НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ГРЕБЕЛЬНИК ОКСАНА ПЕТРІВНА
УДК 637.141.8
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ СУХИХ ДЕСЕРТНИХ СУМІШЕЙ
05.18.04– технологія м’ясних, молочних
та рибних продуктів
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
КИЇВ-2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Національному університеті харчових технологій Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник кандидат технічних наук, доцент
Скорченко Тетяна Анатоліївна
Національний університет харчових технологій, доцент кафедри технології молока і молочних продуктів
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Васюкова Ганна Тимофіївна
Національний аграрний університет, завідувач кафедри технології переробки продукції тваринництва та рибництва;
кандидат технічних наук
Савченко Олександр Аркадійович
Технологічний інститут молока та м’яса УААН, завідувач сектором технології сироробства.
Провідна організація: Інститут харчової хімії і технології НАН України та Міністерства аграрної політики України.
Захист відбудеться “24” вересня 2003 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.03 Національного університету харчових технологій за адресою 01033, м.Київ-33, вул. Володимирська, 68, корпус А, аудиторія 311.
Автореферат розісланий “22” серпня 2003 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, к.т.н. В.М. Поводзинський
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Погіршення екологічної ситуації, зміни в соціальній сфері життя у нашій країні привели до збільшення кількості захворювань. Одним із шляхів розв’язання проблеми: покращання здоров’я нації – є забезпечення раціонального харчування населення. На сьогодні раціон пересічного громадянина містить продукти незбалансованого складу, які не сприяють оздоровленню людини. Тому необхідно удосконалювати вироби повсякденного харчування, підвищувати їх біологічну цінність.
Сухі консерви стають все популярнішими серед споживачів, оскільки вони зручні у користуванні, мають значний термін зберігання, транспортабельні та гарантують стабільно високу якість готових виробів. Молочні продукти даного типу представлені, в основному, сухими багатокомпонентними сумішами: для виробництва морозива, кремів, коктейлів, пудингів, збитих продуктів, каш, киселів, напоїв тощо. Вони, як правило, мають високу калорійність при низькій біологічній цінності.
Удосконалити склад сухих молочних консервів можливо за рахунок використання рослинних наповнювачів та заміни (повної або часткової) традиційної сировини. Рослинними компонентами можуть служити цикорій і топінамбур, що містять інулін та поліфруктани, які є інгредієнтами функціонального призначення, позитивна дія їх на людський організм доведена багатьма дослідниками. Застосування ячмінно-солодового екстракту як нетрадиційної складової сухих молочних консервів надає виробам оздоровчого характеру. Виключення цукру та заміна його підсолоджувачами знижує калорійність продуктів, дає змогу вживати сухі десертні суміші (СДС) людям, хворим на цукровий діабет.
Організація створення рецептур виробів з нових інгредієнтів передбачає необхідність вивчення впливу цих компонентів на харчову цінність, органолептичні, фізико-хімічні, фізико-механічні, розчинні, мікробіологічні показники СДС, здатність до зберігання нових консервів, дослідження якісних характеристик десертів (пудингів і коктейлів), отриманих на їх основі. А тому вивчення всіх перерахованих властивостей, їх глибокий аналіз і обґрунтування технології нових сухих десертних сумішей оздоровчого характеру та молочних продуктів на їх основі є актуальною темою.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано згідно тематики бюджетної науково-дослідної роботи кафедри технології молока і молочних продуктів Національного університету харчових технологій (НУХТ): “Вдосконалення існуючих і розробка нових ресурсо-, матеріало-, енергоощадних технологій та високоефективного обладнання молочної промисловості” (1999-2001 рр.), “Вдосконалення і розробка фізико-хімічних основ технологій молочних продуктів функціонального та десертного призначення” (2001-2002 рр.) та згідно наукових тем НУХТ: “Розроблення технології харчових концентратів функціонального спрямування” (номер державної реєстрації №0102U000483, 1999-2000 рр.), “Розробити технологію оздоровчих продуктів харчування, збагачених солодовими екстрактами та рослинними антиоксидантами” (номер державної реєстрації №0100U000688, 2000-2002 рр.).
Автор особисто брав участь у обґрунтуванні складу та розробленні технології СДС і десертів на їх основі, дослідженні властивостей, створенні комплексної оцінки якості нових продуктів, розробленні нормативної документації та оформленні патентів.
Мета і задачі наукових досліджень. Метою роботи є наукове обґрунтування та розроблення технології сухих десертних сумішей, зокрема сумішей для коктейлів і пудингів, у рецептурах яких удосконалено вуглеводний склад за рахунок використання природного цукрозамінника та наповнювачів рослинного походження, що надає продуктам оздоровчого характеру. Для здійснення поставленої мети вирішувались наступні завдання:
·
встановити вплив рецептурних інгредієнтів на якісні характеристики сухих продуктів, їх сумісність з молочною основою;
·
визначити дози внесення компонентів та скласти рецептури СДС з урахуванням оптимального вмісту та співвідношення складових;
·
встановити параметри процесів відновлення сухих десертних сумішей;
·
визначити харчову цінність, органолептичні, фізико-хімічні, структурно-механічні властивості десертів, отриманих на основі СДС, створити комплексну оцінку якості виробів;
·
встановити амінокислотний, вуглеводний склад, фізико-хімічні, фізико-механічні, розчинні, мікробіологічні показники СДС, здатність до зберігання нових сухих консервів, розробити комплексний показник якості нових продуктів;
·
розробити нормативну документацію на нові види сухих десертних сумішей;
·
провести апробацію технології нових видів продуктів у виробничих умовах.
Об’єкт дослідження – технологія СДС та виробів, отриманих на їх основі.
Предмет дослідження – сухе знежирене молоко, цукор, фруктоза, ячмінно-солодовий екстракт, цикорій, топінамбур, какао; харчова цінність, органолептичні, фізико-хімічні, фізико-механічні, розчинні, мікробіологічні показники сухих десертних сумішей та виробів, отриманих на їх основі.
Методи досліджень. Під час виконання дисертаційної роботи використовувалися стандартні, загальновідомі та оригінальні методи дослідження.
Масову частку вологи у сухих сумішах визначали за ГОСТ 29246-91, масову частку загальних вуглеводів – за ГОСТ 29248-91, масову частку білка – за ГОСТ 23327-78, густину молока та відновлених сумішей – за ГОСТ 3625-84, активну кислотність – за ГОСТ 26781-85, індекс розчинності сухих сумішей – за ГОСТ 30305.4-95, мікробіологічні показники – за ГОСТ 9225-84 та ГОСТ 26888-86.
Амінокислотний склад СДС досліджували методом хроматографічного іонообмінного аналізу за допомогою автоматичного аналізатора амінокислот LC-2000 фірми BIOTRONIK, перетравлюваність білків – вдосконаленим методом А.А. Покровського, коефіцієнт різниці амінокислотного скору – за методикою М.П. Чернікова, вміст інуліну – колориметрично за методом В.Н. Хрустальової та В.В. Козлова, інтегральний скор продуктів – за формулою збалансованого харчування А.А. Покровського, реологічні властивості пудингів – за допомогою приладу RHEOTEST-2, відносну швидкість розчинення сухих десертних сумішей – за методикою М.М. Ліпатова, В.Д. Харітонова, змочуваність і насипну масу– за методиками В.А. Бородіна, текучість сумішей – за методикою М.М. Ліпатова, К.І. Тарасова.
Автором розроблено бальну органолептичну оцінку СДС і десертів на їх основі та комплексну оцінку якості нових продуктів.
Наукова новизна одержаних результатів.
·
Вперше обґрунтована сумісність та знайдені співвідношення інгредієнтів сухих десертних сумішей: сухого знежиреного молока, фруктози, ячмінно-солодового екстракту, цикорію, топінамбуру.
·
Виявлено вплив наповнювачів на розчинні властивості СДС. Встановлено, що додавання фруктози, ячмінно-солодового екстракту та цикорію підвищують відносну швидкість розчинення та зменшують індекс розчинності.
·
Вперше вивчено амінокислотний склад сухих десертних сумішей. Встановлено, що продукти мають відношення суми незамінних амінокислот до замінних близьке до ідеального, білки СДС характеризуються швидким темпом перетравлюваності in vitro комплексом ферментів пепсин-трипсин.
·
Вивчено вуглеводний склад нових сухих консервів. Встановлено, що основними вуглеводами сухих десертних сумішей є лактоза, фруктоза та інулін.
·
Вперше отримані значення структурно-механічних характеристик СДС: насипної маси, коефіцієнта текучості. Встановлено вплив вмісту та співвідношення наповнювачів на ці характеристики.
·
Реологічними дослідженнями визначено, що молочні пудинги, створені на основі сухих десертних сумішей, відносяться до твердоподібних псевдопластичних тіл з граничним напруженням зсуву 00 та темпом руйнування структури, що входить у діапазон -1m0.
·
Вперше розроблено комплексну оцінку якості СДС і виробів на їх основі.
Практичне значення отриманих результатів: обґрунтована і розроблена технологія нових СДС на основі нетрадиційної сировини. Розроблено проект нормативної документації на нові види сухих молочних сумішей для коктейлів та пудингів (ТУ У 15.8-02070938.030–2002). Нова технологія перевірена у промислових умовах ТОВ фірма “КАГМА”, ВАТ “Жашківський маслозавод”, ВАТ “Яготинський маслозавод”, про що свідчать акти перевірки та впровадження технології. Результати здійснених досліджень підтверджені Деклараційними патентами України на винаходи: “Суха суміш для морозива” (Пат. 38738 А Україна), “Суха суміш для молочних коктейлів” (Пат. 41198 А Україна), “Суха суміш для молочних пудингів” (Пат. 47272 А Україна), “Суха суміш для молочних коктейлів” (Пат. 47804 А Україна). Виробництво сухих десертних сумішей є економічно обгрунтованим та доцільним. Очікуваний річний економічний ефект від впровадження становитиме – 7150 грн., розрахунковий термін окупності – 2,87 р.
Особистий внесок здобувача. Автор особисто сформулював мету і завдання досліджень, програму роботи, брав участь у обґрунтованні складу та розробленні технології сухих десертних сумішей і виробів на їх основі, дослідженні харчової цінності, фізико-хімічних, фізико-механічних, розчинних, мікробіологічних властивостей СДС і десертів на їх основі, створенні комплексної оцінки якості нових продуктів, у підготовці матеріалів досліджень до публікації, розробленні нормативної документації та оформленні патентів, промисловій апробації розробених технологій. Аналіз та узагальнення результатів досліджень проведено спільно з науковим керівником к.т.н. Скорченко Т.А., д.т.н. Гуцем В.С. і к.т.н. Ромодановою В.О. Аналіз способів виробництва сухих багатокомпонентних сумішей і дослідні виробки консервів здійснено разом із співробітниками Інституту технічної теплофізики НАНУ: к.т.н. Малецькою К.Д. та інженером Переяславцевою О.О. Дослідження вуглеводного складу СДС проведено спільно з к.т.н., с.н.с. проблемної науково-дослідної лабораторії НУХТ Ремесло Н.В. Створення комплексної оцінки якості здійснено разом з к.т.н. Хлобистовою О.А. Аналіз результатів технологічних випробувань виробництва СДС згідно розробленої технологічної інструкції по виробництву сухих молочних сумішей для коктейлів та пудингів проведено разом з фахівцями ВАТ “Яготинський маслозавод”: нач. лабораторії Смілою В.І. і нач. цеху сухого знежиреного молока Кандибою І.С.
Особистий внесок здобувача підтвержується поданими документами і науковими працями.
Апробація результатів дисертаційної роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на 65-й студентській науковій конференції УДУХТ (Київ, УДУХТ, 1999р.), 66-й студентській науковій конференції УДУХТ (Київ, УДУХТ, 2000р.), 67-й науковій студентській конференції УДУХТ (Київ, УДУХТ, 2001р.), Першій всеукраїнській конференції молодих вчених-аграріїв “Ветеринарна медицина, якість і безпечність сільськогосподарської сировини та харчових продуктів” (Київ, НАУ, 2001р.), 7-ій Міжнародній науково-технічній конференції “Пріоритетні напрями впровадження в харчову промисловість сучасних технологій обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення” (Київ, УДУХТ, 2001р.), Міжнародній науковій конференції молодих вчених, аспірантів, студентів “Сучасні методи створення нових технологій та обладнання в харчовій промисловості” (Київ, НУХТ, 2002р.), Міжнародній науково-практичній конференції “Животноводство Украины: селекция, технология, ветеринарная безопасность, экономика, производство экологически чистых продуктов” (Суми, Сумський національний аграрний університет, 2002р.), Науково-практичній конференції “Наука для молочної промисловості” (Київ, Інститут технічної теплофізики НАНУ 2002р.).
Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладено у 16 працях, у тому числі 6 статтях у фахових виданнях, 4 Деклараційних патентах України на винаходи .
Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 130 сторінках друкованого тексту і складається із вступу, шести розділів, висновків, списку літератури (199 найменувань) та 20 додатків. Роботу ілюстровано 25 таблицями та 29 рисунками.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтовано актуальність роботи, зв’язок з науковими програмами, визначені мета і завдання досліджень, сформульовані наукова новизна та практична цінність результатів.
У першому розділі “Огляд літератури” проведено аналіз сучасного стану виробництва сухих багатокомпонентних молочних сумішей. Спираючись на роботи Ліпатова М.М., Харітонова В.Д., Радаєвої І.О., Гришина М.А., Рудавської Г.Б., визначено основні напрямки розвитку молочноконсервної галузі. Проаналізовано традиційні складові сухих сумішей десертного призначення. Обгрунтована доцільність застосування у виробництві цукрозамінника фруктози та наповнювачів: ячмінно-солодового екстракту, цикорію і топінамбуру. Наведена порівняльна характеристика способів виробництва сухих багатокомпонентних молочних сумішей.
У другому розділі “Організація, методологія та методи проведення досліджень” наведено схему постановки експерименту, дано характеристику об’єктів та методів досліджень, що використовувались у дисертаційній роботі.
Об’єктом дослідження була технологія сухих десертних сумішей та виробів, отриманих на їх основі. Предметами дослідження були сухе знежирене молоко, цукор, фруктоза, ячмінно-солодовий екстракт, цикорій, топінамбур, какао; харчова цінність, органолептичні, фізико-хімічні, фізико-механічні, розчинні, мікробіологічні показники СДС і десертів, отриманих на їх основі.
Створення рецептур нових сухих десертних сумішей десертного призначення та дослідження їх здатності до зберігання проводились з використанням органолептичних, хімічних, фізико-хімічних, мікробіологічних методів аналізу. Для отримання загальної оцінки якості створених СДС та десертів на їх основі було використано розроблену автором комплексну оцінку якості.
Робота проводилась у науково-дослідних лабораторних умовах кафедри технології молока та молочних продуктів, кафедри технології м’яса, м’ясо- та олієжирових продуктів НУХТ; Інституту технічної телофізики НАНУ, Технологічного інституту молока та м’яса УААН; у виробничих умовах Київського заводу солодових екстрактів, ТОВ фірма “КАГМА”, ВАТ “Жашківський маслозавод”, ВАТ “Яготинський маслозавод”.
Повторність досліджень трьох-, п’ятикратна. Математичну обробку результатів проводили за допомогою методів статистичного аналізу.
У третьому розділі “Визначення якісних характеристик компонентів та створення рецептур сухих десертних сумішей на їх основі” проведено відбір компонентів для створення нових сухих десертних продуктів. Важлива технологічна операція при використанні сухих десертів – це відновлення сумішей. Було досліджено вплив вибраних компонентів на розчинні властивості сухих молочних сумішей, а саме на індекс розчинності (рис.1).
а) б)
Рис.1. Вплив наповнювачів на розчинні властивості сумішей:
а) солодких; б) несолодких
Виявлено, що фруктоза зменшує індекс розчинності, покращуючи відновні властивості сумішей. Ячмінно-солодовий екстракт зменшує повноту розчинення, але незначно. Цикорій дещо погіршує відновні властивості. Какао та, особливо, топінамбур значно збільшують індекс розчинності.
Отже, фруктоза, ячмінно-солодовий екстракт і цикорій придатні для використання у сухих багатокомпонентних молочних сумішах багатоцільового призначення, а какао та топінамбур – у десертах, що не потребують високої рочинності: сумішах для морозива, пудингів тощо.
Наступним етапом досліджень було встановлення доз наповнювачів та їх вплив на фізико-хімічні властивості сумішей. Знайдено оптимальні за органолептикою дози наповнювачів: цукор – 30,0-36,0 % у сухій суміші; фруктоза – 20,0-28,0 %; ячмінно-солодовий екстракт – 25,0-28,0 %; какао – 2,5-4,0 %; цикорій – 4,0-5,0 %; топінамбур – 5,0-6,0 %. Топінамбур використовується разом з цикорієм, оптимальне співвідношення цикорій : топінамбур складає 1:1,3...1:2. Застосування всіх перерахованих компонентів не має негативного впливу на фізико-хімічні показники молочних сумішей. Відновлені розчини придатні до термообробки.
При встановленні оптимального вмісту стабілізаторів досліджено вплив масової частки стабілізаційної системи на структурно-механічні властивості кожного виду десерту. Визначено, що доцільним є використання: для морозива – картопляного крохмалю у кількості 2,5-4,4 % у сухій суміші; для коктейлю – 6,3-6,5 %; для пудингу – стабілізаційної системи: картопляний крохмаль – 12,6-13,8 %, желатин – 2,7 %.
При визначенні органолептичних показників продуктів по кожному з десертів розроблено п’ятибальну шкалу оцінювання характеристик, встановлено коефіцієнти вагомості властивостей. Створено рівняння загальної органолептичної оцінки та введено обмеження щодо його мінімального значення: загальний бал 4,2. Таким чином, отримано рецептури десертів, склад яких коригувався у ході наступних досліджень.
У четвертому розділі “Наукове обґрунтування і розроблення технології сухих десертних сумішей та десертів на їх основі” наведено результати досліджень технології сухих багатокомпонентних молочних сумішей та продуктів на їх основі.
Виробництво СДС можна здійснити декількома способами: змішуванням компонентів у рідкому стані з подальшим висушуванням; сухим змішуванням компонентів, комбінацією обох варіантів. Були апробовані перший та другий способи виробництва. Сушіння проводилось спільно із співробітниками Інституту технічної теплофізики НАНУ в умовах Київського заводу солодових екстрактів. Відмічено налипання підзгущених сумішей на стінках обладнання в результаті деструкції нетермостійких компонентів, вади органолептики готових продуктів, які посилювались при зберіганні. Тому для виробництва сухих десертних сумішей було обрано спосіб сухого змішування. Послідовність технологічних операцій наступна: приймання сухої сировини, підготовка; дозування; змішування; проміжне зберігання; фасування, маркування, пакування; зберігання.
При розробленні технології десертів на основі СДС було досліджено процес відновлення нових сухих консервів. Вивчено здатність до розчинення сумішей: відносну швидкість та повноту розчинення, змочуваність. Виявлено, що відносна швидкість розчинення залежить від температури води, яка застосовується для відновлення. При підвищенні температури показник зростає. Значне збільшення відносної швидкості розчинення спостерігається до температури 40-50 С, далі цей процес сповільнюється. Змочуваність сумішей теж залежить від температури розчинника: вона покращується у діапазоні 20-60 С. Значне підвищення показника відбувається у межах температур 30-40 С. Індекс розчинності дослідних сумішей становив 0,10-0,15 см3 сирого осаду. Температура води на нього не має значного впливу. Таким чином, рекомендована температура процесу відновлення – (405) С.
На розчинення впливає тривалість самого процесу. Відновлення протікає у декілька стадій і завершується, коли розчини набувають незмінних фізико-хімічних властивостей. У ході досліджень контролювалися густина та ефективна в’язкість відновлених сумішей. Виявлено, що густина досягає свого постійного значення за 30 хвилин, ефективна в’язкість за годину.
Для досягнення повного відновлення сухих десертних сумішей їх потрібно витримати при температурі 405 С 30-60 хвилин. Перемішування прискорює цей процес.
Наступні операції виробництва десертів на основі СДС проводяться за загальноприйнятими технологіями.
У п’ятому розділі “Дослідження фізико-хімічних властивостей десертів на основі сухих десертних сумішей” проведено експериментальні дослідження властивостей десертів на основі СДС, розробено комплексний показник якості виробів, удосконалено їх рецептури.
Знайдено, що властивості коктейлів залежать від вмісту наповнювачів у продукті. Зі збільшенням масової частки фруктози і ячмінно-солодового екстракту покращуються пінозбитість, піностійкість десертів, однак погіршуються органолептичні властивості. Врахувавши загальну органолептичну оцінку отриманих продуктів та пінні характеристики, було вдосконалено рецептури СДС для коктейлів.
Для об’єктивної оцінки якості пудингів було застосовано методи кваліметрії, розроблено комплексний показник якості другого рівня. У нього ввійшли такі групи характеристик: харчова цінність, органолептика, фізико-хімічні властивості. Загальне рівняння комплексного показника якості має вигляд:
К=М1*(М11*Р11/Рбаз11+М12*Р12/Рбаз12+М13*Р13/Рбаз13+М14*Р14/Рбаз14)+М2*(М21*Р21/Рбаз21+М22*Р22/Рбаз22+М23*Р23/Рбаз23+М24*Р24/Рбаз24)+М3*(М31*Р31/Рбаз31+М32*Р32/Рбаз32),
де К – комплексний показник якості, Мі– коефіцієнти вагомості кожного з показників, Рі – абсолютне значення кожної з характеристик, Рбаз – значення відповідної характеристики базового зразка.
М11=0,4 ; М12=0,2 ; М13=0,3 ; М14=0,1 ; М21=0,3 ; М22=0,2 ; М23=0,1 ; М24=0,4 ; М31=0,4 ; М32=0,6. Р11 – масова частка білків, Р12 – масова частка жиру, Р13 – масова частка вуглеводів, Р14 – енергетична цінність, Р21 –смак, Р22 – аромат, Р23 – колір, Р24 – консистенція, Р31 – граничне напруження зсуву, Р32 – вологоутримуюча здатність.
Було досліджено вплив масової частки сухих речовин молока на якість пудингів.
Харчова цінність визначалась вмістом білків, жирів, вуглеводів десертів та їх енергетичною цінністю. Органолептичні властивості – за п’ятибальною шкалою. Фізико-хімічні показники представлені структурно-механічними характеристиками, так як вони найповніше відображають якість продуктів.
Проведено реологічні дослідження пудингів. Знайдено напруження зсуву при різних швидкостях деформації, отримано реограми та рівняння, які описують ці криві (рис.2).
к – контроль, масова частка сухих речовин молока – 16,08 %;
1 – зразок 1 – 17,09 %; 2 – зразок 2 – 18,10 %; 3 – зразок 3 – 19,10 %;
4 – зразок 4 – 20,11 %; 5 – зразок 5 – 21,12 %.
Рис.2. Залежність напруження зсуву від швидкості деформації
Виявлено, що залежності змінюються з однаковою тенденцією, відрізняються лише граничним напруженням зсуву, 0. Побудувавши залежність ефективної в’язкості від колової швидкості, отримали степеневі рівняння виду =В*-, де коефіцієнт В є ефективною в’язкістю при коловій швидкості 1 м/с, а степінь m – темп руйнування структури. Паралельно досліджували вологоутримуючу здатність продуктів, значення якої корелюються зі значеннями реологічних характеристик (табл.1). До комплексної оцінки якості увійшли
Таблиця 1
Структурно-механічні властивості пудингів з різною масовою
часткою сухих речовин молока
Зразок | Вологоутри-муюча здатність, % | Граничне напруження зсуву, Па | Ефективна в’язкість при коловій швидкості 1м/с, Па*с | Темп руй-нування структури
Контроль | 47,0 | 201,85 | 365,14 | -0,8289
1 | 60,8 | 210,86 | 386,21 | -0,8358
2 | 61,1 | 223,74 | 403,71 | -0,8360
3 | 62,0 | 241,68 | 433,49 | -0,8475
4 | 63,5 | 285,82 | 505,10 | -0,8692
5 | 61,1 | 238,08 | 428,15 | -0,8431
граничне напруження зсуву та вологоутримуюча здатність виробів, так як вони найбільш точно відображають стан продуктів і є незалежними змінними, не пов’язаними математично.
Реологічними дослідженнями визначено, що молочні пудинги, створені на основі СДС, відносяться до твердоподібних псевдопластичних тіл з граничним напруженням зсуву 00 та темпом руйнування структури, що входить у діапазон -1m0. Підвищення масової частки сухих речовин молока до 20,11 % покращує структурно-механічні характеристики десертів, подальше збільшення вмісту сухих речовин молока веде до зниження коефіцієнту В, підвищення темпу руйнування структури. Поведінка пудингів обумовлена зміною співвідношень хімічних складових, яка викликає перерозподіл фазових переходів дисперсних систем.
Застосувавши методи кваліметрії, визначили вміст інгредієнтів, при якому досягається висока якість пудингів.
Запропоновано комплексну оцінку якості відновлених десертів, у яку входять харчова цінність, органолептика та фізико-хімічні властивості. Харчова цінність визначається на основі формули збалансованого харчування А.А. Покровського. До фізико-хімічних властивостей входять найбільш значимі характеристики.
У шостому розділі “Дослідження якості сухих десертних сумішей” наведено результати досліджень харчової цінності, органолептичних, фізико-хімічних, фізико-механічних, розчинних, мікробіологічних властивостей СДС, їх здатності до зберігання, розроблено загальний комплексний показник якості створених нових продуктів.
Досліджено амінокислотний склад СДС. Знайдено, що створені продукти мають відношення незамінних амінокислот до замінних близьке до оптимального 0,4. Для оцінки ступеня використання білка було обчислено коефіцієнт різниці амінокислотного скору (КРАС) – середню величину надлишку амінокислотного скору незамінних амінокислот у порівнянні з найменшим рівнем скору якої-небудь амінокислоти. Згідно М.П. Чернікову показник КРАС можна використовувати для розрахунку біологічної цінності харчових білків. За цією методикою створені вироби мають високі значення біологічної цінності білка: сухе знежирене молоко (контроль) – 58,96 %, суха суміш для коктейлів – 58,62 %, суха суміш для пудингів – 75,89 %. Тобто СДС мають високу харчову цінність білка. Це підтверджують і результати перетравлюваності білків in vitro сухих десертних сумішей і виробів на їх основі.
Основними вуглеводами СДС з модифікованим вуглеводним складом є лактоза і фруктоза. У меншій кількості у виробах знаходиться інулін (табл.2). Вміст вуглеводів сухих десертних сумішей: для коктейлів – фруктоза – 28,0-37,0 %, лактоза – 14,0-26,0 %, інулін – 1,3-1,7 %; для пудингів – фруктоза – 17,0-22,0 %, лактоза – 20,0-27,0 %, інулін – 0,7-4,5 %.
Таблиця 2
Вуглеводний склад сухих десертних сумішей
Назва | Масова частка вуглеводу, %
вуглеводу | суха суміш для коктейлів | суха суміш для пудингів | контроль (сухе знежирене молоко)
Лактоза | 25,16 | 22,92 | 41,22
Фруктоза | 36,86 | 19,13 | -
Інулін | - | 4,32 | -
Виявлено, що в процесі зберігання протягом 6 місяців кількість лактози лишається стабільною, вміст фруктози зменшується на 0,5-1,0 %. (рис.3). Це відбувається у результаті протікання реакції меланоїдиноутворення. Вміст інуліну зменшився на 0,2-0,4 % внаслідок його часткового розщеплення на низькомолекулярні фруктани.
Рис.3. Зміна масової частки фруктози сухих десертних сумішей протягом зберігання
Для дослідження органолептичних, фізико-механічних, фізико-хімічних, розчинних, мікробіологічних властивостей СДС вивчалися наступні зразки сумішей: 1 – контроль (сухе знежирене молоко), 2 – суміш для коктейлів з фруктозою; 3 – суміш для коктейлів з фруктозою та цикорієм; 4 – суміш для коктейлів з фруктозою, цикорієм і ячмінно-солодовим екстрактом, 5 – суміш для пудингів з фруктозою, цикорієм та топінамбуром, 6 – суміш для пудингів з фруктозою і какао.
Органолептичні дослідження виявили, що протягом 6 місяців зберігання загальний бал сумішей знаходився у межах 4,4-5,0. Значення не опускалось нижче введеного обмеження.
Знайдено, що створені СДС мають фізико-механічні характеристики (табл.3), які не змінюються протягом зберігання. Насипна маса нових виробів вища у порівнянні з контролем: це зменшує потреби у транспортній тарі, а також знижує вміст повітря у продуктах, що зменшує ризик псування сумішей внаслідок контакту з киснем повітря.
Таблиця 3
Фізико-механічні характеристики сухих десертних сумішей
Показники | Зразки
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6
Насипна маса, кг/м3
без ущільнення |
438,6 |
675,8 |
588,2 |
494,4 |
515,5 |
632,9
з ущільненням | 602,4 | 793,7 | 757,6 | 694,4 | 787,4 | 735,3
Коефіцієнт текучості | 127,17 | 108,09 | 111,27 | 158,96 | 101,73 | 120,81
Вивчено фізико-хімічні властивості СДС. Свіжевиготовлені суміші мали наступні значення активної кислотності: зразок 1 – рН=6,49; зразок 2 – 6,51; зразок 3 – 6,43; зразок 4 – 6,38; зразок 5– 6,42; зразок 6 – 6,53. Масова частка вологи знаходилась у межах 3,0-4,0 %. Протягом зберігання істотних змін фізико-хімічних показників не відбулося. Активна кислотність незначно знизилась, але термостійкість сумішей не змінилася. Масова частка вологи була у межах стандарту – нижче 5,0 %.
Значення індексу розчинності були незмінними та становили, см3 сирого осаду: зразок 1 – 0,050,01; зразок 2 – 0,050,01; зразок 3 – 0,090,01; зразок 4 – 0,090,01; зразок 5 – 0,600,01; зразок 6 – 0,500,01. Відносна швидкість розчинення знаходилась у межах 35- 48 %, такі значення цього показника характерні для швидкорозчинних сухих продуктів.
Мікробіологічні показники дослідних сумішей знаходились у межах норм, встановлених стандартом для сухих молочних продуктів. Загальна кількість мезофільних аеробних та факультативно анаеробних мікроорганізмів, КУО в 1г, свіжевиготовлених продуктів складала (3-4)*104. Впродовж зберігання загальна кількість мікроорганізмів зменшилась і набула значення (2-3)*104.
Для дослідження якості продуктів під час зберігання створено комплексний показник якості. Він складається з наступних груп: харчова цінність, органолептика, фізико-хімічні властивості. Мікробіологічні показники не входять у загальне рівняння: вони виступають у ролі обмежуючих факторів. Комплексний показник якості усіх зразків протягом терміну зберігання не вийшов за межі введеного обмеження: був вище 0,75. На кінець 6 місяця суміші мали наступні значення оцінки якості.
Таблиця 4
Комплексна оцінка якості СДС після зберігання 6 місяців
Показник | Зразок
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6
Харчова цінність | 0,250 | 0,181 | 0,175 | 0,159 | 0,198 | 0,200
Органолептика | 0,276 | 0,275 | 0,260 | 0,257 | 0,274 | 0,264
Фізико-хімічні властивості | 0,343 | 0,372 | 0,349 | 0,343 | 0,363 | 0,338
Загальний комплексний показник якості | 0,869 | 0,828 | 0,784 | 0,758 | 0,835 | 0,802
Таким чином, було встановлено умови та термін зберігання сухих десертних сумішей – 6 місяців при температурі 20С і відносній вологості повітря не вище 75 %.
На основі проведених досліджень було розроблено нормативну документацію на нові сухі консерви ТУ У 15.8-02070938.030-2002 “Суміші сухі молочні для коктейлів та пудингів” і технологічну інструкцію по виготовленню сухих сумішей. Вироблено дослідні партії СДС у виробничих умовах ТОВ фірма “КАГМА” (м. Кагарлик Київської обл.), ВАТ “Жашківський маслозавод” (м. Жашків Черкаської обл.), ВАТ “Яготинський маслозавод” (м. Яготин Київської обл.). Виробництво сухих десертних сумішей здійснювалося за технологічною схемою, наведеною на рис.4.
Розрахунок економічної ефективності виробництва нових консервів показав, що очікуваний термін окупності становитиме 2,87 р., а річний економічний ефект – 7150 грн.
Рис. 4. Апаратурно-технологічна схема виробництва сухих десертних сумішей
ВИСНОВКИ
1.
У дисертації наведено теоретичне обґрунтування та розроблення технології сухих десертних сумішей, зокрема сумішей для коктейлів і пудингів, у рецептурах яких удосконалено вуглеводний склад за рахунок використання природного цукрозамінника та наповнювачів рослинного походження, що надає продуктам оздоровчого характеру.
2.
Визначено вплив сухого знежиреного молока, цукрозамінника фруктози, наповнювачів: цикорію, топінамбуру, ячмінно-солодового екстракту і какао на розчинні властивості сухих молочних сумішей. Експериментально встановлено, що при використанні фруктози, ячмінно-солодового екстракту та цикорію індекс розчинності СДС змінюється незначно: збільшується не вище 0,1 см3 сирого осаду, топінамбур і какао погіршують розчинні властивості СДС: індекс розчинності зростає до 0,20-0,35 см3 сирого осаду. Доцільно використовувати фруктозу, ячмінно-солодовий екстракт, цикорій у СДС багатоцільового призначення, топінамбур і какао – у сумішах для морозива та пудингів.
3. Досліджено способи виробництва СДС. Визначено, що найбільш доцільним є спосіб сухого змішування компонентів у спеціальних змішувачах протягом (255) хв до отримання однорідної консистенції по всій масі суміші.
4.
Експериментально доведено, що на процеси відновлення СДС впливають температура води та тривалість розчинення. Визначено параметри процесу: температура (405) С, витримка 30-60 хвилин при постійному перемішуванні.
5.
Встановлено, що на властивості коктейлів, отриманих на основі СДС, впливає співвідношення їх складових. Обґрунтовано такий склад сумішей для коктейлів: сухе знежирене молоко – 32,5-52,7 %; фруктоза – 26,0-39,0 %; цикорій – 4,0-5,0 %; ячмінно-солодовий екстракт – 25,0-28,0 %; стабілізатор – 6,3-6,5 %.
6. Реологічними дослідженнями визначено, що молочні пудинги, створені на основі сухих десертних сумішей, відносяться до твердоподібних псевдопластичних тіл з граничним напруженням зсуву 00 та темпом руйнування структури, що входить у діапазон -1m0. Доведена доцільність збільшення сухих речовин молока у відновлених сумішах до (20,10,05) %. Встановлено співвідношення компонентів, при якому досягається найвища якість десертів. Рекомендовано такий склад сумішей для пудингів: сухе знежирене молоко – 53,0-59,6 %; фруктоза – 17,3-19,6 %; цикорій – 3,1-4,7 %; топінамбур – 4,7-6,2 %; стабілізаційна система – 15,3-16,5 %.
7.
Вперше вивчено амінокислотний склад СДС. Встановлено, що продукти мають відношення суми незамінних амінокислот до замінних близьке до ідеального 0,4. За перетравлюваністю білків виробів in vitro комплексом ферментів пепсин-трипсин сухі десертні суміші відносяться до 1 групи харчових продуктів, яким властивий швидкий темп перетравлюваності білка.
8.
Вивчено вуглеводний склад нових сухих консервів. Встановлено, що основними вуглеводами сухих десертних сумішей з модифікованим складом є: для коктейлів – фруктоза – 28,0-37,0 %, лактоза – 14,0-26,0 %, інулін – 1,3-1,7 %; для пудингів – фруктоза – 17,0- 22,0 %, лактоза – 20,0-27,0 %, інулін – 0,7-4,5 %.
9.
Розроблено кваліметричну оцінку якості СДС та молочних продуктів на їх основі за допомогою комплексного показника якості другого рівня, до якого входять харчова цінність, органолептика, фізико-хімічні властивості.
10.
Досліджено здатність до зберігання СДС. Визначено гарантійний термін та умови зберігання нових сухих консервів – 6 місяців при температурі 20С і відносній вологості повітря не вище 75 %.
Розроблено проект нормативної документації на сухі молочні суміші для коктейлів та пудингів (ТУ У 15.8- 02070938.030–2002). Обґрунтовані рецептури нових видів сухих молочних сумішей для морозива, коктейлів, пудингів (Пат. 38738 А Україна, Пат. 41198 А Україна, Пат. 47272 А Україна, Пат. 47804 А Україна) і десертів на їх основі.
ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1.
Скорченко Т.А., Бублик О.П. Дослідження процесів відновлення сухих сумішей для морозива // Наукові праці УДУХТ. – К.: УДУХТ, 2001. – №10. – с.52-53.
Особистий внесок здобувача полягає в обробці літературних джерел, проведенні досліджень, узагальненні отриманих результатів, підготовці матеріалів до друку.
2.
Скорченко Т., Хлобистова О., Бублик О. Комплексна оцінка якості молочних пудингів // Харчова і переробна промисловість. – 2001. – №7. – с.30.
Особистий внесок – аналітичний огляд літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
3. Бублик О.П., Скорченко Т.А., Ромоданова В.О. Рослинні наповнювачі та перспективи їх використання при виробництві молочних продуктів сучасного асортименту // Науковий вісник Національного аграрного університету. – Київ, 2002. – Вип. 40 – с.236-239.
Особистий внесок здобувача – обробка літературних джерел; проведення експериментальних досліджень, опрацювання отриманих результатів та підготовка матеріалів до друку.
4. Гребельник О.П., Скорченко Т.А., Хлобистова О.А. Оцінка якості нових видів молочних десертів / Вісник Сумського національного аграрного університету. Сер.“Тваринництво”. – Суми, 2002. – Вип.6. – с.277-280.
Внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень, опрацюванні і узагальненні отриманих результатів та підготовці матеріалів до друку.
5. Гребельник О., Скорченко Т., Ільченко Л. Багатокомпонентні суміші // Харчова і переробна промисловість. – 2002. – №11. – с.17.
Особистий внесок здобувача полягає в проведенні досліджень, опрацюванні і узагальненні отриманих результаті та підготовці матеріалів до друку.
6. Бублик О.П., Пасічний В.М., Скорченко Т.А. Вивчення реологічних властивостей пудингів на основі сухого знежиреного молока // Харчова промисловість. – К.: НУХТ, 2003. – №2. – с.18-19.
Особистий внесок – проведення експериментальних досліджень, опрацювання і узагальнення отриманих результатів та підготовка матеріалів до друку.
7. Пат. 38738 А Україна, МПК7 А23G9/02. Суха суміш для морозива / Ромоданова В.О., Дорохович А.М., Скорченко Т.А, Бублик О.П. (Україна). – №2000095271; Заявл. 13.09.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. №4.
Здобувачем було виконано дослідження, результати яких лягли в основу винаходу, та здійснено патентний пошук за темою винаходу.
8. Пат. 41198 А Україна, МПК7 А23G9/02. Суха суміш для молочних коктейлів / Бублик О.П., Ромоданова В.О., Скорченко Т.А. (Україна). – №2001032072; Заявл. 29.03.2001; Опубл. 15.08.2001, Бюл. №7.
Особистий внесок – патентний пошук за темою винаходу, проведення експериментальних досліджень, результати яких лягли в основу винаходу.
9. Пат. 47272 А Україна, МПК7 А23L1/187. Суха суміш для молочних пудингів / Ромоданова В.О., Скорченко Т.А., Ремесло Н.В., Бублик О.П., Хондожко О.М. (Україна). – №2001106774; Заявл. 04.10.2001; Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6.
Здобувачем було виконано експериментальні дослідження, результати яких лягли в основу винаходу, здійснено патентний пошук за темою винаходу.
10. Пат. 47804 А Україна, МПК7 А23G9/02. Суха суміш для молочних коктейлів / Скорченко Т.А., Бублик О.П., Малецька К.Д., Хондожко О.М., Переяславцева О.О. (Україна). – №2001096521; Заявл.24.09.2001; Опубл. 15.07. 2002, Бюл.7.
Внесок здобувача – патентний пошук за темою винаходу, проведення експериментальних досліджень, результати яких лягли в основу винаходу.
11.
Гребельник О.П., Хлобистова О.А., Скорченко Т.А. Вивчення здатності до зберігання сухих молочних сумішей // Материалы научно-практической конференции “Наука для молочной промышленности”, 1-3 октября 2002. – Киев, 2002. – ст.98-101.
Особистий внесок – проведення експериментальних досліджень, опрацювання і узагальнення отриманих результатів та підготовка матеріалів до друку.
12.
Скорченко Т.А., Гребельник О.П., Пухляк А.Г., Федченко Т.Г. Розробка молочних десертів діабетичного призначення // Материалы научно-практической конференции “Наука для молочной промышленности”, 1-3 октября 2002. – Киев, 2002. – ст.83-85.
Внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень, опрацюванні і узагальненні отриманих результатів та підготовці матеріалів до друку.
13.
Гребельник О.П., Скорченко Т.А. Технология сухих десертных смесей // Молочное дело. – 2003. – №3. –с.12-13.
Особистий внесок здобувача полягає в обробці літературних джерел, проведенні досліджень, опрацюванні і узагальненні отриманих результатів та підготовці матеріалів до друку.
14.
Вивчення можливості використання рослинних наповнювачів у виробництві молочних пудингів / Бублик О.П., Маслак Л.О., Секрета Е.В., Поліщук В.М., Костенко Т.П. // Тези доповідей 65-ї студентської наукової конференції, 13-15 квітня 1999 р. – К.: УДУХТ, 1999. – с.57.
Особистий внесок здобувача полягає в обробці літературних джерел, проведенні досліджень, опрацюванні отриманих результатів та підготовці матеріалів до друку.
15. Розширення асортименту сухих молочних сумішей з наповнювачами / О.П. Бублик, А.О. Гадайчук, В.О. Ромоданова, Т.А. Скорченко // Тези доповідей 66-ї студ. конференції, 18-20 квітня 2000р. – у 2 ч. – К.: УДУХТ, 2000. – Ч.2. – с.10.
Особистий внесок здобувача – обробка літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, опрацювання отриманих результатів та підготовка матеріалів до друку.
16. Розроблення сухих сумішей для коктейлів лікувально-профілактичного призначення / О.М. Хондожко, О.П. Гребельник, Т.А. Скорченко, В.О. Ромоданова // Програма і матеріали Міжнародної наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Сучасні методи створення нових технологій та обладнання в харчовій промисловості”, 23-25 квітня 2002 р. – у 2 ч. – К.: НУХТ, 2002. – Ч.2 – с.28.
Особистий внесок здобувача полягає в обробці літературних джерел, проведенні досліджень, опрацюванні результатів та підготовці матеріалів до друку.
АНОТАЦІЯ
Гребельник О.П. Розробка технології сухих десертних сумішей. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.04. – технологія м’ясних, молочних та рибних продуктів. – Національний університет харчових технологій, Київ, 2003.
Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню та розробленню технології сухих десертних сумішей, зокрема сумішей для коктейлів та пудингів, у рецептурах яких удосконалено вуглеводний склад за рахунок використання природного цукрозамінника та наповнювачів рослинного походження, які надають продуктам оздоровчого характеру. Показана можливість спільного використання сухого знежиреного молока, фруктози, ячмінно-солодового екстракту, цикорію, топінамбуру в рецептурах нових сухих консервів. Досліджено вплив наповнювачів на якісні характеристики сухих десертних сумішей. Підтверджена доцільність виробництва нових продуктів способом сухого змішування компонентів. Встановлені оптимальні параметри процесу відновлення сумішей. Визначено та теоретично обгрунтовано характер змін якості показників молочних пудингів та коктейлів, отриманих на основі сухих десертних сумішей. Розроблено комплексну оцінку якості для сухих молочних сумішей десертного призначення і виробів на їх основі. Визначено термін та умови зберігання сухих продуктів. Результати здійснених досліджень підтверджені Деклараційними патентами України на винаходи. Розроблено проект нормативної документації на нові види сухих молочних сумішей для коктейлів та пудингів. Технології отримання сухих консервів і десертів пройшли виробничу перевірку.
Ключові слова: сухі десертні суміші, десерти, коктейлі, пудинги, сухе знежирене молоко, фруктоза, ячмінно-солодовий екстракт, цикорій, топінамбур, якість.
АННОТАЦИЯ
Гребельник О.П. Разработка технологии сухих десертных смесей. – Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов. – Национальный университет пищевых технологий, Киев, 2003.
Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке
