Введение к работе
Актуальность работы. Сохранение натурального сырья и произведенных человеком продуктов питания - одна из неизменных целей в технологии переработки пищевой продукции. Молочная промышленность не исключение. Весь процесс переработки молока можно рассматривать как систему технологических процессов, направленных на консервирование молока и/или его составных частей. В наибольшей мере такие технологии получили свое развитие в производстве сгущенных и сухих молочных консервов.
В России ежегодный объем производства сгущенных молочных консервов составляет более 800 миллионов условных банок, а сухого молока (цельного и обезжиренного) - 140-150 тыс. тонн.
Основное отличие молочных консервов в сравнение с другими видами молочных продуктов - высокая концентрация (от 20 до 96%) компонентов молока, длительные сроки годности, экономичность при транспортировании.
Производство консервов на молочной основе решает важнейшую социальную задачу - обеспечение полноценными молочными продуктами населения, проживающего на огромных (около 70%) территориях России, где развитие молочного животноводства затруднено или экономически нецелесообразно.
Молочные консервы имеют стратегическое значение, более 70 лет включены в номенклатуру продовольственных товаров, которые хранят в государственных резервах. Резерв отечественных продуктов, в том числе молочных, обеспечивает продовольственную независимость, являясь одной из составляющих экономической безопасности страны.
Качество молочных консервов и длительность их хранения зависят от эффективности консервирования, которая на практике достигается: тепловой стерилизацией (абиоз); повышением осмотического давления при введении в продукт Сахаров (осмоанабиоз); удалением из продукта свободной воды (ксероанабиоз). Однако ни один из видов консервирования не может гарантировать абсолютной стабилизации качества продукта в процессе хранения.
Ухудшение качества консервов наступает в результате физических, химических, биологических процессов, приводящих к их порче. Любой вид порчи оказывает негативное воздействие на свойства продукта, снижает его потребительскую, пищевую и биологическую ценность.
Одна из основных причин физико-химической порчи - потеря агрегативной и кинетической устойчивости жировой фазы продукта в процессе хранения, которая влечет за собой ухудшение показателей качества, снижение уровня безопасности и сокращение сроков годности консервов. Проблема повышения устойчивости жировой фазы актуализируется на фоне увеличения объема производства молокосодержащих консервов, в состав которых входят жиры немолочного происхождения, что требует создания научно обоснованных технологий.
На начальном этапе развития технологий молокосодержащих консервов немолочные жиры вводили в продукты специального назначения для детского, геро-диетического и лечебного питания. В настоящее время значительную долю рынка занимают молокосодержащие консервы общего назначения, в которых молочный жир замещен различными видами растительных жиров. Варьирование соотноше-
ниєм молочного и растительного сырья позволяет создавать качественно новые консервы с заданными медико-биологическими, физико-химическими, технологическими и потребительскими свойствами.
В связи с этим улучшение качества, пролонгирование сроков годности консервов на молочной основе посредством обеспечения устойчивости жировой фазы является одной из актуальных задач.
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - улучшение качества и увеличение сроков годности консервов на молочной основе общего и специального назначения путем повышения устойчивости жировой фазы и реализации инновационных технологических решений.
Для достижения указанной цели поставлены и последовательно решены следующие задачи:
разработать методологический подход к оценке однородности жировой фазы сгущенных консервов на молочной основе;
установить технологические параметры, обеспечивающие устойчивость жировой фазы и сохранение качества консервов на молочной основе при пролонгированных сроках хранения;
определить влияние гомогенизации на формирование межфазного слоя на границе жир/плазма в концентрированных молочных эмульсиях с дисперсной фазой, состоящей из молочного и растительного жиров;
разработать систему органолептической оценки и провести на её основе ретроспективный и текущий мониторинг качества сгущенных молочных и молоко-содержащих консервов;
исследовать влияние потери устойчивости жировой фазы на микробиологическую порчу сгущенных консервов с сахаром;
разработать концепцию приоритетов в формировании качества консервов на молочной основе и их классификацию;
усовершенствовать традиционные, разработать новые технологии молочных и молокосодержащих консервов общего и специального назначения с пролонгированными сроками годности, освоить их производство.
Научная новизна
-
На основании аналитических и экспериментальных исследований разработана методология оценки устойчивости жировой фазы сгущенных консервов. Формализовано, введено и интегрировано в систему оценки качества молочных продуктов понятие «коэффициент устойчивости жировой фазы», определены его предельно допустимые значения для основных видов сгущенных консервов.
-
Установлены эмпирические зависимости, описывающие взаимосвязи проведения гомогенизации с физическими, технологическими показателями и продолжительностью хранения молочных и молокосодержащих консервов.
-
Доказано влияние природы жиров и параметров проведения гомогенизации на содержание и состав белков, адсорбированных поверхностью жировых шариков. Получен новый фактический материал по составу белков оболочек жировых шариков концентрированных эмульсий на молочной основе. Научно обоснована гипотеза процесса формирования белковой оболочки на поверхности молочного и растительного жиров при гомогенизации.
-
Выявлено и ранжировано влияние природы жира на устойчивость концентрированных молочных эмульсий.
-
Сформулированы научные принципы, обоснованы квалификационные критерии, предложены основные термины и определения системы органолептическои оценки консервов на молочной основе.
-
Выдвинута и подтверждена гипотеза о взаимосвязи между потерей устойчивости жировой фазы консервов, полученных на основе осмоанабиоза, и развитием в них микроорганизмов.
-
Предложена многоуровневая классификация консервов на молочной основе, устанавливающая связь между их функциональной направленностью, природой жира и способами консервирования.
Практическая значимость и реализация результатов работы
-
Разработан и реализован в производственных условиях новый метод определения устойчивости жировой фазы в сгущенных консервах, позволивший объективно оценить однородность продукта, прогнозировать сроки годности и установить технологические особенности производства консервов на молочной основе.
-
Создана и реализована система органолептическои оценки и её программное обеспечение «Консервы молочные», позволившая предприятиям осуществлять мониторинг качества продукции, оперативно проводить обработку массива данных, полученных при проведении сенсорного анализа, создавать файлы и архивировать полученные результаты.
-
Разработаны концепция приоритетов в формировании качества консервов, универсальные технологические схемы производства, приемы, повышающие качество консервов на молочной основе. Защищены патентами и реализованы в промышленности более 40 технологий консервов общего и специального назначения.
Основные положения, выносимые на защиту:
- система оценки устойчивости жировой фазы консервов на молочной основе;
- закономерность изменения, физических, технологических и органолептиче-
ских свойств консервов на молочной основе в процессе хранения в зависимости
от последовательности проведения гомогенизации;
методология органолептическои оценки консервов на молочной основе;
новый фактический материал, характеризующий взаимосвязь между потерей агрегативной и кинетической устойчивостями жировой фазы консервов и развитием микроорганизмов;
технологические процессы, приемы, схемы, методы контроля, режимы производства консервов на молочной основе, обеспечивающие устойчивость жировой фазы, получение продукции высокого качества с увеличенным сроком годности.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных и российских конференциях, семинарах, коллоквиумах (Киев 1999; Одесса 2000; Киров 2001; Вологда 2002; София 2003; Санкт-Петербург 2004; Сочи 2001-2005; Барнаул 2004; Ереван 2007; Брест 2009; Ярославль 2009; Москва 2003-2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 151 печатная работа, в том числе три монографии, статьи в журналах, рекомендованных ВАК, в мате-
риалах международных конгрессов, симпозиумов, конференций; получены авторские свидетельства, патенты и зарегистрированы заявки на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Работа изложена на 258 страницах компьютерной верстки, содержит 33 таблицы, 78 рисунков, 386 литературных и Internet источников.
