Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор 14
1.1. Значение и роль пищевых веществ в жизнедеятельности организма человека с точки зрения рационального здорового питания 14
1.1.1. Биологические и физиологические свойства растительных масел 26
1.2. Научно-практические аспекты создания масложировой продукции нового поколения 35
1.3. Современные технологические аспекты переработки растительных масел 47
1.4. Теоретические исследования процесса образования и устойчивости жировых эмульсий 57
1.5. Научно-практические аспекты процесса модификации растительных масел 65
1.6. Современное состояние и перспективы производства наливных маргаринов 67
1.7. Анализ состояния разработок эмульсионных продуктов функционального назначения 74
1.8. Основные выводы по аналитическому обзору 80
Глава 2. Методическая часть 86
Глава 3. Исследование и разработка эффективной технологии рафинации растительных масел 113
3.1. Теоретические предпосылки разработки композиционных реагентов 113
3.2. Исследование влияния жесткости и щелочности воды на эффективность рафинации подсолнечного масла 116
3.3. Исследование влияния композиционного реагента № 1 на степень выведения сопутствующих веществ из растительных масел 123
3.4. Исследование влияния второго композиционного реагента на степень выведения сопутствующих веществ из растительных масел 137
3.5. Разработка оборудования для оптимальной рафинации масел и жиров 143
Глава 4. Разработка и исследование жировой основы эмульсионных продуктов питания функционального назначения с применением традиционных и нетрадиционных растительных масел 149
Глава 5. Исследование свойств традиционных и предлагаемых стабилизаторов и эмульгаторов для эмульсионных продуктов функционального назначения 168
5.1. Исследование физико-химических свойств натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (NaKMLQ 168
5.2. Исследование физико-химических свойств белков концентрата натурального казеина (КНК), концентрата структурирующего пищевого (КСП) и сухого обезжиренного молока (СОМ) 182
5.2.1. Влияние добавок яичного порошка (ЯП), сухого обезжиренного молока (СОМ) на комплексообразование с NaKMU , 191
5.3. Исследование физико-химических свойств подсолнечного и соевого растительных белков 196
5.4. Исследование свойств биологически активных добавок 211
5.4.1. Характеристика и физико-химические показатели тыквенно-крапивной пасты 211
5.4.2. Исследование физико-химических свойств яблочного пектина 218
5.4.3. Характеристика и физико-химические показатели женьшеня 221
5.4.4. Физико-химические характеристики «ячменно-солодового» экстракта 223
5.4.5 .Физико-химические показатели виноградного «вакуум-сусло» 224
5.4.6. Исследование свойств эфира молочной кислоты (лактилат Е481) 225
5.4.7. Исследование свойств се-токоферола и 3-каротина 226
5.4.8. Исследование свойств лимонной кислоты 228
5.4.9. Исследование свойств витаминных премиксов 228
5.4.10. Исследование свойств меда и пчелиного маточного молочка 231
5.4.11. Исследование свойств йодированной соли 234
5.4.12. Исследование химического состава эффективных добавок, повышающих лечебно-профилактические свойства эмульсии 235
Глава 6. Исследование свойств эмульсий, структурированных различными эффективными добавками 240
6.1. Стабильные дисперсные системы - основа качества эмульсионных продуктов функционального назначения 240
6.1.1. Влияние добавок яичного порошка (ЯП), сухого обезжиренного молока (СОМ) на компексообразование с ЫаКМЦ 243
6.2. Создание эмульсий на основе молочных концентратов 246
6.3. Создание эмульсий на основе растительных белков 251
6.4. Разработка эмульсионного продукта на основе яблочного пектина 258
Глава 7. Разработка и исследование научно обоснованных рецептур эмульсионных продуктов функционального назначения с заданными качественными показателями 262
7.1. Разработка научно обоснованных низкокалорийных рецептур майонезов с эффективными добавками: NaKMU, и молочными концентратами (КНК и КСП) 266
7.2. Исследования физико-химических и реологических показателей эмульсионного продукта №1 функционального назначения и определение его пищевой и биологической ценности 276
7.3. Разработка и исследование патентоспособных рецептур эмульсионных продуктов функционального назначения 287
7.4. Разработка и исследование научно обоснованных рецептур эмульсионных продуктов функционального назначения, обогащенных вакуум-суслом и ячменно-солодовым экстрактом (соусов и майонезов) 305
Глава 8. Исследование и усовершенствование процесса модификации смеси растительных масел 313
8.1. Получение саломаса из смеси масел и изучение его свойств 321
Глава 9. Исследование и разработка наливных маргаринов функционального назначения 325
9.1. Теоретическое обоснование разработки наливных маргаринов функционального назначения 325
9.2. Разработка и обоснование оптимальной рецептуры наливного маргарина с улучшенными жирнокислотным составом и реологическими характеристиками 332
9.3. Дилатационное исследование свойств наливных маргаринов 337
9.4. Исследование влияния физико-химических свойств эмульгаторов эфира полиглицерина и моноглицеридов на устойчивость обратных эмульсий 346
9.5. Разработка рецептур наливных маргаринов на основе растительных белков - подсолнечного и соевого 349
9.5.1. Исследование реологических свойств маргаринов на основе растительных белков 354
9.6. Разработка рецептур наливных маргаринов с эффективными добавками альгината натрия (ANa), поливинилпирролидона (ПВП) 361
9.7. Исследование и разработка рецептур наливных маргаринов на основе пектинов 369
9.8. Разработка и исследование рецептур жировых продуктов различного назначения 383
9.8.1. Разработка жировой смеси для мороженого, повышенной питательной ценности 383
9.8.2. Разработка жировой начинки для кондитерских изделий с увеличенным сроком хранения 385
9.8.3. Способ получения высококалорийного и наливного маргарина высокой биологической ценности с увеличенным сроком хранения 387
Глава 10. Математическое моделирование разработок оптимальных многокомпонентных рецептур эмульсионных продуктов питания функционального назначения 394
Глава 11. Разработка менеджмента качества масложировой продукции функционального назначения 404
11.1. Основные направления производства масложировой продукции функционального назначения в соответствии с концепцией здорового питания населения России 404
11.2. Разработка основных направлений и системы факторов менеджмента качества масложировых продуктов питания 406
11.3. Управление качеством масложировых продуктов питания нового поколения функционального назначения методами стандартизации, сертификации и метрологии 415
11.4. Разработка структурной модульной схемы алгоритма менеджмента качества технологии производства масложировых продуктов нового поколения 427
Основные результаты и выводы диссертационной работы 450
Список использованной литературы 455
Приложения
- Современные технологические аспекты переработки растительных масел
- Влияние добавок яичного порошка (ЯП), сухого обезжиренного молока (СОМ) на комплексообразование с NaKMU
- Разработка и исследование патентоспособных рецептур эмульсионных продуктов функционального назначения
- Управление качеством масложировых продуктов питания нового поколения функционального назначения методами стандартизации, сертификации и метрологии
Введение к работе
Основное направление и актуальность исследований. Согласно научно-технической политике Российской Федерации в области здорового и безопасного питания пищевые продукты не должны причинять ущерба здоровью человека, удовлетворять физиологическим потребностям и выполнять лечебно-профилактические функции. Поэтому создание жировых продуктов нового поколения функционального назначения, безопасных в потреблении, для масло-жировой промышленности является одним из перспективных направлений инновационного развития.
Производство жировых продуктов, в том числе и эмульсионных, для питания различных групп населения со сбалансированным комплексом биологически активных веществ: липидов, жирных кислот, белков, витаминов и минеральных веществ, возможно на основе разработки эффективных методов переработки растительных масел, чем обоснован выбор темы и актуальность диссертационного исследования.
Степень разработанности проблемы. Проблемам исследования и совершенствования процессов получения высококачественных эмульсионных продуктов посвящены научные труды известных Российских ученых: Н.С. Арутю-няна, В.В. Белобородова, В.В. Ключкина, АА Кочетковой, Е.П. Корненой, С.А Ливийской, А. П. Нечаева, В.Х. Пароняна, АА Покровского, ПА Ребин-дера, АВ. Стеценко, А.Г. Сергеева, Ю.А Тырсина, АА Шмидта и других ученых, работающих над этой проблемой.
Вместе с тем следует отметить, что в недостаточной степени решены вопросы повышения качества переработки растительных масел и создания на их основе рецептур эмульсионных жировых продуктов высокой биологической ценности. Поэтому разработка новых подходов, методологии программирования и моделирования многокомпонентных рецептурных смесей в условиях информационной неопределенности является актуальной задачей, решение которой будет способствовать повышению качества пищевых продуктов.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ!
БИБЛИОТЕКА {
С. Петербург у/Л,«
і. оэ т&юНУ \
Цели и задачи исследования. Основное внимание в диссертационной работе уделено комплексному системному подходу к проблемам получения высококачественных рафинированных масел и разработке на их основе эмульсионных жировых продуктов функционального назначения нового поколения, безопасных в потреблении. В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования являются:
разработка и исследование совмещенной технологии рафинации растительных масел на основе полученных патентоспособных композиционных реагентов, обеспечивающих сокращение отходов и потерь, увеличение выхода высококачественных масел при сохранении в них естественных антиоксидантов;
исследование состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел для применения их в рецептуре эмульсионных продуктов;
разработка научно обоснованных рецептур и технологий получения эмульсионных продуктов с заданными функциональными характеристиками;
изучение теоретических и прикладных аспектов включения нетрадиционных биологически активных веществ и разработка рецептур смесей растительных масел для получения многокомпонентных эмульсионных продуктов;
исследование физико-химических, реологических и органолептических характеристик ингредиентов рецептур и научное обоснование получения эмульсионных систем для оптимизации количественного и качественного состава разрабатываемых эмульсионных продуктов;
изучение кинетики окислительных процессов смеси растительных масел и эмульсионных продуктов с целью определения условий и сроков безопасного хранения;
разработка и научное обоснование новой рецептуры наливного маргарина с применением биологически активных добавок;
составление математической модели оптимизации многокомпонентных рецептур и разработка методологического подхода оценки качества эмульсионных продуктов функционального назначения.
5 Научная новизна. В диссертационном исследовании впервые получены следующие научные результаты:
теоретически обоснован и разработан процесс рафинации растительных масел с применением новых композиционных реагентов и раскрьп механизм выведения сопутствующих веществ в совмещенном технологическом режиме;
проведенными исследованиями состава и свойств традиционных и нетрадиционных растительных масел подтверждена необходимость и перспективность включения в рецептуру эмульсионных продуктов функционального назначения нетрадиционных растительных масел с целью улучшения жирнокис-лотного состава продукта;
доказана экспериментальными исследованиями перспективность применения биологически активных веществ предлагаемых эффективных добавок для придания необходимых функциональных, физико-химических, органолеп-тических и реологических свойств эмульсионным продуктам нового поколения для питания различных групп населения;
научно обоснован количественный и качественный состав рецептур эмульсионных продуктов нового поколения на основании исследованных физико-химических и реологических характеристик традиционных и нетрадиционных ингредиентов;
исследована кинетика окислительных процессов смесей растительных масел и разработанных эмульсионных продуктов с целью определения оптимальных условий и сроков оптимального хранения;
разработана математическая модель оптимизации рецептур и предложен методологический подход экспертной оценки показателей качества эмульсионных продуктов функционального назначения;
разработана научно обоснованная система менеджмента качества на основе предложенных алгоритмов с целью оптимальной оценки технологии рафинации растительных масел и получения эмульсионных продуктов функционального назначения.
Практическая ценность разработок, полученных лично автором:
разработана ресурсосберегающая технология рафинации растительных масел на основе новых композиционных реагентов, обеспечивающая снижение отходов и потерь, увеличение выхода рафинированного масла повышенной биологической и пищевой ценности, на которую получены патенты России №2003118040, №2003118041 и авторское свидетельство № 1541240;
экспериментальными исследованиями установлена возможность замены яичного порошка на молочные белки концентрата натурального казеина (КНК), концентрата структурированного пищевого (КСП) и натриевую соль карбокси-метилцеллюлозы (NaKMIJ) (авторские свидетельства № 1648321 и№ 1692522);
разработаны рецептуры эмульсионных продуктов на основе смеси масел с улучшенным жирнокислотным составом 30-55%-ной жирности функционального назначения, безопасные в потреблении, с использованием традиционных и нетрадиционных ингредиентов, обладающих биологически активными свойствами, на которые получены патенты России № 2003118039, 2004103666, 2004103668, 2004112801, 2004112798, 2004112799, 2004112800 и получены пложительные решения о выдаче патентов России № 2004112802 и №2004121084;
- разработана рецептура низкокалорийного эмульсионного продукта
20 %-ной жирности на основе льняного масла и муки из зародышей пшеницы
функционального назначения, на который получен патент России № 2138971;
разработана рецептура наливного маргарина 40%-ной жирности на основе смеси гидрированных и растительных масел, яблочного пектина и желатина с улучшенным жирнокислотным составом высокой биологической ценности, который рекомендован для лечебно-профилактического и диетического питания (патент России № 1741723), а также рецептура наливного маргарина на основе биоженьшеня с увеличенным сроком хранения, на который получено авторское свидетельство № 1507289;
разработаны модульные схемы алгоритма менеджмента качества технологии рафинации растительных масел и производства эмульсионных продуктов функционального назначения;
предложены и научно обоснованы система факторов, влияющих на качество разработанных эмульсионных продуктов нового поколения функционального назначения, и система показателей оценки их качества;
разработана математическая модель оптимизации многокомпонентных рецептур эмульсионных продуктов функционального назначения; на основании экспериментальных исследований построены графические зависимости реологических характеристик эмульсионных продуктов от различных факторов; на экспериментальных графиках с помощью пакета Microsoft Excel положена линия тренда, максимально близкая к графикам, разработана модель и выведено уравнение исследуемых зависимостей, которое предложено для инженерных расчетов (на языке Delfi написана программа, строящая как экспериментальные кривые, так и кривые, разработанные с помощью моделей);
ожидаемый экономический эффект от использования разработанной технологии рафинации растительных масел в совмещенном режиме за счет увеличения выхода масла составит 150 руб/г, а от внедрения разработанных технологий и рецептур эмульсионных продуктов питания на Орловском маслобойном заводе составит 80 руб/т.
Реализация результатов диссертационного исследования и апробация работы. Основные разработки автора приняты к внедрению Орловским маслобойным заводом. Научно-теоретические и практические результаты исследования используются в учебном процессе кафедры «Технологии пищевых производств» Московского государственного университета технологий и управления по специальности «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов» (при чтении лекций, выполнении курсовых и дипломных НИР, практических и лабораторных работ; при написании научных монографий, учебных пособий и учебно-методической документации), что отражено в приложении к диссертации. Практические результаты диссертационного исследования реализованы в ряде научно-исследовательских работ по договорам с Министерством образования и науки РФ (№ гос. регистрации 02.200.203331).
Основные положения и результаты исследований диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции «Разработка и совершенствование процессов, машин и оборудования», МТИПП, 1987г., г.Москва; третьей Всесоюзной научно-технической конференции «Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания» и втором Всесоюзном совещании «Химия, запах пищи», 1988г., г.Каунас; седьмой Всесоюзной конференции «ПАВ и сырье для их производств», 1988г., г.Москва; пятой международной конференции по коллоидной химии, 1988г., г.Балатонфюред; республиканской научно-технической конференции «Интенсификация технологии и совершенствование оборудования по переработке отрасли АПК», 1989г., г.Киев; Международном конгрессе, Секция 6. Химия жиров, 1991г., г.Будапешт; Всесоюзном семинаре по коллоидной химии и физико-химической механике пищевых и биоактивных дисперсных систем, 1991г., г.Москва; втором Международном семинаре «Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания», 1993 г., г.Пятигорск; четвертом международном симпозиуме «Экология человека. Пищевые технологии и продукты», 1995г., г.Видное Московской области; Международном симпозиуме «Питание и здоровье: биологически активные добавки к пище», 1996г., г.Москва; научно-технической конференции «Будущее за новыми технологиями», 1999г., г.Москва; пятой международной научно-практической конференции «Современные проблемы в пищевой промышленности», 1996г., г.Москва; международном конгрессе ЭНКО-99 «Научные основы и прикладные проблемы энергоинформационных взаимодействий в природе и обществе», 2000г., г.Москва; научном семинаре «Интенсификация и автоматизация технологических процессов обработки пищевых продуктов», 2002г., МГУПБ; международной научной конференции «Технологии и продукты здорового питания», Всероссийский выставочный центр, 2003г., МГУПП; третьей международной конференции «Масложировая промышленность России: новые аспекты развития», МПА, 2004 г.; международных конференциях и семинарах, проводимых в Московской государственной технологической академии - седьмой международной научно-
практической конференции «Инновационные технологии пищевой промышленности третьего тысячелетия», 2001г.; восьмой международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития пищевой промышленности и стандартизация пищевых продуктов», 2002г.; восьмой международной научно-методической конференции «Проблемы повышения качества подготовки специалистов», 2002г.; девятой международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 2003г.; международной научно-практической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья», 2004 г..
Публикации. Всего опубликовано 180 научных трудов, по теме диссертации - 135, в том числе - 17 патентов России, научных монографий и учебных пособий - 7, брошюр - 4.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 11 глав, списка использованной литературы, включающей 452 наименования. Работа изложена на 460 страницах, содержит 60 рисунков, 103 таблицы.
Современные технологические аспекты переработки растительных масел
В масложировой промышленности научно-технический прогресс, позволяющий повысить технико-экономические показатели производства, качество и конкурентоспособность выпускаемой продукции, должен осуществляться по таким основным направлениям, как совершенствование действующих технологий и оборудования, разработка и внедрение новых методов производства и комплексная автоматизация производственных процессов [3,176,178,177,187,208,22].
Основным фактором, определяющим целесообразность внедрения новой технологии и техники, является качество продукта и получаемая прибыль. Поэтому без экономической оценки эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса, невозможно правильно выбрать направление технико-технологического и экономического развития.
Как известно [1,157,166,167,151], нерафинированные масла имеют ярко выраженный вкус и запах, обладают интенсивной окраской, образуют осадок. Гидратированные - менее выраженный вкус и запах в отличие от нерафинированного, имеют интенсивную окраску без помутнения и отстоя. Рафинированные недезодорированные - прозрачные, не образуют отстоя, выраженный вкус и запах. Рафинированные дезодорированные - прозрачны, не образуют осадка или отстоя, окраска слабой интенсивности. Отбеленные -слабая окраска, так как удаляются красящие вещества при обработке адсорбентами. Вымораживание производят для удаления восков и воскоподобных веществ. Масла, получаемые после этой операции прозрачны, не мутнеют при охлаждении (их называют салатными). Они применяются для непосредственного употребления и производства на их основе жировых продуктов - маргаринов, майонезов и других эмульсионных продуктов [1,278,185,312].
Одной из основных задач рафинационной технологии является производство высококачественного масла на основе более полного выделения сопутствующих веществ из растительных масел, сокращения отходов и потерь масел, увеличения объема выхода рафинированного масла с улучшенными физико-химическими характеристиками [2,280,307,309,310].
Эффективность процесса рафинации растительных масел зависит от многих технологических факторов: качества исходного сырья, температуры процесса и эффективности примененного реагента [18,29,33].
На качество рафинированного масла большое влияние оказывают свойства применяемого реагента. Отмечается, что использование традиционных методов рафинации растительных масел сопровождаются отходами и потерями, побочными процессами, протекающими в жирах, удалением природных антиоксидантов [159,201,335].
Применяемые в настоящее время реагенты в традиционной технологии характеризуются низкой селективностью и вместе с другими сопутствующими веществами удаляют из растительных масел биологически активные вещества [285,159].
Поэтому для сохранения нативных триглицеридов и получения масел с повышенным содержанием биологически активных веществ необходима разработка нового более эффективного реагента.
Наиболее важной группой веществ, сопутствующих жирам, как по количеству, так и по сложности состава и свойств, являются фосфолипиды, относящиеся к сложным липидам [279,280,1]. Вследствие того, что на стадиях производства и переработки растительных масел происходит перераспределение компонентов фосфолипидного комплекса, в результате чего образуются разнообразные сложные соединения с устойчивыми и неустойчивыми связями, проблема выведения гидратируемых и негидратируемых фосфолипидов из растительных масел весьма усложняется.
Кроме того, они отличаются по фракционному, жирнокислотному и минеральному составу. При такой ориентации энергия связей существенно выше гидрофильных и гидрофобных взаимодействий, что способствует образованию сольватных оболочек, которые придают мицеллам фосфолипидов устойчивость и высокую стойкость к воздействиям реагентов.
На продолжении последних десятилетий ведутся поиски наиболее оптимальных и эффективных методов и средств для более полного выведения фосфолипидов из растительных масел [10,28,47,170,203,169].
В исследованиях [290-294] показано, что применение разбавленной лимонной и муравьиной кислот позволило дополнительно вывести 5-20 % фосфоросодержащих веществ от их количества в гидратированном масле.
Установлено [289], что максимальный эффект достигается при контактировании масла с гидратирующим агентом непосредственно в зоне вращающегося электромагнитного поля.
Обработка системы «масло-фосфолипидная эмульсия» в постоянном магнитном поле снижает ее седиментационную устойчивость, а наилучшие результаты достигаются при магнитной индукции равной 0,6-0,8 Тл с последующей экспозицией системы в течение 15 минут [290].
Метод термической активации основан на изменении устойчивости системы «масло-фосфолипиды» под воздействием температуры. Низкотемпературный процесс удаления фосфолипидов позволяет получать масла, не содержащие фосфолипиды из мицелл растительных масел. Недостатками этого способа является значительная величина отходов и потерь масла, а также высокие энергетические затраты на производство холода [327].
Высокотемпературный процесс удаления фосфолипидов под давлением позволяет получать очищенные масла с низким содержанием фосфолипидов, а также высококачественный фосфатидный концентрат [316,323].
Метод химической поляризации связан с воздействием на химическую структуру и состав фосфолипидов водных растворов поляризующихся соединений (электролитов). В качестве поляризующих соединений применяются и водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) [319].
Метод магнитной и электромагнитной активации основан на предварительном воздействии электромагнитного поля на масло и гидратирующии агент, что позволяет интенсифицировать процесс гидратации. Возникающие электромагнитные поля вызывают нежелательные изменения в масле и фосфолипидах [324]. Качественные и физико-химические показатели полученного гидратированного масла лучше, чем при водной гидратации, а фосфатидные концентраты содержат меньше масла и их влажность в четыре раза ниже, чем при обычной гидратации [325,326].
Метод механической и акустической активации фосфолипидов значительно интенсифицирует процесс водной гидратации [311,318]. Перспективно применение одновременно совокупностей методов химической и термической активации, а также химической, электромагнитной и механической активаций.
Применяются различные реагенты для удаления фосфолипидов. Так в работах [47,141,169], приведено исследование извлечения фосфолипидов из масел при помощи растворов флокулянтов и высокомолекулярных полимерных сорбентов; в [158] исследован процесс очистки подсолнечного масла при помощи эффективных химических реактивов.
Нейтрализация свободных жирных кислот осуществляется различными способами. Считается, что любой используемый метод удаления свободных жирных кислот должен удовлетворять максимальной избирательности взаимодействия жирных кислот с реагентами. При этом процесс нейтрализации ведут таким образом, чтобы обеспечить наибольшую скорость реакции, минимальное взаимодействие реагентов с глицеридами, быстрое и полное разделение образующихся фаз, максимальное извлечение нейтрального жира из продуктов нейтрализации [38,300,305,307,312,316].
В соответствии с данными [299,287,288] состав свободных жирных кислот подсолнечных масел мало отличается от жирнокислотного состава их триацилглицеринов. Однако состав свободных жирных кислот отличается от состава ацилов кислот, входящих в состав триацилглицеринов, соотношением отдельных компонентов и наличием небольшого количества миристиновой кислоты.
Влияние добавок яичного порошка (ЯП), сухого обезжиренного молока (СОМ) на комплексообразование с NaKMU
Из литературных источников известно, что при определенных условиях КМЦ приобретает способность к комплексообразованию с отдельными компонентами молочной системы.
Образец исследуемого яичного порошка имел светло-желтый цвет, физико-химические показатели которого следующие (%): влага - 7,2; фосфолипиды - 11,1; липиды - 34,0; белки - 45,5; холестерин - 2,0; минеральные вещества - 2,0. Пищевая ценность яичного порошка приведена в таблице 5.2.
Проведенные исследования показали, что яичный порошок является совмещенным эмульгатором, так как представляет собой белково-фосфолипидный комплекс, включающий белок и лецитин (кефалин и др.) и сочетающий таким образом преимущества обоих классов ПАВ - низко- и высокомолекулярных.
Применение нами в эмульсионном продукте яичного порошка продиктовано наличием в его жирнокислотном составе олеиновой и арахидоновой кислот, являющихся незаменимыми, а также присутствием белков и фосфолипидов. Они, как поверхностно-активные вещества, способствуют образованию водно-жировых эмульсий прямого типа. Поэтому при введении его в состав эмульсионного продукта будут проявляться эмульгирующие и стабилизирующие свойства яичного порошка.
Для выяснения возможности образования комплекса NaKMU, - белок исследовалось поведение растворов NaKMLL На рис. 5.12, показано влияние молочного белка (СОМ, ЯП) на удельную вязкость раствора NaKMU, и показатель х, в уравнении Д = Xх , где X - длина волны, определенный методом спектра мутности. Показатель х, характеризует размер частиц, находящихся в растворе, а удельная вязкость - их плотность.
Как следует из рис. 5.13 увеличение вязкости водных растворов вызвано ростом числа межмолекулярных связей. Однако увеличение концентрации белка (СОМ и ЯП) в интервале Сб/СП 0,2+1,6 в растворе содержащем NaKMLI, ведет к снижению вязкости. При этом увеличивается размер частиц (кривая 1) и возрастает оптическая плотность Д (кривая 3) растворов. Характер изменения У), Д и х аналогичен и в случае добавления в раствор NaKMU, яичного порошка. Уменьшение вязкости раствора при одновременном укрупнении частиц свидетельствует о протекании процесса комплексообразования между полисахаридом NaKMU,, СОМ и ЯП. Резкое увеличение размеров частиц наблюдается при отношении концентрации Сб/СП=0,2+1,6 и практически заканчивается при Сб/СП=2,4. Таким образом, определён концентрационный интервал комплексообразования.
Разработка и исследование патентоспособных рецептур эмульсионных продуктов функционального назначения
На основании проведенных исследований в главах 4, 5 и п. 7.1 диссертации были разработаны рецептуры эмульсионных продуктов функционального назначения (табл. 7.16-7.23).
Среднекалорийный эмульсионный продукт 50%-ной жирности функционального назначения готовится по следующей рецептуре, (в %): смесь масел № 2 - 30-50; яичный порошок - 1-3; сухое обезжиренное молоко -1-3; сахар-песок - 1-2; соль йодированная - 0,5-1,5; сода пищевая - 0,01-0,05; NaKMU, - 1-2%, лимонная кислота - 0,1-0,3; паста орехово-чесночная -(грецкий орех, подсолнечные семена, чеснок 30:50:20) - 5-15 (табл. 7.16).
NaKMLJ вводится в эмульсионный продукт виде 2,5%-ного водного раствора при общем содержании его в продукте 0,5%.
Грецкий орех, семена подсолнечника, чеснок, соль измельчают в пасту, добавляется раствор лимонной кислоты и перемешивается до получения однородной массы.
Сухое обезжиренное молоко, соду, соль, сахар-песок растворяют в части воды при температуре 85-90С. Перемешивают с раствором ИаКМЦ до полного растворения и набухания молока, клейстеризации NaKMII. В охлажденную смесь вводится яичный порошок, перемешивается, охлаждается до 30С. В полученную смесь добавляется орехово-чесночная паста, при перемешивании постепенно вливается смесь растительных масел.
По окончании добавления ингредиентов массу гомогенизируют и пастеризуют. В результате получается однородная жировая эмульсия густой консистенции с приятным ароматом добавок, отвечающих требованиям ГОСТ 30004.1-93, предъявляемым к эмульсионным продуктам. Примененные добавки использованы в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.560-96 и правилами приемки и методами испытаний эмульсионных продуктов по ГОСТ 30004.2-93.
Продукт имеет однородную гомогенную структуру с густой консистенцией. При хранении в течение 100 суток при температуре 1-10 С не происходит разделения фаз и не изменяются органолептические и физико-химические показатели. На разработанный эмульсионный продукт функционального назначения получен Патент РФ № 2004103666 (2004 г.) [440].
Низкокалорийный эмульсионный 40 %-ной жирности продукт функционального назначения готовится по следующей рецептуре, %: смесь масел - 40; сухое обезжиренное молоко - 5-10; тыквенный пектин - 10-15; рисовая мука - 1,0-2,0; NaKMU, - 1-2; мед - 1,5-4,5; йодированная соль - 0,3-0,7; пчелиное маточное молочко - 0,3-0,7; сода пищевая - 0,02-0,05; экстракт шиповника - 0,5-1,5; фосфолипидный концентрат - 0,3-1,0; лимонная кислота - 0,1 -0,2; остальное вода (табл. 7.17).
Тыквенный пектин смешивают с сахаром, добавляют часть воды при температуре 95С, добавляют лимонную кислоту и перемешивают в течение 5 минут до полного растворения. NaKMU, вводится в эмульсионный продукт в виде 2,5 %-ного водного раствора, при общем содержании его в продукте 0,5 %. Смешивают сухое обезжиренное молоко с пищевой содой, йодированной солью и растворяют в части воды при температуре 60-70С. Затем смесь охлаждают до 40С, добавляют мед, перемешивают 2 минуты. Добавляют рисовую муку и перемешивают 1 минуту. Добавляют раствор NaKMLJ и перемешивают 2 минуты.
Полученные смеси перемешивают, охлаждают до 30С и вводят фосфолипидный концентрат. В полученный состав постепенно добавляют смесь масел, пчелиное маточное молочко и экстракт шиповника. Затем состав гомогенизируется и пастеризуется.
Полученный витаминизированный эмульсионный продукт отличается низкой калорийностью, обладает повышенной биологической ценностью, характеризуется повышенной стойкостью эмульсии.
Продукт имеет однородную гомогенную структуру с густой консистенцией. При хранении в течение 160 суток при температуре 1-10С не происходит разделения фаз (расслоения) и не изменяются органолептические и физико-химические показатели. Продукт устойчив к окислению, благодаря содержащимся в его составе антиоксидантам. На разработанный эмульсионный продукт получен Патент России № 2004112801 (2004 г.) [449].
Низкокалорийный эмульсионный 35%-ной жирности продукт функционального назначения готовится по следующей рецептуре, %: смесь масел - 35; сухое обезжиренное молоко - 5-10; тыквенный пектин - 15-20; гречневая мука - 1,5-3,0; NaKMU, - 1-2; мед - 1,5-4,5; йодированная соль - 0,3-0,7; пчелиное маточное молочко - 0,3-0,7; сода пищевая - 0,02-0,05; измельченный грецкий орех - 5-10; фосфолипидный концентрат - 0,3-1,0; лимонная кислота - 0,1-0,2; остальное вода (табл. 7.18).
Тыквенный пектин смешивают с сахаром, добавляют часть воды при температуре 95С, добавляют лимонную кислоту и перемешивают в течение 5 минут до полного растворения.
NaKMLJ вводится в эмульсионный продукт в виде 2,5 %-ного водного раствора, при общем содержании его в продукте 0,5 %.
Смешивают сухое обезжиренное молоко с пищевой содой, йодированной солью и растворяют в части воды при температуре 60-70С. Затем смесь охлаждают до 40С, добавляют мед, перемешивают 2 минуты. Добавляют гречневую муку и перемешивают 1 минуту. Добавляют раствор NaKMQ, и перемешивают 2 минуты. Полученные смеси перемешивают, охлаждают до 30С и вводят фосфолипидный концентрат. В полученный состав постепенно добавляют смесь масел, пчелиное маточное молочко и измельченный грецкий орех. Затем состав гомогенизируется и пастеризуется. Полученный витаминизированный эмульсионный продукт отличается низкой калорийностью, обладает повышенной биологической ценностью, характеризуется повышенной стойкостью эмульсии.
Продукт имеет однородную гомогенную структуру с густой консистенцией. При хранении в течение 160 суток при температуре 1-10С не происходит разделения фаз (расслоения) и не изменяются органолептические и физико-химические показатели. Продукт устойчив к окислению, благодаря содержащимся в его составе антиоксидантам. На разработанный продукт получен Патент России № 2004112798 (2004 г.) [446].
Низкокалорийный эмульсионный 30 %-ной жирности продукт функционального назначения готовится по следующей рецептуре, %: смесь масел - 30; сухое обезжиренное молоко - 5-10; тыквенный пектин - 15-20; кукурузная мука - 1,5-3,0; NaKMU, - 2-3; мед - 1,5-4,5; йодированная соль -0,3-0,7; пчелиное маточное молочко - 0,3-0,7; сода пищевая - 0,02-0,05; фосфолипидный концентрат - 0,3-1,0; лимонная кислота - 0,1-0,2; остальное вода (табл. 7.19).
Тыквенный пектин смешивают с сахаром, добавляют часть воды при температуре 95С, добавляют лимонную кислоту и перемешивают в течение 5 минут до полного растворения. NaKMU, вводится в эмульсионный продукт в виде 2,5 %-ного водного раствора, при общем содержании его в продукте 0,5 %. Смешивают сухое обезжиренное молоко с пищевой содой, йодированной солью и растворяют в части воды при температуре 60-70С. Затем смесь охлаждают до 40С, добавляют мед, перемешивают 2 минуты. Добавляют кукурузную муку и перемешивают 1 минуту. Добавляют раствор NaKMU, и перемешивают 2 минуты.
Полученные смеси перемешивают, охлаждают до 30С и вводят фосфолипидный концентрат. В полученный состав постепенно добавляют смесь масел, пчелиное маточное молочко. Затем состав гомогенизируется и пастеризуется.
Полученный витаминизированный эмульсионный продукт отличается низкой калорийностью, обладает повышенной биологической ценностью, характеризуется повышенной стойкостью эмульсии.
Продукт имеет однородную гомогенную структуру с густой консистенцией. При хранении в течение 160 суток при температуре 1-10С не происходит разделения фаз (расслоения) и не изменяются органолептические и физико-химические показатели. Продукт устойчив к окислению, благодаря содержащимся в его составе антиоксидантам. На разработанный эмульсионный продукт получено положительное решение на получение Патента России № 2004112802 (2004 г.) [450].
Управление качеством масложировых продуктов питания нового поколения функционального назначения методами стандартизации, сертификации и метрологии
Согласно Федеральному закону РФ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» определены общие требования по обеспечению качества и безопасности пищевых продуктов, в которых отмечается:
1. Предназначенные для реализации пищевые продукты должны удовлетворять физиологическим потребностям человека в необходимых веществах и энергии, отвечать обычно предъявляемым к пищевым продуктам требованиям в части органолептических и физико-химических показателей и соответствовать установленным нормативными документами требованиям к допустимому содержанию химических (в том числе радиоактивных), биологических веществ и их соединений, микроорганизмов и других биологических организмов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущих поколений.
2. Пищевая ценность продуктов детского питания должна соответствовать функциональному состоянию организма ребенка с учетом его возраста. Продукты детского питания должны быть безопасными для здоровья ребенка.
3. Продукты диетического питания должны иметь свойства, позволяющие использовать такие продукты для лечебного и профилактического питания человека в соответствии с установленными федеральным органом исполнительной власти в области здравоохранения требованиями к организации диетического питания, и быть безопасными для здоровья человека.
При изготовлении продуктов детского питания и продуктов диетического питания не допускается использовать продовольственное сырье, изготовленное с использованием кормовых добавок, стимуляторов роста животных (в том числе гормональных препаратов), отдельных видов лекарственных средств, пестицидов, агрохимикатов и других опасных для здоровья человека веществ и соединений.
4. Сроки годности пищевых продуктов, материалов и изделий устанавливаются в отношении таких пищевых продуктов, материалов и изделий, качество которых по истечении определенного срока с момента их изготовления ухудшается, которые приобретают свойства, представляющие опасность для здоровья человека, и в связи с этим утрачивают пригодность для использования по назначению.
5. Для изготовления пищевых продуктов должно применяться продовольственное сырье, качество и безопасность которого соответствует требованиям нормативных документов.
При изготовлении продовольственного сырья допускается использование кормовых добавок, стимуляторов роста животных (в том числе гормональных препаратов), лекарственных средств, пестицидов, агрохимикатов прошедших санитарно-эпидемиологическую экспертизу и государственную регистрацию в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.
6. Пищевые добавки, используемые при изготовлении пищевых продуктов, и биологически активные добавки не должны причинять вред жизни и здоровью человека.
При изготовлении пищевых продуктов, а также для употребления в пищу могут быть использованы пищевые добавки и биологически активные добавки, прошедшие государственную регистрацию.
Однако в связи с появлением в России предприятий различных форм собственности, расширением внешнеторговой деятельности и, самое главное, прекращением действия на территории России многих государственных стандартов (ГОСТов) и регламентирующих положений, невозможно обеспечить качество и безопасность масложировых продуктов питания нового поколения. По нашему мнению, необходимо внедрение на масложировых предприятиях отрасли, методов стандартизации, сертификации и метрологии на всех этапах технологии масложирового производства по следующей схеме: жировое сырье - полуфабрикаты - готовая продукция.
Качество продукции масложировои промышленности определяется ее составом (содержание белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и других компонентов), физическими, органолептическими и другими свойствами (внешним видом, вкусом, консистенцией, цветом, запахом, питательной ценностью и др.). Требования к качеству продукции меняются с развитием науки, техники, уровнем жизни населения. Поэтому уровень качества масложировои продукции можно рассматривать как закономерность, отражающую исторический этап развития масложировои отрасли промышленности, развития науки и техники, и в целом социально-экономического развития общества.
Качество масложировои продукции нового поколения функционального назначения зависит от многофакторной системы, поэтому контроль качества осуществляется на всех этапах технологического процесса и предусматривает:
- контроль качества сырья и вспомогательных материалов;
- соблюдение рецептуры;
- соблюдение режимов технологического процесса;
- текущий контроль качества готовой продукции и др.
При поступлении масложирового сырья на переработку осуществляют его контроль по основным показателям: кислотное число, содержание влаги и фосфолипидов, цветность.
Для обеспечения качества выпускаемой продукции большое значение имеет вопрос соблюдения технологических режимов производства и хранения продукции. В масложировои промышленности контроль режимов производства и хранения продукции должен осуществлять отдел качества, отдел главного технолога или диспетчерская служба. Эти службы должны осуществлять централизованный контроль и регулирование производственных процессов по критическим точкам, которые могут оказывать существенное влияние на качество продукции.
Проблема сохранности и качества жировых продуктов является актуальной, так как потери при хранении по причине снижения качества могут достигать 30% и более, что существенно сказывается на экономических показателях производства.
Поэтому для внедрения методов стандартизации в масложировое производство необходимо:
- классифицировать масложировую продукцию по составу сырья с учетом всех особенностей его технологии производства и безопасности продукции. Предлагается выделить следующие группы: цельную, комбинированную и аналогию;
- разработать системы производственных норм, содержащих в себе наряду с первичными нормами, требуемыми для работы отдельных рабочих мест и участков, укрупненные нормы, необходимые для работы на различных уровнях управления производством.
Нормы могут иметь градации и соответствовать лучшим мировым, отечественным, отраслевым достижениям и должны быть ориентированы на достижения научно-технического прогресса и обосновываться технико-экономическими расчетами.
Для внедрения методов сертификации в масложировое производство необходимо, чтобы процесс сертификации затронул:
- производство в целом, для его способности обеспечения
стабильных характеристик показателей качества выпускаемой продукции;
- продукцию на соответствие утвержденным показателям качества;
- собственно систему качества предприятия.
Внедрение методов стандартизации и сертификации необходимо осуществлять при помощи объективного контроля исходного масложирового сырья, готовой продукции, параметров технологических процессов производства, что дает возможность выпускать масложировую продукцию требуемого качества. Кроме того, необходимость повышения качества жировой продукции при снижении ее себестоимости предъявляет соответствующие требования к качеству и эффективности использования измерительной техники и получаемой измерительной информации. А это зависит от состояния метрологического обеспечения производства, базирующегося на научно-техническом и экономическом потенциале отрасли.
