НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

МІНОРОВА АНТОНІНА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 637.146:663.1

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ МОЛОЧНО-СОЛОДОВОГО ДЕСЕРТУ

ФУНКЦІОНАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

05.18.04 – технологія м’ясних, молочних

та рибних продуктів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

київ – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному університеті харчових технологій Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Ромоданова Валентина Олександрівна

Відкритий міжнародний університет розвитку людини

“Україна”, доцент кафедри технології харчування

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Рудавська Ганна Богданівна

Національний торговельно-економічний університет,

професор кафедри товарознавства та експертизи

продовольчих товарів

кандидат технічних наук

Поліщук Володимир Миколайович

ТОВ “ХР. Хансен Україна”, інженер-технолог

Провідна установа: Одеська Національна академія харчових технологій,

кафедра технології молока і сушіння харчових продуктів,

Міністерство освіти і науки України

Захист відбудеться “ 16 ” червня 2004 р. о 14 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.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 68.

Автореферат розісланий “ 30 ” квітня 2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, к.т.н. В.М. Поводзинський

ЗАГАЛЬНА характеристика роботи

Актуальність теми. З виходом країни на новий рівень ринкових відносин змінилась асортиментна політика харчової промисловості взагалі та молочної зокрема. Більш жорсткі вимоги споживачів до смакових якостей молочних продуктів при обмеженій сировинній базі та зниженні якості вихідної сировини спонукають науковців до створення нового напряму в молочній промисловості – розробки комбінованих харчових продуктів на молочній основі.

Для вирішення поставленої мети останнім часом широкого застосування набуло додавання до кисломолочних виробів різноманітних наповнювачів рослинного походження вітчизняного виробництва, які збагачують продукт біологічно активними речовинами.

Внесення природних фруктово-ягідних та інших наповнювачів у молочні продукти зазвичай потребує додавання цукру, що обмежує їх вживання для певної категорії споживачів. Альтернативою наповнювачам з цукром можуть виступати солодові екстракти, які дають змогу не тільки виключити цукор із рецептури, зберігаючи при цьому солодкий смак продукту, але й збагатити його біологічно активними речовинами.

На сьогоднішній день широкого використання у молочній промисловості солодові екстракти не знайшли, що пов’язано з недостатніми теоретичними і практичними відомостями про їх сумісність з молочною сировиною та впливом на фізико-хімічні і органолептичні показники продукту. Особливо обмежено використовується ячмінно-солодовий екстракт (ЯСЕ), який за вмістом деяких складових кращий серед солодових екстрактів та більш економічний. Виходячи з цього, доцільно розширити наукові дослідження та практичне використання ячмінно-солодового екстракту при виробництві молочних продуктів.

Застосування ЯСЕ як складової частини продукту сприятиме вирішенню актуальної проблеми сучасного молочного виробництва – створення технологій нових комбінованих кисломолочних продуктів, які не містять цукор і мають підвищену харчову і біологічну цінність.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно тематик бюджетної науково-дослідної роботи кафедри технології молока і молочних продуктів Українського державного університету харчових технологій (УДУХТ) “Вдосконалення існуючих і розробка нових ресурсо-матеріало-енергоощадних технологій та високоефективного обладнання молочної промисловості” (1996-2000 рр.) та Національного університету харчових технологій (НУХТ) “Вдосконалення і розробка фізико-хімічних основ технологій молочних продуктів функціонального і десертного призначення” (2001-2005 рр.) та згідно з науковою темою НУХТ “Розробити технологію оздоровчих продуктів харчування, збагачених солодовими екстрактами та рослинними антиоксидантами” (номер державної реєстрації 0100U000688, 2000-2002 рр.). Здобувач приймав участь в організації та проведенні наукових досліджень, обробці та узагальненні результатів, їх теоретичному обґрунтуванні.

Мета і завдання досліджень. Метою даної роботи є наукове обґрунтування та розробка технології комбінованого кисломолочного сиркового десерту з ячмінно-солодовим екстрактом підвищеної харчової та біологічної цінності.

Відповідно до поставленої мети вирішувались наступні основні завдання:

- Вивчити умови поєднання ячмінно-солодового екстракту з сиром кисломолочним як складовою та дослідити його вплив на зміну фізико-хімічних характеристик молочної основи.

- Розробити рецептуру кисломолочного сиркового десерту та визначити технологічні параметри виробництва нового продукту.

- Вивчити можливості стабілізації комбінованої молочної основи за рахунок використання стабілізаційної системи подвійної дії та визначити її дозу.

- Дослідити основні показники якості сиркового десерту, зокрема органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні, структурно-механічні, та їх зміну під час зберігання.

- Для доведення функціональності продукту дослідити біологічну цінність кисломолочного сиркового десерту: визначити амінокислотний склад, якісний склад білків та швидкість їх перетравлювання у системі in vitro.

- Визначити комплексну (кваліметричну) оцінку якості продукту.

- Розробити нормативно-технічну документацію на сирковий десерт.

- Провести промислове випробування технології нового продукту.

Об’єкт досліджень – технологія сиру кисломолочного знежиреного та десертів на його основі.

Предмет досліджень – сир кисломолочний знежирений, ячмінно-солодовий екстракт, вершки, молочна сироватка, а також органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні, технологічні, структурно-механічні параметри та біологічна цінність сиркових десертів з ЯСЕ.

Методи дослідження. Під час виконання дисертаційної роботи досліджували: якісні характеристики молочної сировини та готового продукту за допомогою стандартних методів визначення органолептичних, фізико-хімічних та мікробіологічних показників; дослідження компресійних властивостей – модифікованим методом П.А.Ребіндера та Н.А.Семененко на автоматичному пенетрометрі АР-4/2; визначення зсувних характеристик – методом А.В.Горбатова і В.Д.Косого на віскозиметрі РВ-8 системи Воларовича; вологоутримуючу здатність (ВУЗ) – модифікованим методом А.А. Алєксєєнко; оптимальну дозу сироватко-желатинового комплексу (СЖК) – графо-аналітичним методом Гурвиця; харчову та енергетичну цінність – визначали розрахунковим методом; амінокислотний склад сиркових десертів – методом хроматографічного іонообмінного аналізу за допомогою автоматичного аналізатора амінокислот LC-2000 фірми BIOTRONIK; якісний склад білків нового продукту – за модифікованим методом М.П.Чернікова; швидкість перетравлювання білків протеолітичними ферментами in vitro – за модифікованим методом А.А.Покровського – І.Д.Єртанова на приладі ПЛФБ–10; визначення білку в діалізаті проводили оптичним методом Лоурі на спектрофотометрі СФ–26; комплексну оцінку якості кисломолочного сиркового десерту – на основі розрахункового методу практичної кваліметрії.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в якості сировини і як складову продукту при виробництві сиркових десертів використано нетрадиційну сировину рослинного походження – ячмінно-солодовий екстракт. Встановлено залежність між дозою внесення ЯСЕ та фізико-хімічними властивостями молочної основи. Доведено його позитивний вплив на органолептичні показники, рівень кислотності та вміст сухих речовин.

Вперше встановлено, що додавання стабілізаційної системи – сироватко-желатинового комплексу (СЖК) – покращує мікробіологічні характеристики нового продукту: не пригнічує розвиток молочнокислих мікроорганізмів, але стримує ріст дріжджів та плісняв.

Досліджено реологічні показники нового продукту та виявлено закономірність впливу масової частки вологи в молочній основі на їх зміну. Встановлено, що розроблений продукт можна віднести до твердоподібних псевдопластичних тіл з коагуляційною структурою.

Вперше вивчено амінокислотний склад розробленого продукту. Встановлено суттєве збільшення кількісного складу вільних незамінних та замінних амінокислот, покращання якісного складу білків продукту, що веде до підвищення його біологічної цінності. Визначено, що білки сиркового десерту характеризуються високим рівнем перетравлюваності протеолітичними ферментами in vitro.

Практичне значення одержаних результатів. Обґрунтовано і розроблено технологію комбінованого кисломолочного продукту з використанням нетрадиційної сировини рослинного походження – ячмінно-солодового екстракту.

Розроблено проект нормативно-технічної документації ТУ У 02070938-033-02 на кисломолочний сирковий десерт “Колосок”. Перевірена в промислових умовах молочної фабрики “Рейнфорд” м. Дніпропетровська та ВАТ “Шосткінський міськмолкомбінат” м. Шостки Сумської обл. технологія нового продукту. Розроблена технологія дозволить отримати економію молочної сировини (20-30%) та підвищити ефективність її використання. Виробництво комбінованого продукту без цукру буде сприяти розширенню асортименту кисломолочних сиркових виробів функціонального направлення, призначених як для пересічних громадян, так і для широкого кола споживачів, яким рекомендовано обмежене вживання цукру.

Результати здійснених досліджень підтверджені Деклараційними патентами України на “Спосіб виробництва сиру кисломолочного з наповнювачем” (Пат. 37744 А Україна) та “Спосіб виробництва кисломолочного сиркового десерту” (Пат. 38974 А Україна).

Особистий внесок здобувача полягає у формулюванні мети і завдань досліджень, програми роботи, організації та проведенні наукових досліджень в лабораторних і виробничих умовах, обробці та теоретичному обґрунтуванні результатів, розробці нормативно-технічної документації, публікації результатів експериментальних досліджень, оформленні патентів.

Аналіз та узагальнення результатів досліджень проведено спільно з науковим керівником к.т.н. В.О. Ромодановою. Консультацію з питання функціонального призначення продукту надавала д.т.н. Сімахіна Г.О. Консультації щодо фізико-хімічних властивостей ЯСЕ надавала к.т.н. Гречко Н.Я., з питань утворення структури в новому продукті – д.фіз.-мат.н. Манк В.В. Математичну обробку та аналіз отриманих результатів реологічних характеристик здійснено з д.т.н. Смірновим В.С. та к.т.н. Кандибкою П.М. Дослідження мікробіологічних показників проведено спільно з зав. лаб. райСЕС Дарницького району м. Києва Бідною В.В., лікарями-бактеріологами Яковлевою Н.В. та Пуговицею О.О. Особистий внесок здобувача підтверджено поданими документами і науковими публікаціями.

Апробація результатів дисертації Основні результати роботи доповідались та обговорювались на 6-ій Міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми та перспективи створення і впровадження нових ресурсо- та енергоощадних технологій, обладнання в галузях харчової і переробної промисловості” (Київ, 1999), 7-ій Міжнародній науково-технічній конференції “Пріоритетні напрями впровадження в харчову промисловість сучасних технологій, обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення” (Київ, 2001), 5-ій Міжнародній спеціалізованій торгівельно-промисловій виставці “Укрм’ясомолпром” (Київ, 2002), Науково-практичній конференції “Наука для молочної промисловості” (Київ, 2002) та 66-ій (УДУХТ, 2000), 67-ій (УДУХТ, 2001), 69-ій (НУХТ, 2003) наукових студентських конференціях .

Публікації Основні положення дисертаційної роботи викладені в 12-ти публікаціях, у тому числі в наукових фахових виданнях 6 статей, отримано 2 Деклараційні патенти України на винахід, підготовлено 4 тези доповідей до наукових конференцій.

Структура та обсяг роботи Дисертація викладена на 147 сторінках друкованого тексту і складається із вступу, огляду літературних джерел, шести розділів, висновків, списку літератури та додатків. Робота містить 26 таблиць, 18 рисунків, 17 додатків. Список літературних джерел складається із 127 найменувань.

основний зміст

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано її мета, наукова новизна і практична цінність. Викладені основні положення дисертації та її значення для промисловості.

У першому розділі “Огляд літератури” проведений теоретичний аналіз асортименту та існуючих технологій кисломолочних сиркових виробів, підтверджено необхідність розробок нових продуктів функціонального направлення. Проаналізовано біологічно активні добавки, що застосовуються при виробництві молочних продуктів для підвищення їх харчової і біологічної цінності, в тому числі солодові екстракти. Результати медико-біологічних досліджень даних екстрактів дають підстави стверджувати, що їх споживання має позитивний вплив на стан здоров’я людини. Проведено порівняльну характеристику хімічного складу солодових екстрактів як перспективних видів рослинної сировини природного походження вітчизняного виробництва, асортимент виробів з їх застосуванням та обґрунтовано доцільність використання ячмінно-солодового екстракту у виробництві сиркових десертів як складової з метою збагачення продукту біологічно активними речовинами та можливості виключення із рецептури цукру.

Проаналізовано види стабілізаційних систем, що використовуються у виробництві сиркових виробів. Вивчений досвід процесів структуроутворення у продуктах при додаванні стабілізатора структури природного походження – желатини та обґрунтовано можливість його застосування.

У другому розділі “Методологія, організація та методи проведення досліджень” наведено схему постановки експерименту, дано стислу характеристику об’єктів та методів досліджень, що використовувались у дисертаційній роботі.

Дослідження проводились у науково-дослідній лабораторії кафедри технології молока і молочних продуктів, інших технологічних кафедрах, кафедри електротехніки НУХТ, відділі біотехнології Технологічного інституту молока і м’яса УААН, а також у виробничих умовах Київського заводу солодових екстрактів, молочної фабрики “Рейнфорд” м. Дніпропетровська та ВАТ “Шосткінський міськмолкомбінат” м. Шостки Сумської обл.

Математичну обробку результатів досліджень здійснювали за допомогою пакету програм Microsoft Office, електронних таблиць Microsoft Excel та методів математичної статистики.

У третьому розділі “Розробка технології і дослідження властивостей сиркових виробів” досліджено вплив дози ЯСЕ на органолептичні та фізико-хімічні характеристики молочної основи, розроблений рецептурний склад сиркових десертів та підібрано стабілізаційну систему з метою подовження терміну зберігання продукту.

Експериментально встановлено сумісність молочної основи з різними наповнювачами. В якості молочної основи використано сир знежирений кисломолочний. Відмічено можливість збагачення сиркових десертів біологічно активними речовинами рослинного походження. При виборі наповнювачів зупинилися на таких збагачуючих добавках вітчизняного виробництва: вишневий, смородиновий та полуничний джеми, цикорій, какао, полісолодовий (ПСЕ) та ячмінно-солодовий (ЯСЕ) екстракти. Після проведення ряду дегустацій отриманих зразків серед наповнювачів перевагу було віддано солодовим екстрактам. При цьому було враховано їх вплив на фізико-хімічні показники молочної основи, зокрема кислотність.

Хімічний склад, фізико-хімічні властивості солодових екстрактів, теоретичні та практичні відомості про їх застосування в молочній промисловості, а також кислотність та собівартість даних екстрактів вказують, що перевагу при розробці кисломолочного сиркового десерту доцільно віддати застосуванню ячмінно-солодового екстракту як більш перспективному з технологічної та економічної точки зору.

ЯСЕ характеризується вираженим карамельно-солодовим смаком та ароматом і позитивно впливає на смакові якості розробленого продукту. Експериментальним шляхом підібрано концентрацію ЯСЕ, що додавали до молочної основи. Для цього досліджували дози в широкому діапазоні значень: від 1 до 40%. Встановлено, що найбільш доцільним є використання 10...30% екстракту від загальної маси продукту. Дози 1...10% надають ледь помітного присмаку наповнювача, майже не змінюючи смак та колір продукту.

Визначено, що концентрація ЯСЕ суттєво впливає на фізико-хімічні показники молочної основи: кислотність, вміст вологи, вологоутримуючу здатність (ВУЗ). Графічні дані отриманих результатів доводять оберненопропорційну залежність зниження рівня кислотності від дози ЯСЕ, що пояснюється більш низькою кислотністю ЯСЕ (120Т) в порівнянні з кислотністю сиру кисломолочного (220-240Т). Встановлено, що при дозі внесення ЯСЕ 20-30% рівень титрованої кислотності знижується на 17-20%. Такий же зв’язок відмічено і по відношенню до вмісту вологи (рис. 1), що пов’язано із підвищенням вмісту сухих речовин, джерелом яких є ЯСЕ: вищезгадані дози підвищують вміст сухих речовин у продукті на 8-12%. Збільшення дози ЯСЕ знижує показники ВУЗ в аналогічній залежності (рис.1), особливо виражено при дозі внесення наповнювача, яка перевищує 30%, що можна пояснити зменшенням концентрації білків у системі (продукті), які мають вологоутримуючі властивості. Це підтверджують і органолептичні показники, зокрема консистенція зразків. Введення вищевказаної дози ЯСЕ дає більш рідку консистенцію, а також погіршує смакові якості продукту: з’являється присмак гіркоти.

Отже, за результатами комплексних досліджень: органолептичних та фізико-хімічних показників встановлено дози внесення ЯСЕ, які складають 20-30% від загальної маси продукту. При рекомендованих дозах зберігається кисломолочний смак, що надзвичайно важливо, і одночасно продукт має належний рівень солодкості.

Виходячи із сучасних уявлень про комбіновані продукти, до яких висунуті відповідні вимоги, а саме заміна “...менше половини молочного жиру (білку) на відповідні рослинні компоненти”, і які визначаються терміном “молочно-рослинні”, слідує: додавання ячмінно-солодового екстракту в такій кількості дозволяє розглядати його вже не як наповнювач, а як складову частину продукту. Це вказує на створення комбінованого продукту – молочно-солодового десерту.

Рис. 1. Залежності масової частки вологи і вологоутримуючої здатності молочної основи від дози ячмінно-солодового екстракту

Щоб покращити смакові характеристики та урізноманітнити асортимент сиркових десертів, проведено дослідження з добору молочної основи з різною масовою часткою жиру. Використовували вершки жирності 20%, 25, 30, 35 і 40%. Встановлено, що вершки з масовою часткою жиру 20, 25 і 30% помітно впливали на консистенцію готового продукту, а вершки 35 і 40% - суттєво підвищували вміст жиру в готовому продукті. Найбільш вдало поєднується гама смакових відтінків при внесенні у знежирену молочну основу вершків 30%-ної жирності у кількості 20% від загальної маси та м.ч. ЯСЕ 20-30%, що відповідає масовій частці жиру в готовому продукті 5-6%. Експериментальні дані (рис. 2) свідчать, що додавання вершків позитивно впливає на початковий рівень кислотності продукту (162-176Т, зразки 3, 4, у порівнянні із знежиреним сирковим десертом 180-200Т, зразки 1, 2) та її динаміку протягом зберігання. Крім того, додавання вершків пом’якшує присмак наповнювача, поліпшує смакові якості продукту. Враховуючи, що на сьогодні при виборі десертів споживачами вони займають одне з важливіших місць, розробка рецептур з додаванням вершків є доцільною.

Отже, внаслідок проведених досліджень, одержали новий сирковий десерт “Колосок”. Продукт не містить цукру, але солодкий на смак завдяки наявності легкозасвоюваних вуглеводів – глюкози, фруктози, мальтози тощо, з легким присмаком і ароматом наповнювача, однорідної пастоподібної консистенції, приємного світло-кремового кольору.

З метою подовження терміну зберігання продукту було здійснено підбір стабілізаційної системи. Проаналізовано вплив на смакові та фізико-хімічні властивості продукту внесення таких стабілізаторів структури вітчизняного виробництва: крохмалю картопляного, крохмалю модифікованого, желатини та метилцелюлози. Дані стабілізатори виготовляють у вигляді порошків, які перед застосуванням необхідно розчинити для послідуючого набухання. Доцільно для цього використати кислу молочну сироватку. Це дозволяє не тільки підвищити біологічну цінність продукту і збагатити його цінними компонентами сироватки – сироватковими білками, мінеральними речовинами, вітамінами тощо, а й сприяє вирішенню проблеми розширення шляхів використання її у виробництві харчових продуктів.

Контроль – сир кисломолочний знежирений; зразки 1, 2 – знежирені сиркові десерти з м.ч. ЯСЕ 20 і 30 %; зразки 3, 4 – десерти з м.ч. жиру у вершках 30% та м.ч. ЯСЕ 20 і 30 % відповідно.

Рис. 2. Залежність кислотності продукту від м. ч. жиру у вершках при зберіганні

Моделювали різні співвідношення доз стабілізаторів та їх сумішей у сироватці. Встановлено, що додавання таких стабілізаторів як крохмаль картопляний, крохмаль модифікований та їх композиційних сумішей з метилцелюлозою негативно впливає на смакові якості сиркового десерту. Не змінюють їх желатина та метилцелюлоза. Відмічено позитивний вплив даних стабілізаторів на рівень кислотності та вологоутримуючої здатності досліджуваних зразків. Оскільки метилцелюлоза є штучносинтезованим стабілізатором, в подальших дослідженнях використовували желатину як стабілізатор структури природного походження.

Отже, з метою подовження терміну зберігання сиркового десерту було запропоновано внесення в продукт стабілізаційної системи у вигляді сироватко-желатинового комплексу (СЖК), яка буде виконувати подвійну дію: покращувати структуру продукту та підвищувати його біологічну цінність.

У четвертому розділі “Дослідження фізико-хімічних та мікробіологічних показників розробленого продукту” досліджено вплив дози СЖК на рівень кислотності, вологоутримуючої здатності (ВУЗ) сиркового десерту та мікробіологічні показники під час зберігання.

Внесення СЖК впливає на фізико-хімічні показники сиркового десерту протягом зберігання, зокрема кислотність. Доведено оберненопропорційний зв’язок між дозою СЖК та зниженням рівня кислотності, що можна пояснити різним початковим кількісним вмістом молочнокислої мікрофлори. Паралельно проведено дослідження мікробіологічних показників, зокрема динаміки молочнокислих мікроорганізмів, вмісту дріжджів та плісняв. Встановлено, що внесення СЖК (5, 10%) не пригнічує розвиток молочнокислої мікрофлори розробленого продукту (1*109 КУО в 1 г продукту на 7-му добу зберігання) у порівнянні з контролем (сиром кисломолочним), де зафіксовано таке ж значення. Доза СЖК 15% дещо уповільнює життєдіяльність молочнокислих мікроорганізмів (1*108 КУО) після 5-тої доби зберігання.

Як свідчать дані таблиці 1, СЖК стримує ріст дріжджів та плісняв у сиркових десертах на 10 КУО та 5 КУО відповідно в 1 г продукту, тобто виявляє стабілізуючий ефект і дає змогу подовжити термін зберігання розробленого продукту до 7 діб. Це пояснюється переходом вільної вологи у зв’язану під час процесу структуроутворення продукту і створенням менш сприятливих умов для життєдіяльності мікроорганізмів.

Таблиця 1

Мікробіологічні показники кисломолочних виробів

Зраз-ки | Доза.

СЖК,

% | Термін зберігання продуктів, діб

1 | 3 | 5 | 7

Дріжд-жі, КУО | Плісня-ва, КУО | Дріжд-жі, КУО | Плісня-ва, КУО | Дріжд-жі, КУО | Плісня-ва, КУО | Дріжд-жі, КУО | Плісня-ва, КУО

1 | - | 4 | 0 | 5 | 1 | 8 | 6 | 12 | 6

2 | - | 3 | 0 | 6 | 0 | 8 | 4 | 14 | 4

3 | 5 | 3 | 0 | 3 | 0 | 4 | 1 | 6 | 2

4 | 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 2 | 0 | 2 | 1

5 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 2 | 1

У п’ятому розділі “Дослідження структурно-механічних властивостей сиркового десерту” на основі досліджень компресійних характеристик продукту встановлено дозу СЖК, а на основі досліджень зсувних показників – підібрано масову частку вологи у сирі кисломолочному. На підставі отриманих значень органолептичних, фізико-хімічних, мікробіологічних та реологічних характеристик встановлено основні показники якості розробленого продукту.

Отримання відповідної консистенції – одна з головних задач технологів, тому метою подальшої роботи було дослідження структурно-механічних характеристик розробленого продукту. При додаванні СЖК змінюється консистенція полідисперсної системи. Вона набуває таких механічних характеристик як пластичність, пружність, в’язкість тощо.

Досліджено реологічні властивості свіжевиготовлених десертів, зокрема відносна пластичність і відносна пружність системи. Слід зазначити, що найбільшу відносну пластичність система має при внесенні в продукт СЖК – 5%, найбільша відносна пружність системи спостерігається при дозі – 15-20%.

Відомо, що структуроутворення в системі (продукті) при внесенні стабілізатора желатини триває 5-7 діб. При цьому структура продукту і, як наслідок, його консистенція може змінюватись. Виникла потреба дослідити зміну структурно-механічних властивостей сиркових десертів під час зберігання (7 діб) та визначитись з концентрацією СЖК.

При визначенні оптимальної концентрації СЖК, яка забезпечує задані реологічні характеристики протягом гарантійного терміну зберігання, використаний графо-аналітичний метод Гурвиця. Розраховано функцію мети та побудовано графік залежності ефективності структурно-механічних характеристик Е0 від зміни аргументів , (консистенції, терміну зберігання). На основі проведених досліджень рекомендовано дозу внесення СЖК – 10%.

Вміст вологи – один з основних факторів, що впливає на консистенцію продукту та веде до отримання типу структури з відповідними механічними властивостями. Вивчено вплив масової частки вологи сиру кисломолочного на зсувні властивості сиркових виробів: ефективну в’язкість, граничне напруження зсуву. Предметом досліджень був сир кисломолочний знежирений з вмістом вологи 74…80% і сиркові десерти на його основі з СЖК 10%.

На підставі отриманих результатів експериментальних досліджень побудовано графіки залежностей ефективної в’язкості від колової швидкості представлених продуктів (рис.3) та отримано степеневі рівняння типу , де коефіцієнт – ефективна в’язкість при коловій швидкості 1 м/с, – темп руйнування структури. Встановлено, що при збільшенні колової швидкості ефективна в’язкість зменшується. Дана тенденція характерна для всіх досліджуваних зразків сиру кисломолочного та сиркових десертів.

ряд1-контроль (сир кисломолочний знежирений), ряд2-десерт

Рис. 3. Залежність ефективної в’язкості від колової швидкості для кисломолочних продуктів

Другою важливою характеристикою консистенції продукту, що корелює з ВУЗ, є граничне напруження зсуву – Q0. Аналіз отриманих даних доводить, що вміст вологи в десерті суттєво впливає на даний показник. Встановлено, що при зменшенні вмісту вологи в продукті граничне напруження зсуву зростає (рис. 4), де зразки 1-3 – сир знежирений кисломолочний, 4-6 – відповідно десерти на основі сиру кисломолочного з різним вмістом вологи.

Рис. 4. Залежність граничного напруження зсуву від вмісту вологи

Найкраща консистенція, яка б задовольняла задані вимоги з технологічної точки зору, спостерігалася у зразку, де Q0 дорівнює 492Па. Ефективна в’язкість при цьому відповідала значенню 722 Пас. У даному зразку вміст вологи в сирі кисломолочному становив 78% (в десерті на його основі – 64%).

Отже, на основі експериментальних даних виявлено вплив масової частки вологи у молочній основі на зміну реологічних характеристик, встановлено, що розроблений продукт можна віднести до твердих псевдопластичних тіл з коагуляційною структурою (темп руйнування структури знаходиться в діапазоні -1<m<0), а також підібрано молочну основу (сир кисломолочний) з вмістом вологи 78%, що забезпечує належні споживчі властивості продукту.

Розроблено ще ряд рецептур з вмістом вищевказаного стабілізатора. Сирковий десерт під назвою “Колосок особливий” дасть змогу розширити асортимент кисломолочних продуктів подовженого терміну зберігання.

У шостому розділі “Дослідження біологічної цінності розробленого продукту” визначено амінокислотний склад сиркового десерту, якісний склад білків продукту та досліджено швидкість перетравлювання їх протеолітичними ферментами in vitro. Визначено комплексний показник якості кисломолочних виробів. Доведено, що розроблений сирковий десерт можна віднести до продуктів функціонального призначення.

Введення в сир кисломолочний низькомолекулярних білків ячмінно-солодового екстракту, лактоальбумінів і лактоглобулінів сироватки дозволяє значно збагатити амінокислотний склад нового десерту, що має вплив на його біологічну цінність. Визначено амінокислотний склад десерту, а саме кількісний вміст вільних і зв’язаних амінокислот. Встановлено, що вміст вільних незамінних амінокислот в новому продукті значно перевищує їх вміст в сирі кисломолочному. Так, вміст треоніну та фенілаланіну збільшився більш ніж в 10 разів, лізину та валіну – більш ніж в 2 рази, лейцину – в 5,4 рази, а ізолейцину – в 14,6 рази у порівнянні з контролем. Відмічено таку ж позитивну тенденцію щодо вмісту вільних замінних амінокислот.

Досліджено якісний склад білків продукту хімічним методом: шляхом визначення відношення суми незамінних амінокислот до суми замінних амінокислот та амінокислотного скору. Встановлено, що дане відношення для розробленого десерту становить 0,55. Виявлено, що лімітуючими амінокислотами є сірковмісні амінокислоти (метіонін + цистін – 14). Але відмічено, що скор ізолейцину в порівнянні з контролем зріс на 23%, треоніну - на 18%.

Оцінку якості білку охарактеризували, враховуючи і КРАС (коефіцієнт різниці амінокислотного скору, %), який показує ступінь продуктивного використання незамінних амінокислот. Як доводять експериментальні дані (табл.2), біологічна цінність розробленого сиркового десерту зросла на 8% і становить 82% в порівнянні з контролем, де вона складає74%.

Таблиця 2

Оцінка якості білку по амінокислотному скору і КРАС

Незамінні амінокислоти | Табл. Покровського | Сир к/м (контроль) | Сирковий десерт

Скор, % | РАС,% | Скор, % | РАС,% | Скор, % | РАС,%

Ізолейцин | 139 | 39 | 99 | 14 | 122 | 36

Лейцин | 147 | 47 | 170 | 85 | 104 | 18

Лізин | 146 | 46 | 101 | 16 | 102 | 16

Метіон+цистін | 100 | 0 | 100 | 15 | 86 | 0

Триптофан | 100 | 0 | 100 | 15 | 107 | 21

Треонін | 111 | 11 | 85 | 0 | 103 | 17

Фенілал+тироз. | 172 | 72 | 127 | 42 | 105 | 19

Валін | 110 | 10 | 109 | 24 | 104 | 18

РАС | - | 225 | - | 211 | - | 145

КРАС | - | 28 | - | 26 | - | 18

БЦ, % | 72 | 74 | 82

Для характеристики біологічної цінності продукту важливим є визначення швидкості перетравлювання білків в системі in vitro.

Досліджено швидкість перетравлювання білків сиру кисломолочного та сиркового десерту системою пепсин-трипсин (період гідролізу 6 годин). Встановлено, що білки сиркового десерту можна віднести до 1-ої групи харчових продуктів за рівнем перетравлюваності.

Згідно з сучасними уявленнями для отримання продуктів функціонального призначення висунуті відповідні вимоги: функціональні продукти повинні бути продуктами повсякденного споживання, мати молочну, жирову чи зернову основу, збагачену 7 видами функціональних інгредієнтів, а також задовольняти 30-50% добової потреби дорослої людини у найважливіших з точки зору формули збалансованого харчування А.А. Покровського речовинах. Доведено, що створений сирковий десерт задовольняє висунуті вимоги.

Визначили комплексний (інтегральний) показник якості нового десерту, базуючись на найбільш значимих характеристиках: біологічна цінність, фізико-хімічні та органолептичні властивості. Встановлено, що значення показника сиркового десерту перевищує показник сиру кисломолочного знежиреного, що підтверджує високий рівень якості розробленого продукту.

Підсумовуючи сказане і посилаючись на загальний позитивний фактор при додаванні ячмінно-солодового екстракту, що обумовлений поліпшенням органолептичних і фізико-хімічних показників, кількісним збагаченням амінокислотного складу розробленого продукту, покращанням якісного складу білків, відсутністю цукру у продукті, його високим рівнем перетравлюваності, можна стверджувати, що додавання ячмінно-солодового екстракту як складової є перспективним видом нетрадиційної рослинної сировини вітчизняного походження, яку доцільно використовувати при виробництві сиркового десерту, оскільки це веде до підвищення його біологічної цінності і, як наслідок, можливості віднесення до продуктів функціонального призначення.

Розроблено проект нормативно-технічної документації ТУ У 02070938-033-02 на кисломолочний сирковий десерт “Колосок”. Вироблено дослідні партії сиркового десерту у виробничих умовах молочної фабрики “Рейнфорд” м. Дніпропетровська та ВАТ “Шосткінський міськмолкомбінат” м. Шостки Сумської обл. На останньому до перспективного плану випуску молочної продукції планується включити виробництво сиркового десерту “Колосок”.

Висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і вирішення наукової задачі, що виявляється у створенні комбінованого продукту на молочній основі без вмісту цукру, функціонального призначення з використанням нетрадиційної рослинної сировини – ЯСЕ.

1.Встановлено, що внесення ЯСЕ у кількості 20-30% характеризує його як складову і позитивно впливає на органолептичні та фізико-хімічні показники молочної основи: знижує її кислотність на 17-20% і підвищує вміст сухих речовин на 8-12%.

2.Вивчено можливість урізноманітнення молочної основи та покращання органолептичних і фізико-хімічних показників продукту за рахунок внесення вершків. Встановлено їх масову частку жиру, яка складає 30%.

3.Доведено, що внесення сироватко-желатинового комплексу (СЖК) у кількості 10% не пригнічує ріст молочнокислої мікрофлори (1*109 КУО в 1 г продукту), але стримує ріст дріжджів на 10 КУО та плісняв на 5 КУО відповідно в 1 г продукту у порівнянні з сиром кисломолочним (контролем) на 7-му добу зберігання, тобто виявляє стабілізуючу дію.

4.Досліджено вплив концентрації СЖК на компресійні властивості продукту під час зберігання. Встановлено оптимальну дозу стабілізуючого компоненту, що складає 10% об’єму.

5.Досліджено зсувні властивості десерту в залежності від вмісту вологи в молочній основі. Встановлено, що масова частка вологи в сирі кисломолочному повинна складати 78%. Доведено, що розроблений десерт можна віднести до псевдопластичних продуктів з коагуляційною структурою (темп руйнування структури знаходиться в діапазоні -1<m<0).

6.Визначено амінокислотний склад десерту. Встановлено, що при внесенні ЯСЕ збільшується вміст треоніну та фенілаланіну більш ніж в 10 разів, лізину та валіну більш ніж в 2 рази, лейцину в 5,4 разів, а ізолейцину в 14,6 разів у порівнянні з контролем.

7.Досліджено якісний склад білків кисломолочного сиркового десерту. Встановлено, що відношення суми незамінних амінокислот до суми замінних становить 0,55. Доведено, що внесення ЯСЕ у кількості 20% від загальної маси продукту підвищує його біологічну цінність на 8% у порівнянні з сиром кисломолочним і складає 82%.

8.При дослідженні швидкості перетравлювання білків сиру кисломолочного та сиркового десерту системою пепсин-трипсин встановлено, що розроблений продукт можна віднести до 1-ої групи харчових продуктів за рівнем перетравлюваності.

9.Обгрунтовано, що розроблений сирковий десерт, який має молочну основу, містить 7 видів функціональних інгредієнтів та задовольняє 30-50% добової потреби у найважливіших харчових речовинах, можна віднести до продуктів функціонального призначення.

10.Визначено гарантійний термін зберігання сиркового десерту “Колосок”, який становить 5 діб, та сиркового десерту “Колосок особливий” – 7 діб за температури 62С.

11.Розроблено проект нормативно-технічної документації ТУ У 02070938-033-02 на кисломолочний сирковий десерт “Колосок”.

12.Розроблена технологія дасть можливість отримати економію молочної сировини у кількості 20-30% та підвищити ефективність її використання.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.Ромоданова В.О., Домарецький В.А., Гречко Н.Я., Мінорова А.В. Використання ячмінно-солодового екстракту у виробництві кисломолочних виробів // Харчова промисловість. – К.: УДУХТ, 2000. – №45. – С.128-131.

Особистий внесок здобувача полягає в опрацюванні літературних джерел, проведенні досліджень, аналізі результатів та підготовці матеріалів до друку.

2.Мінорова А.В., Ромоданова В.О., Бабенко О.Б. Розробка технології і дослідження структурно-механічних властивостей молочно-солодових виробів // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 2001. – №40. – С.213-216.

Особистий внесок здобувача – планування та організація експерименту, узагальнення результатів досліджень та підготовка матеріалів до публікації.

3.Мінорова А.В., Ромоданова В.О., Смірнов В.С., Кочубей О.В., Ющенко Н.М. Дослідження структурно-механічних показників нових сиркових виробів та їх зміни під час зберігання // Наукові праці УДУХТ. – К.: УДУХТ, 2001. – №10. ч. ІІ. – С. 34-35.

Особистий внесок здобувача – обробка літературних даних, проведення експериментальних досліджень, опрацювання отриманих результатів та підготовка матеріалів до публікації.

4.Ромоданова В.О., Смірнов В.С., Мінорова А.В., Кочубей О.В. Моделювання компресійних властивостей молочно-солодового десерту // Харчова промисловість. – К.: НУХТ, 2003. – №2. – С.20-21.

Особистий внесок здобувача включає: вивчення та інтерпретацію літературних джерел, проведення досліджень, обробку отриманих даних та підготовку матеріалів до друку.

5.Мінорова А.В., Ромоданова В.О., Кандибка П.М., Кочубей О.В. Залежність зсувних характеристик молочно-солодових десертів від вмісту вологи в кисломолочному сирі // Наукові праці НУХТ. – К.: НУХТ, 2003. – №14. – С. 75-76.

Особистий внесок здобувача включає роботу над теоретичними аспектами літературних даних, проведення експерименту та підготовку статті до друку.

6.Мінорова А.В., Ромоданова В.О. Підвищення харчової цінності сиркових десертів з використанням ячмінно-солодового екстракту // Промышленная теплотехника. – К., 2002. – т. 24., прил. к №4. – С.61-64.

До особистого внеску здобувача відноситься аналіз літератури, планування та постановка експерименту, узагальнення одержаних результатів досліджень та підготовка статті до друку.

7.Патент 34744 А Україна МКИ А 23 С 19/076. Спосіб виробництва сиру кисломолочного з наповнювачем / Ромоданова В.О., Гречко Н.Я., Мінорова А.В., Бабенко О.Б. (Україна). – Опубл. 15.03.01, Бюл.№2.

Здобувачем здійснено патентний пошук за темою винаходу, виконано дослідження, результати яких покладено в основу винаходу.

8.Патент 38974 А Україна МКИ А 23 С 19/076. Спосіб виробництва кисломолочного сиркового десерту / Ромоданова В.О., Мінорова А.В., Ющенко Н.М., Кочубей О.В. (Україна). – Опубл. 15.05.01, Бюл.№4.

Особистий внесок здобувача – патентний пошук, проведення експериментальних досліджень, підготовка та оформлення заявки на винахід.

9.Мінорова А.В., Ромоданова В.О., Бабенко О.Б., Яцун Т.В. Технологічні аспекти використання солодових екстрактів у виробництві кисломолочних сиркових десертів // Матеріали 6-ої Міжнародної науково-технічної конференції. – К.: УДУХТ. – 2000. – ч. ІІ. – С.53.

Особистий внесок здобувача полягає в обробці та узагальненні результатів експериментальних досліджень та підготовці тез доповіді до конференції.

10.Ромоданова В.О., Мінорова А.В., Бабенко О.Б. Дослідження фізико-хімічних показників кисломолочних сиркових десертів з ячмінно-солодовим екстрактом під час зберігання // Збірник тез доповідей 66-ої студ. наук. конференції. – К.:УДУХТ. – 2000. – С. 9.

Особистий внесок здобувача – постановка експерименту, обробка отриманих даних та підготовка матеріалів до друку.

11.Ромоданова В.О., Мінорова А.В., Тараненко Н.Б., Хомяк В.Ф. Вплив теплової обробки молока на якість молочно-солодових десертів // Збірник тез доповідей 67-ї студ. наук. конференції. – К.: УДУХТ. – 2001. – С. 36-37.

Особистий внесок здобувача – планування та проведення експерименту, узагальнення й обробка результатів та підготовка матеріалів до видання.

12.Мінорова А.В., Ромоданова В.О.Дослідження впливу дози стабілізаційної системи на рівень кислотності молочно-солодового десерту під час зберігання // Збірник тез доповідей 69-ї студ. наук. конференції. – К.: НУХТ. – 2003. – С. 36-37.

Особистий внесок здобувача полягає в опрацюванні літературних джерел, постановці експерименту, аналізі результатів і підготовці матеріалів до друку.

АНОТАЦІЯ

Мінорова А.В. Розробка технології молочно-солодового десерту функціонального призначення. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.04 – технологія м’ясних, молочних і рибних продуктів. – Національний університет харчових технологій, Київ, 2004.

Метою даної роботи є наукове обґрунтування і розробка технології комбінованого продукту функціонального призначення на молочній основі з ячмінно-солодовим екстрактом.

Вперше в якості сировини і як складову продукту при виробництві сиркових десертів використано нетрадиційну рослинну сировину – ячмінно-солодовий екстракт (ЯСЕ). Створена композиція інгредієнтів, без вмісту цукру, що дозволила отримати продукт з приємним солодким смаком, солодовим ароматом та належною консистенцією. Вивчено вплив ЯСЕ на органолептичні, фізико-хімічні, технологічні, мікробіологічні, реологічні показники і властивості, а також біологічну цінність розробленого продукту.

Результати проведених досліджень підтвердили доцільність і перспективність використання ячмінно-солодового екстракту, оскільки даний наповнювач сприяє збагаченню продукту біологічно активними речовинами, покращанню смакових, технологічних властивостей, підвищенню біологічної цінності. Крім того, сирковий десерт має високий рівень якості.

Ключові слова: комбінований продукт, молочна основа, ячмінно-солодовий екстракт, відсутність цукру, біологічно активні речовини, консистенція, біологічна цінність, якість.

АННОТАЦИЯ

МИНОРОВА А.В. Разработка технологии молочно-солодового десерта функционального назначения. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.04. – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов. – Национальный университет пищевых технологий, Киев, 2004.

Цель данной работы – научное обоснование и разработка технологии комбинированного продукта на молочной основе с ячменно-солодовым экстрактом функционального назначения. Впервые в качестве сырья и как составная часть продукта при выработке творожных десертов использовано нетрадиционное сырье растительного происхождения – ячменно-солодовый экстракт (ЯСЭ). Создана композиция ингредиентов без сахара, которая дала возможность получить продукт с приятным сладким вкусом, солодовым ароматом и требуемой консистенцией. Изучено влияние ЯСЭ на органолептические, физико-химические, микробиологические, структурно-механические, технологические показатели и свойства, а также биологическую ценность