях вносили 0,001, 0,002, 0,003, 0,004 и 0,005 %. Результаты органолептической оценки образцов представлены в табл. 3.12. По результатам органолептической оценки оптимальная доза внесения красителя лежит в пределе не более 0,004 %. Рекомендуемая дозировка вносимых ароматизаторов: «Ваниль»: 0,5 – 3,5 г/1000 кг, «Сливки» – 0,1 – 0,15 г/ 1000 кг.
Оценка жирнокислотного состава концентрированного молокосодержащего продукта с частичной заменой жирового компонента
Одной из причин ухудшения стойкости КМП является состав и количество микрофлоры в готовом продукте. Большая вероятность потери стойкости готового продукта при обсеменении микробными клетками сырья свыше нормативных показателей и вторичная обсемененность в процессе производства при несоблюдении условий получения чистого в микробиологическом отношении продукта [134].
Уничтожение вегетативных клеток бактерий практически полностью достигается воздействием тепловой обработки в процессе производства молочных и молокосодержащих консервов. Уцелеть и развиваться в готовом продукте способны только споры аэробных спорообразующих бактерий. Применение в технологическом процессе сухого молочного сырья, которое менее загрязнено, чем молоко – сырье, способствует снижению бактериального обсеменения. Для исключения фактора вторичного загрязнения в ходе эксперимента были созданы условия, которые исключают его и не позволяют влиять на конечный результат эксперимента (табл. 4.7).
Получено, что показатель КМАФАнМ в опытном образце меньше, чем в контрольном. Данный показатель в опытном образце удалось снизить за счет использования в составе продукта функционального компонента – олигосахарида хитозана, который является антагонистом к посторонней микрофлоре, а также применения сухого сырья в составе рецептуры.
Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что КМП с хитозаном (опыт) в случае соблюдения условий хранения будет сохранять свои первоначальные свойства дольше по сравнению с КМП (контроль).
Одним из важных показателей молочных и молокосодержащих консервов является характеристика размеров кристаллов лактозы – микроструктура продукта. Особенно это важно для прогнозирования хранимоспособности. Микроструктуру продукта создают белки, жиры и углеводы. Их можно увидеть при большом увеличении под микроскопом. Определяли данный показатель для контрольного образца и опытного молокосодержащего продукта при увеличении 600 (рис. 4.5).
Установлено, что размер кристаллов лактозы в контрольном образце 9,7±0,2 мкм, тогда как в опытном образце – 7,2±0,2 мкм. Исходя из этого, можно сделать вывод, что с учетом соблюдения всех режимов хранения в опытном образце изменения структуры должны быть менее выраженными и начаться на более поздних сроках хранения.
Исследования проводились на кафедре технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств ВГУИТ. Продукт загружали в прибор Реотест-2 и задавали различные нагрузки путем изменения скорости вращения цилиндра и температуры продукта.
Измерения проводились при температурах 20, 40 и 60 оС. Получены экспериментальные кривые, на основании которых построены графики (рис. 4.6 – 4.8).
На основании полученных данных составили график зависимости динамической вязкости от температуры. В качестве данных динамической вязкости использовали стабилизированные с течением времени значения (рис. 4.9). -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 - КМП (опыт) КМП (контроль) Tewme40pa, С Рисунок 4.9 – Зависимость динамической вязкости от температуры Из рис. 4.9 видно, что при увеличении температуры происходит уменьшение величины динамической вязкости продуктов и продолжительности воздействия нагрузки. Таким образом, получили оптимальную динамическую вязкость = 5,6
Пас (контроль) и = 3,13 Пас (опыт) в конце приложенной нагрузки при температуре 20 оС, при которой продукт продолжительное время не разрушается и сохраняет все свои начальные свойства.
Исследование позволяет определить реологические свойства продуктов, температурные режимы при фасовке и оптимальные физические нагрузки, то есть оптимальная температура фасовки – 20 оС.
При снижении температуры фасовки вязкость продукта увеличивается, ввиду чего в упаковку продукт может быть наполнен с наличием неоднородностей и пустот, в которых может скапливаться воздух, а с ним и посторонняя микрофлора.
При повышении температуры, вязкость значительно снижается, однако температуры фасовки более 37 оС нецелесообразны ввиду использования в технологической схеме этапа кристаллизации лактозы. Резкое снижение температуры после транспортирования продукта в камеры хранения окажет неблагоприятное воздействие на такой показатель, как микроструктура.
Также можно получить время, через которое продукт выдерживает какую-либо максимальную нагрузку и при этом не разрушается. Данный показатель при оптимальной температуре фасовки для контрольного и опытного образцов составляет 50 с.