Исследование и разработка технологии молочного десерта на основе пенообразных масс из молочных белковых концентратов в установке ГИД-100/1 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Сметанин, Владимир Сергеевич

• Сметанин, Владимир Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сметанин, Владимир Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Теоретические аспекты образования дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой.

1.2. Особенности стабилизации дисперсных систем.

1.3. Анализ состава и свойства сырья, используемого при создании пенообразных масс.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка технологии молочного десерта на основе пенообразных масс из молочных белковых концентратов в установке ГИД-100/1»

Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье нации. Пищевые продукты должны удовлетворять потребности человека в основных пищевых веществах и энергии, а также обладать функциональными свойствами. Необходимость решения этих задач отмечена в Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации (постановление Правительства РФ №917 от 10 августа 1998 г.).

Важнейшее место в реализации этой программы отводится молочной отрасли. Молоко и молочные продукты, являясь продуктами повседневного потребления всех возрастных групп населения, занимают одно из ведущих мест в рационах всех возрастных групп. Поэтому увеличение объемов производства, улучшение качества, повышение пищевой и биологической ценности, а также расширение и совершенствование ассортимента являются актуальными задачами молочной промышленности.

На современном этапе важнейшей задачей молочной промышленности является рациональное и более полное использование составных частей молока с целью создания такого ассортимента молочной продукции, который удовлетворял бы спрос потребителей. Большим резервом повышения эффективности использования сырьевых ресурсов является комплексная и рациональная переработка молочного сырья и увеличение выпуска продуктов на основе молочно-белковых концентратов (МБК), которые имеют преимущества перед цельным и сгущенным молоком: в них значительная концентрация белковых веществ, они обладают хорошими технологическими свойствами. Кроме того, молочно-белковые концентраты являются перспективными еще и потому, что позволяют создавать такие формы пищи, которые способны удовлетворить как изысканные вкусы потребителей, так и сгладить проблему сезонности молока, характерную в настоящее время для молочной отрасли. Это особенно важно для летнего периода, когда спрос на цельномолочную продукцию и масло снижается. Данный факт приводит к определенным диспропорциям в структуре вырабатываемого ассортимента, а также росту объемов выработки обезжиренного молока и пахты, которые не всегда можно эффективно перерабатывать по традиционным технологиям.

Молочно-белковые концентраты обладают способностью к пенообра-зованию. При этом происходит их смешивание с воздухом, вследствие чего возникает дисперсная система - газ-жидкость. Такие продукты обладают рядом ценных для человека свойств, которые обуславливают их функциональную направленность. Содержащийся в продукте кислород активизирует моторные, ферментативные и секреторные функции желудочно-кишечного тракта, нормализует микрофлору кишечника, ускоряет метаболические процессы.

Теоретические принципы создания пен, в том числе пенообразных молочных продуктов, заложены в работах A.A. Абрамзона, И.Н. Влодавца, Б.В.Дерягина, А.В.Думанского, А.Д.Зимона, В.Н.Измайловой, П.М.Круглякова А.Ю. Просекова, П.А. Ребиндера, A.A. Трапезникова, А.Г. Храмцова, А. Шелудко, Е.Д. Щукина и других.

Основным процессом при производстве пенообразных продуктов является газонасыщение. На данном этапе формируются основные характеристики продукта, которые в дальнейшем влияют на качественную оценку потребителя. К основным показателям качества пенообразных продуктов относятся следующие свойства: дисперсность, однородность, устойчивость (стабильность) и консистенция (структурно-механические свойства). Устойчивость и консистенция во многом определяются как физико-химическими свйствами исходных компонентов, так и их способом обработки. Повышение однородности, т.е. равномерности распределения дисперсной фазы в сплошной среде, требует применение более эффективных методов диспергирования и гомогенизации.

Приготовление высокодисперсных продуктов питания является достаточно сложной технической задачей. Таким образом, при разработке нового продукта одной из важнейших задач является разработка эффективной технологии и аппаратурного оформления этого процесса. Данная задача может быть с успехом решена за счет интенсификации процесса газонасыщения при использовании гиродинамического измельчителя — диспергатора ГИД-100/1.

ГИД-100/1 - многофункциональная установка, предназначенная для интенсификации процессов гомогенизации, диспергирования, эмульгирования, газонасыщения и др. Подобная интенсификация обусловлена многофакторным воздействием, обеспечивающем интенсификацию процесса перемешивания за счет использования активных гидродинамических режимов в широком диапазоне частотных колебаний, сочетающихся с одновременным механическим воздействием на частицы дисперсной фазы.

В связи с этим актуальным является исследование и разработка технологии молочного десерта на основе пенообразных масс из молочно-белковых концентратов с использованием гиродинамического измельчителя — диспергатора ГИД-100/1.

В данной работе изложены результаты исследований по изучению пе-нообразующих свойств молочно-белковых концентратов; изучено влияние технологических факторов на процесс формирования дисперсной фазы мо-лочно белковых концентратов; исследовано влияние параметров работы ГИД-100/1 на пенообразующие свойства мол очно белковых концентратов.

К практической реализации результатов работы следует отнести разработку рецептуры и технической документации на пенообразный молочный десерт на основе газожидкостной системы, сведения, характеризующие их состав и свойства. Показана экономическая эффективность выработки нового продукта.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Сметанин, Владимир Сергеевич

ВЫВОДЫ

1. Исследованы закономерности формирования пенообразных мае в гидродинамическом измельчителе - диспергаторе ГИД-100/1 из молочно-белковых концентратов, полученных ультрафильтрацией, и разработана технология получения молочного десерта на основе установленных закономерностей.

2. Исследован состав и функционально-технологические свойства мо-лочно-белковых концентратов, полученных ультрафильтрацией. Установлено, что молочно-белковые концентраты являются перспективным сырьем для использования в технологии получения продуктов с пенообразной структурой.

3. Исследовано влияние параметров работы ГИД-100/1 на пенообра-зующие свойства молочно-белковых концентратов. Выявлено, что значимыми факторами являются массовая доля белка, продолжительность обработки и способ газонасыщения. Варьируя входные параметры, возможно получить ПМ с максимальными значениями пенообразующей способности. Рациональными параметрами работы ГИД-100/1 для получения пенообразных масс с заданными характеристиками (с кратностью ПМ 412,0% и диаметром каналов 1,65 мкм) являются: скорость вращения равной 3750 об/мин, величина зазора между ротором и статором 0,15 мм, коэффициент заполнения рабочей камеры аппарата 0,45 и продолжительность насыщения 4,5 минуты.

4. Проведены исследования по установлению влияния компонентов немолочного происхождения на формирование ПМ в ГИД-100/1. Показано, что для увеличения устойчивости пенообразных масс целесообразно использовать стабилизатор структуры. Установлено, что рациональными свойствами обладает оксиамил ОПВ-2 (1,5%). Показано влияние цикламата, сахарина и тауматина на пенообразующие свойства молочно-белковых концентратов в ГИД-100/1. Доказано экспериментально, что целесообразно использовать ас-партам в концентрации 0,07%.

5. Теоретически обоснованы и экспериментально установлены технологические принципы выработки молочных продуктов на основе МБК. Новизна разработанных решений отвечает критериям патентоспособности. На созданный ассортимент продукции разработана и утверждена в установленном порядке техническая документация. Разработан регламент и рецептура пенообразного молочного десерта с использованием молочно-белкового концентрата при газонасыщении в ГИД-100/1. Изучен состав и свойства разработанного продукта. Продолжительность хранения при 4±2°С составила 5 суток, в том числе не более 48 часов на предприятии-изготовителе. На новый продукт разработана техническая документация (ТУ 9298-004-486520172010).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сметанин, Владимир Сергеевич, 2010 год

1. Абрамзон, A.A. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / A.A. Абрамзон.- Л.: Химия, 1984.- 215 с.

2. Абрамзон, A.A. Поверхностно-активные вещества / A.A. Абрамзон.- Л.:1. Химия, 1975.- 248 с.

3. Адамсон, А. Физическая химия поверхностей / А. Адамсон. М.: Мир, 1979.

4. Алексеенко, A.B. Специализированные жиры для растительных сливок /

5. A.B. Алексеенко, C.B. Колесникова // Молочная промышленность — 2009.-№3- С. 66.

6. Арет, В.А. Добавки как регуляторы консистенции молочных продуктов /

7. B.А. Арет П.В. Орлов, Ф.В. Пеленко // Пищевые ингредиенты. Сырьё и добавки.- 2002.- №2.- С. 78-81.

8. Артемьева, Н.К. Использование нетрадиционного растительного сырья вкондитерских изделиях / Н.К. Артемьева, Г.А. Макарова, A.B. Артемьев // Известия вузов. Пищевая технология,- 1999.- №2,3.- 40 с.

9. Балканова, Т.В. Из опыта промышленного применения физической рафинации гидрированных жиров / Т.В. Балканова, А.И. Аскинази, H.A. Калашева М.: АгроНИИТЭИПП, 1983.- 126 с.

10. Барбай, В.Ш. Коллоидные жидкости / В.Ш. Барбай, Ю.М. Глазман, Г.И. Фукс М.: Наука, 1972 - 202 с.

11. Бегларян, P.A. Баклачан // Пищевая промышленность.- 2004.- №4 — С. 94. П.Беззубов, Л.П. Химия жиров / Л.П. Беззубов.- М.: Пищевая промышленность, 1979.- 250 с.

12. Бердутина, A.B. Методика определения эмульсионных свойств белковых препаратов / A.B. Бердутина, A.C. Громов // Известия вузов. Пищевая технология 2009.- №9 — С.35.

13. Беркетова, JI.B. Повышение пищевой ценности кондитерских изделий // Хлебопекарное и кондитерское производство.- 2003.- №7.- С. 5.

14. Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик- JL: Изд-во ЛГУ, 1981.-171 с.

15. Большаков, О.В. Государственная политика в области здорового питания // Молочная промышленность.- 1999.- № 6.- С. 5-6.

16. Булгаков, A.C. Пищевые добавки. Справочник/ A.C. Булгаков.- СПб: «Vt», 1996.- 240 с.

17. Бухтарева, Э.Ф. Товароведение пищевых жиров, молока и молочных продуктов / Л.Ф. Бухтарева, Т.Т. Ильенко-Петровская, Г.В. Твердохлеб.-М.: Экономика, 1985.- 296 с.

18. Ванин, C.B. Влияние гидроколлоидов полисахаридной природы на пенообразующие свойства белковых продуктов / C.B. Ванин, В.В. Колпакова // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.- №1.- С. 57-59.

19. Вождаева, Л.И. Новый подход по использованию нетрадиционного растительного сырья в многокомпонентных молочных продуктах / Л.И. Вождаева, И.Ю. Мараховская // Пища. Экология. Качество: труды III междун. научно-практ. конф.- Новосибирск,- 2003.- 245 с.

20. Воробьева, Л.И. Техническая микробиология: учебное пособие / Л.И. Воробьева.- М: Издательство МГУПБ, 1987.- 168 с.

21. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий- М.: Химия, 1975.-512 с.

22. Гаврилова, Н.Б. Функциональные продукты на основе молока и его производных / Н.Б. Гаврилова, Е.С. Гришина // Молочные продукты XXI века и технологии их производства: межвузовский сб. науч. тр.- Омск, 2004 58 с.

23. Гаврилова, Н.Б. Технологии молочных продуктов XXI века / Н.Б. Гаврилова, О.В. Пасько // Молочные продукты XXI века и технологии их производства: межвузовский сборник научных трудов- Омск, 2004.- 7-14 с.

24. Гельфман, М.И. Коллоидная химия / М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов.- СПб.: Лань, 2003.- 336 с.

25. Гельфман, М.И. Микрогетерогенные системы: Учебное пособие / М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.- Кемерово, 2002.- 124 с.

26. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.1078-01.- М., 2002.- 346 с.

27. Горбатова, К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов / К.К. Горбатова.- М.: ГИОРД, 2003.- 352 с.

28. Гопал, С.Р. Эмульсии / Перевод с англ. под ред. A.A. Абрамзона.- Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1972.-448 с.

29. Горелкин, В.Н. Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов / В.Н. Горелкин, В.П. Смилва.- М.: Наука, 1974.-219 с.

30. Градус, JI.Я. Руководство по дисперсному анализу методом микроскопирования / Л .Я. Градус.- М.: Химия, 1997.- 232 с.

31. Гуляев, С.С. Взбитые молочные десерты и способы их приготовления / С.С. Гуляев, Н.В. Зайцев, Н.Г. Кононович.- М.: АгроНИИТЭИММП, 1987.-32 с.

32. Дерягин, Б.В. Исследования в области поверхностных сил / Б.В. Дерягин, Н.М. Кудрявцева -М.: Наука, 1961.-186 с.

33. Дерягин, Б.В. Смачивающие пленки / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев.- М.: Наука, 1984. 160 с.

34. Дерягин, Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок.- М.: Наука, 1986.-204 с.

35. Джафаров, А.Ф. Производство желатина / А.Ф. Джафаров.- М.: Агропромиздат, 1990.-288с.

36. Диденко, В.М. Отечественные эмульгаторы для масложировых продуктов // Масла и жиры.- 2004.- №10.- С. 1-3.

37. Диетические жировые эмульсии пониженной калорийности / М.Я. Бренц С.А. Фурсова, В.М. Воробьева, B.C. Баева // Вопросы питания.- 1983.- №1.-С. 61-64.

38. Духин, С.С. Коагуляция и динамика тонких пленок / С.С. Духин, H.H. Рулев, Д.С. Дмитров // АН СССР, Ин-т физ. Химии.- Киев: Наук, думка, 1986.- 228 с.

39. Ермакова, Т.П. Применение ПАВ в производстве кондитерских изделий // Хлебопекарная и кондитерская промышленность.-1989.- №2.- С. 31.

40. Ефремов, И.Ф. Периодические коллоидные структуры / И.Ф. Ефремов,- Л.: Химия, 1971.-192 с.

41. Жвирбянская, А.Ю. Микробиология в пищевой промышленности / А.Ю. Жвирбянская O.A. Бакушинская.- М.: Пищевая промышленность, 1975.- 501 с.

42. Измайлова, В.Н. Поверхностные явления в белковых системах / В.Н. Измайлова, Г.П. Ямпольская, Б.Д. Сумм.- М.: Химия, 1988.- 240 с.51 .Измайлова, В.М. Структурообразование в белковых системах / В.М. Измайлова.-М.: Наука, 1974.

43. Канн, К.Б. Капиллярная гидродинамика пен / К.Б. Канн.- Новосибирск: Наука, 1989.

44. Карушева, Н.В. Дисперсность воздушной фазы пенообразных кондитерских масс // Хлебопекарная и кондитерская промышленность.-1973.- №5.- С. 22-23.

45. Киреев, В.А. Курс физической химии / В.А. Киреев.- М.: Химия, 1975.- 776 с.

46. Китченер, Дж.А. Эмульсии / Дж. А. Китченер, П.Р. Массельвайт; под ред. П. Жермана; пер. с англ. под ред. A.A. Абрамзона- Л.: Ленинградское отделение, 1972.- С.75-124.

47. Клавер, Ф. Эмульгаторы в пищевой промышленности // Пищевые ингредиенты. Сырьё и добавки.- 2000.- №2.- С.64-66.

48. Козин, Н.И. Пищевые эмульсии.- М.: Пищепромиздат, 1950.-150 с.

49. Корнев, К.Г. Пены в пористых средах / К.Г. Корнев.- М.: Изд. Физико-математической литературы, 2001.- 192с.

50. Корячкина, С.Я. Влияние растительных добавок на качество белковых кремов / С.Я. Корячкина, Л.Г. Ермош // Известия вузов. Пищевая техноIлогия.- 1997.- №2.- С. 57-59.

51. Косман, В.Н. Применение УФ спектральных показателей окисленности в