Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 7
1.1. Безалкогольные напитки: классификация, значение в питании современного человека 7
1.1.1. Пищевая ценность 14
1.1.2. Состояние и тенденции развития рынка 17
1.2. Концентрированные основы для безалкогольных напитков 26
1.2.1. Приоритеты производства 27
1.2.2. Методология и товарная экспертиза функциональных напитков... 30
Глава 2. Организация эксперимента. Сырье, материалы, объекты и методы исследования 36
2.1. Организация эксперимента 36
2.2. Сырье, материалы и объекты исследования 38
2.3. Методы испытаний 39
Глава 3. Собственные исследования и их обсуждение 56
3.1. Изучение потребительских предпочтений в отношении концентратов и безалкогольных напитков на их основе (на примере рынка напитков г. Кемерова) 56
3.2. Разработка и изучение потребительских свойств плодово-ягодных концентратов для безалкогольных напитков различной функциональной направленности 63
3.2.1. Рецептура и технология производства 63
3.2.2. Исследование показателей качества и безопасности в процессе производства и хранения 68
3.3. Разработка и изучение потребительских свойств гель-концентратов для безалкогольных напитков различной функциональной направлен ности 74
3.3.1. Получение и товароведная оценка сухих растительных экстрактов 74
3.3.2. Рецептура и технология производства гель-концентратов 91
3.3.3. Исследование показателей качества и безопасности в процессе производства и хранения 96
3.3.4. Исследование возможности обогащения концентратов незаменимыми нутриентами, изучение их сохранности в процессе производства и хранения 104
3.4. Оценка эффективности биологически активной добавки «Антацидос-гель» в клинических испытаниях 109
Выводы 119
Список использованных источников 121
Приложения 141
- Концентрированные основы для безалкогольных напитков
- Сырье, материалы и объекты исследования
- Разработка и изучение потребительских свойств плодово-ягодных концентратов для безалкогольных напитков различной функциональной направленности
- Разработка и изучение потребительских свойств гель-концентратов для безалкогольных напитков различной функциональной направлен ности
Введение к работе
Безалкогольная индустрия - одна из динамично развивающихся отраслей пищевой промышленности. Объемы производства и потребления безалкогольных напитков показывают их устойчивый рост, как в настоящее время, так и ближайшую перспективу. Активно внедряются новые виды упаковки, проводится рекламная компания в средствах массовой информации, что привлекает внимание все большего числа потребителей.
Приоритетным направлением рассматриваемой области считается расширение ассортимента концентрированных основ, в т.ч. низкокалорийных специализированных напитков различной функциональной направленности (В .А. Поляков, Г.Л. Филонова, Л.Н. Шатнюк, Л.А. Маюрникова, Т.Ф. Киселева и др.).
Разработка этой группы продуктов диктуется насущной потребностью современного рынка, необходимостью оптимизации питания и здоровья (Г.Г. Онищенко, В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, В.М. Позняковский и др.).
Для решения практических аспектов рассматриваемой проблемы в России, распоряжением Правительства № 1891-р от 22.12.03 г., утвержден второй этап концепции государственной политики здорового питания населения на период до 2010 г.
Особую актуальность приобретают вопросы разработки плодово-ягодных гель-концентратов, которые отличаются от других групп концентрированных основ новым уровнем технологий и потребительских свойств.
Немаловажное значение, имеет использование местного растительного сырья в качестве источника незаменимых пищевых веществ и минорных компонентов пищи. Вместе с тем работ в этом направлении проводится недостаточно. Перед отраслью поставлена задача расширения ассортимента отечественных концентратов для производства функциональных безалкогольных напитков.
Научная новизна диссертационной работы. Разработаны новые виды концентрированных основ для безалкогольных напитков на основе их потребительских предпочтений.
Установлены регламентируемые показатели их качества, сроки и режимы хранения
Впервые показана возможность использования сухого экстракта пищевых и лекарственных растений при производстве гель-концентратов (патент № 2006102213).
Получены новые данные по оценке эффективности использования БАД «Антацидос-гель» в клинических испытаниях.
Практическая значимость. Диссертационная работа выполнялась в рамках реализации Концепции Государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2010 г., а также качества в качестве одного из разделов региональных программ «К здоровью - через питание», «Концепция качества жизни населении Кемеровской области на 2005-2008 годы».
Разработана и утверждена техническая документация ТИ и ТИ 9379-083-12424308-02 «Экстракты растительные сухие», ТУ и ТИ 9279-129-12424308-04 «Экстракты растительные сухие», ТУ и ТИ 9379-148-12424308-05 «Экстракты растительные сухие», ТУ и ТИ 9185-145-12424308-04 «Концентраты для безалкогольных напитков», ТУ и ТИ 9185-143-12424308-04 «Концентрированная основа для безалкогольных напитков «Гель-концентрат».
Экспериментальные исследования нашли практическое применение при производстве разработанной продукции на базе компании «Арт-Лайф», предприятия которой сертифицированы по ИСО 9001-22000.
Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре биотехнологии, товароведения и управления качеством Кемеровского технологического института пищевой промышленности, при разработке учебно-методической литературы для студентов специальности «Товароведение и экспертиза товаров».
Апробация работы. Основные положения и материалы исследований докладывались на V региональной аспиранско-студенческой конференции «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Технология и техника агропромышленного комплекса» (Улан-Удэ, 2005), научно-практической конференции « Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири» (Кемерово, 2005), VIII Всероссийском конгрессе «Оптимальное питание - здоровье нации» (Москва, 2005), международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения (Омск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы безопасности технологического процесса качества реализуемой продукции и биологически активных добавок» (Архангельск, 2005), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2005), IV Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2005).
Работа обсуждена на совместном заседании кафедр «Биотехнология, товароведение и управление качеством» и «Технология, организация общественного питания» Кемеровского технологического института пищевой промышленности и рекомендована к защите.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, отражающих ее основное содержание, в т.ч. 2 изданиях рекомендуемых ВАК.
Концентрированные основы для безалкогольных напитков
Создание и совершенствование технологий концентрированных основ на натуральной основе является необходимым условием для стабильного развития отечественного производства высококачественных безалкогольных напитков.
Немаловажное значение имеет комплексное использование растительного сырья с изучением его действующих начал и минорных компонентов, обеспе чивающих направленные функциональные свойства концентратов и напитков на их основе.
Имеющийся мировой и отечественный опыт позволяет выделить следующие приоритеты в разработке и производстве концентрированных форм безалкогольных напитков: создание стабильной сырьевой базы, расширение ассортимента растительного сырья: съедобного, лекарственного, пряно-ароматического; изучение возможности комплексного применения растительного сырья: корений, корневищ, надземной части корня (листьев, стеблей, цветов, плодов, ягод, семян); использование нетрадиционных сырьевых ресурсов: надземная часть зерновых и овощных культур, шелуха гречихи, молочная и творожная сыворотки и др; разработка и внедрение эффективных технологий переработки растительного сырья, обеспечивающих максимальное содержание получаемых экстрактах биологически активных веществ; создание концентратов на основе различных форм экстрактов: жидких, пастообразных, в виде порошков, гранул; разработка и исследование поликомпонентных концентратов на натуральной основе и с добавлением различных препаратов, биологически активных веществ (витаминов, минеральных веществ и др.), обуславливающих функциональную направленность напитков и их использование для различных групп населения.
Результаты многолетней работы Всероссийского научно-исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельной промышленности (ГУ ВНИИ ПБ и ВП), других научных и учебных учреждений позволили определить направления формирования сырьевой базы для произ водства одно- и поликомпонентных концентратов для безалкогольных напитков, включая натуральные вкусовые основы и красители.
Важное внимание уделяется овоще-бахчевым, пряно-вкусовым, зерновым, кормовым, техническим и плодово-ягодным культурам. В сочетании с вышеуказанным сырьем используют пищевые и лекарственные растения, как дикорастущие, так и культивируемые.
Из овоще-бахчевого сырья применяют морковь, свеклу, тыкву, цикорий, помидоры, из пряно-вкусового - кориандр, душицу, шалфей, лавр, анис, мяту, тмин.
Рецептурными компонентами концентратов является свежее, свежезамороженное и сухое плодово-ягодное сырье: черника, голубика, малина, ежевика, черная смородина, вишня, облепиха, шиповник, клюква, брусника и др.
Рассматривая перспективу расширения сырьевой базы следует обратить внимание на проблему комплексного использования сельскохозяйственного сырья. Так, например, имеется экспериментальный и производственный опыт получения экстрактов и концентратов из ботвы моркови, свеклы, хрена, петрушки, укропа, сельдерея, листьев кукурузы, веток и листьев облепихи, черной и красной смородины, вишни, груши, крыжовника и др. Имеющиеся литературные данные свидетельствуют, что вегетативные части растений содержат биологически активных веществ не меньше, а иногда и больше, чем плоды, ягоды и овощи, а их использование позволяет получать концентраты и напитки из них с мягкими, пикантными, гармонично-индивидуальными вкусовыми и ароматическими тонами [59,81,75,96,119]. К сожалению, проблема комплексного применения указанного сырья, в т.ч. ранее используемого, практически не решается.
Сырье, материалы и объекты исследования
При разработке плодово-ягодных концентратов для безалкогольных напитков использовалось следующее сырье: ароматизатор, идентичный натуральному - ГОСТ Р 52177; яблочный сок - ГОСТ 18192; клюква свежая - ГОСТ 19215; голубика быстрозамороженная - ТУ 9165-006-53101853 (или по документации производителя); бензоат натрия СЭЗ № 77.99.02.916.Д.001923.03.02. от 26.03.2002 (или по документации производителя); подсластитель - по документации производителя. При изучении потребительских предпочтений в качестве объекта исследования выбрано население г. Кемерово, объем выборки - 402 человека. Объектами исследования служили также концентраты для безалкогольных напитков, представляющие собой концентрированную основу для приготовления безалкогольных напитков предназначенных для реализации населению. При разработке «Гель-концентратов» (концентрированных основ для безалкогольных напитков) - следующее сырье: кислота лимонная пищевая - ГОСТ 908; шиповник плоды - ГОСТ 1994; вода питьевая ГОСТ Р 51232, СанПиН 2.1.4.1074; солянка холмовая - ТУ 9185-002-20680882 (или по документации производителя); красная щетка - ТУ 9198-004-57345339 (или по документации производителя); володушка - ТУ 9179-001-65251428-91299051 (или по документации производителя); копеечник чайный (красный корень) - ТУ 9379-001-65251428-91299051; экстракт чаги сухой - ТУ9379-083-12424308-02 (или по документации производителя); брусника — ГФ XI, вып.2, ст.27; сорбит - по документации производителя; гринстед - по документации производителя; бланоза (акусель КМЦ) — по документации производителя; калия сорбат — по документации производителя. При производстве сухих растительных экстрактов солодка голая (корень) - ГОСТ 22839; лук обыкновенный (шелуха) - ГОСТ 7587; тысячелистник обыкновенный (трава) — ГФ XI, вып. 2, с.53; полынь горькая (трава) - ГФ XI, вып. 2, с.44; чага - ГФ XI, вып. 2, с.63; ива белая (кора) - ВФС 42-1697; вода очищенная ФС 42-2003; эхинацея пурпурная (трава) - ВФС 42-2371; лопух большой (корень) - ВФС 42-2878; персик обыкновенный (листья) - ТУ 9379-006-19803506; малина обыкновенная (листья) - ТУ 9379-001-65251428-91299051; осина обыкновенная (кора) - ТУ 9379-001-65251428-91299051; сабельник болотный (трава и корневища) - ТУ 9379-001-65251428-91299051; побеги черники - ФС 42-2948; вода очищенная - ФС 42-2619; лист бадана - ФС 42-412; корни одуванчика - ГФ XI, вып. 2, с.69; трава череды - ГФ XI, вып. 2, с.45; корни копеечника чайного (красный корень) - ТУ 9379-001-65251428-91299051; трава соссюреи иволистной - ТУ 9379-001-65251428-91299051; корни курильского чая - ТУ 9379-001-65251428-91299051; листья березы - ТУ 9379-001-65251428-91299051; столбики с рыльцами кукурузы - ГФ XI, вып. 2, с.82; вода очищенная - ФС 42-2619-97. Все используемое сырье и пищевые добавки разрешены к применению в пищевой промышленности и соответствуют требованиям соответствующих нормативных документов. В работе использовались общепринятые и специальные методы инструментального анализа качества, безопасности сырья и готовой продукции, а также статистические методы отработки полученных результатов. Общепринятые методы. Отбор проб для анализа - ГОСТ 26313, ГОСТ 26668, ГОСТ 26669, ГОСТ 26670. Продукты переработки плодов и овощей. Правила приемки, методы отбора проб - ГОСТ 26313-84. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения титруемой кислотности - ГОСТ 26181 -84. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сорбино-вой кислоты. Массовая доля: растворимых сухих веществ - ГОСТ 28562; титруемых кислотой - ГОСТ 25555.0; сорбиновой кислоты -ГОСТ 26181. Растворимость - ГОСТ 8756.11. Токсичные элементы - ГОСТ 30178. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов -ГОСТ 30178-96. Методы определения прозрачности соков и экстрактов, растворимости экстрактов-ГОСТ 8756.11-70. Продукты пищевые и вкусовые. Методы отбора проб для микробиологических анализов — ГОСТ 26668-85. Продукты пищевые и вкусовые. Подготовка проб для микробиологических анализов. Методы определения дрожжей и плесневых грибов - ГОСТ 10444.12-88. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов ГОСТ 10444.15-94. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных форм) - ГОСТ Р 50474-93. Методы выявления бактерий роза Salmonella. Продукты переработки плодов и овощей. Рефрактометрический метод определения растворимых сухих веществ - ГОСТ 28562-90. Стронций - 90. Определение в пищевых продуктах - МУ 5778-91. Цезий - 137. Определение в пищевых продуктах — МУ 5779-91. Полифенольные соединения и дубильные вещества в соответствии с ГФ XI, вып. 1. с.286.
Разработка и изучение потребительских свойств плодово-ягодных концентратов для безалкогольных напитков различной функциональной направленности
Разработана группа концентратов для безалкогольных напитков, представляющая собой купажированные плодово-ягодные соки, которые в зависимости от используемого сырья имеют следующие торговые наименования: «Голу бично-яблочный»; «Клюквенно-яблочный»; «Чернично-яблочный»; «Брус-нично-яблочный». С учетом органолептических свойств и фармакологической направленности подобраны сырьевые компоненты для рецептурного состава концентратов безалкогольных напитков в соответствии с требованиями нормативных документов: яблочный сок, клюква свежая, брусника свежая, голубика быстрозамороженная, черника быстрозамороженная, бензоат натрия, подсластитель, ароматизатор, идентичный натуральному. Ниже представлен материальный баланс рецептурного состава разработанных концентратов (табл. 7). Технология производства. Осуществляется согласно технологической инструкции в рамках руководства по качеству и требований ISO 2001, внедренных на предприятиях «АртЛайф». Основные стадии производства представлены на рис. 14. Подготовка сырья включает первоначальную сортировку и выбраковку. Входной контроль сырья и материалов проводится на складе, согласно рабочей процедуры ПР. № 03-3-01 «Входной контроль сырья и материалов». Транспортировку сырья, полупродуктов и вспомогательных веществ проводят в закрытых, чистых, промаркированных технологических емкостях. Сырье выдается со склада в производство по весу, в количестве указанном в технологической карте с обязательной отметкой о количестве отпущенного сырья. Используемое в производстве сырье должно иметь допуск, в производство в виде сигнальной полосы зеленого цвета на идентифицирующей этикетке. Дозирование сырья. Необходимо убедиться в наличии этикетки на упаковочной таре с указанием наименования и количества сырья, номера партии и срока годности. Готовится емкость для дозирования. Чистая, промаркированная емкость помещается на весовую площадку, сырье тарируется и дозируется. Каждая навеска фиксируется в технологической карте. Просеивание сырья. Компоненты, входящие в состав гелей-концентратов, просеивают через сито. Получение ягодных соков. Используют холодный отжим. Полученный при этом жмых экстрагируется водой (с повторной экстракцией при 70-80 С в течение 6 часов). Экстракт направляется на концентрирование вместе с ягод ными соками. Концентрирование. Осуществляют при температуре 50-60 С в вакуумных аппаратах (вакуум — 1 атм.) до содержания сухих веществ в количестве 50 %. Растворение рецептурной смеси в яблочном соке. Концентрированный сок, другие рецептурные компоненты, смешивают с яблочным соком в течение 1 часа при 80 С, охлаждают до 60 С и вносят ароматизатор. Горячий розлив, фасовка, упаковка, маркировка и хранение. Фасовка и упаковка. Фасовку концентратов производят в стеклянные, предварительно стериализованные банки. Допускается фасовка в иную тару, разрешенную органами ГСЭН РФ для контакта с пищевыми продуктами и обеспечивающую их сохранность. Процедура контроля качества и безопасности продукции в рамках сертификации по ISO 2001-22000 предусматривает наличие контрольных точек, представленных в табл. 8.
Разработка и изучение потребительских свойств гель-концентратов для безалкогольных напитков различной функциональной направлен ности
Разработана новая технология сухих растительных экстрактов для их использования в производстве гель-концентратов в качестве рецептурного компонента. Экстракция проводится методом дробной мацерации на экструзион-ной установке ЭУ-1000. Установка состоит из мацерационного бака, бака для подготовки экстра-гента (подогрева воды), циркуляционных насосов, электрических подогревателей для экстрагента и фильтра для фильтрования экстракта. Технология апробирована на предприятиях компании «АртЛайф» при производстве следующих видов экстрактов: коры осины, коры ивы, травы тысячелистника, листа малины, травы сабельника болотного, листа персика, тра вы эхинацеи пурпурной, корня солодки голой, чаги, шелухи лука, травы полыни, корня лопуха (ТУ 9379-083-12424308-02); столбиков с рыльцами кукурузы, листьев березы (ТУ 9379-129-12424308-04); побегов черники, бадана, соссюреи иволистной, череды, копеечника чайного (красного корня), Курильского чая, одуванчика (ТУ 9379-148-12424308-05). Все растительное сырье, прежде чем поступить в производство, проходит лабораторный контроль по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям качества, а также на наличие в сырье тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов. При производстве экстрактов, наряду с высушенным, используется свежесобранное растительное сырье. Использование свежего сырья позволяет максимально извлечь действующие вещества, которые разрушаются в процессе сушки и хранения, а также значительно снизить затраты на получение экстрактов. При производстве экстрактов из растительного сырья в качестве экстра-гента используется деминерализованная вода, с высокой степенью очистки, показатель электропроводности не превышает 0,002 микросименсов. Эта величина показывает количество свободных ионов в передаче электрического потенциала и свидетельствует о высокой чистоте экстрагентов. С этой целью используется специальная немецкая установка работающая на принципе катионно- и анионно обменных смол. Такая вода дополнительно подвергается ультрафиолетовому облучению для достижения эффекта стерилизации. Такая вода получается в установке обратного осмоса и удовлетворяет требованиям ФС 42-2619-97. Вода обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами экстрагентов: хорошо проникает через клеточные стенки, фармакологически индифферентна, является универсальным экстрагентом, растворяет и извлекает многие вещества, широко распространена и безопасна, доступна по цене. Все используемое сырье должно соответствовать по показателям качества и безопасности требованиям нормативных и технических документов, принятым в Российской Федерации. На рис. 15 представлена технологическая схема получения сухих растительных экстрактов, которая включает следующие основные стадии: Подготовка сырья. Включает измельчение, установление подлинности, определение сухих экстрактивных веществ и влажности. Степень измельченно-сти сырья определяется размером частиц. Содержание сухих экстрактивных веществ характеризует качество сырья, по количеству сухих веществ оценивается эффективность процесса экстракции. Влажность сухих трав и плодов является важной характеристикой технологических свойств сырья, она оказывает влияние на выбор способа измельчения. Так, влажное сырье плохо измельчается, пересушенное - дает большую фракцию мелких частиц и пылит. Влажность учитывается также при прогнозировании качества извлечения сухих веществ в виду возможности изменения концентрации экстрагента и биологически активных веществ. Показатель влажности устанавливается для каждого вида сырья экспериментально. Входной контроль сырья и материалов проводится на складе, согласно рабочей процедуре ПР № 03-3-01 «Входной контроль сырья и материалов». Транспортировку сырья, полупродуктов и вспомогательных веществ, необходимо проводить в закрытых, чистых, промаркированных технологических емкостях. Сырье выдается со склада в производство по весу, в количестве указанном в технологической карте с обязательной отметкой о количестве отпущенного сырья. Используемое в производстве сырье должно иметь допуск, в производство в виде сигнальной полосы зеленого цвета на идентифицирующей этикетке. Дозирование сырья. Проводит оператор под контролем технолога цеха экстракции, для этого необходимо убедиться в наличии этикетки на упаковочной таре с указанием наименования и количества сырья, номера партии и срока годности.
